Luftbrunnen für Lüftung und Wärmepumpe

Aufbau und Funktionsweise der Erdwärmebrunnen

Der Luftbrunnen ist ein Erdwärmeübertrager (EWT) der besonderen Art: Denn anders als bei konventionellen EWT saugen Ventilatoren Außenluft hier über ein Kiesbett im Erdreich an. Das Gestein wirkt als Wärmespeicher, der die Außenluft im Winter vorheizt sowie befeuchtet und im Sommer kühlt sowie trocknet.

Aufbau der besonderen Erdwärmeübertrager

Einfach beschrieben besteht der Luftbrunnen aus einem Graben vor dem Haus. Dieser ist etwa drei Meter tief, ein bis zwei Meter breit und mit einem Vlies ausgekleidet. Im Graben befinden sich Drainagerohre sowie Gesteine verschiedener Körnung. Die Rohre, die etwa 30 bis 50 Zentimeter über der Grabensole liegen, laufen allesamt zu einem Sammelschacht. Dieser besteht meist aus Kunststoff. Er ist mit der Ansaugleitung der Lüftung verbunden und ermöglicht es, Außenluft über den Kiesgraben anzusaugen. Von oben ist die Anlage lediglich am Schachtdeckel zu erkennen. Denn auf der Gesteinsschicht liegt ein weiteres Vlies, das Handwerker mit zehn bis 15 Zentimeter lockerer Erde überdecken, die sich anschließend mit Rasen bepflanzen lässt.

Außenluft nimmt im Luftbrunnen Wärme auf

Nimmt die Lüftung ihren Betrieb auf, saugt sie Außenluft über den Brunnen an. Die Gesteinsschicht wirkt dabei als Filter und Wärmespeicher in einem. Denn im Winter versorgt sie die Außenluft mit Wärme und Feuchtigkeit, um minus15 Grad Celsius kalte Luft auf über null Grad Celsius vorzuwärmen. Das entlastet die Lüftung sowie andere Heizsysteme und sorgt für sinkende Heizkosten. Im Sommer nimmt die Kiesschicht hingegen Wärme und Feuchte auf. 30 Grad Celsius heiße Außenluft strömt dabei mit etwa 16 Grad Celsius ins Haus, wo sie eine energiesparende und schonende Kühlung ermöglicht.

Voraussetzungen für die Wärmeübertrager

Für jeden Hausbesitzer kommt der Luftbrunnen nicht infrage. Denn Voraussetzung ist eine ausreichend hohe Grundwasserschicht. Außerdem sollte der Boden sickerfähig und frei von Radon sein. Radon ist ein radioaktives und krebserregendes Gas, das in manchen Regionen vorhanden ist (siehe  BfS-Radonkarte).

Es gibt allerdings Ausnahmen: So lässt sich ein zu hoher Grundwasserspiegel mit entsprechenden Pumpen regulieren. Bei einer erhöhten Radonbelastung kommen hingegen Auskleidungen aus Teichfolie und unterirdische Siphons zum Einsatz. Beides sorgt jedoch für einen erhöhten Aufwand, sodass die Wirtschaftlichkeit der Anlage darunter leidet.

Typische Einsatzbereiche der Luftbrunnen

Infrage kommen die besonderen Wärmeübertrager vor allem bei Lüftungsanlagen für die kontrollierte Wohnraumlüftung (KWL). Hier versorgen sie das Haus im Winter mit feuchtwarmer und im Sommer mit trocken kühler Außenluft. Günstig kann es aber auch sein, den Luftbrunnen mit einer Wärmepumpe zu kombinieren. Üblich sind dabei zum Beispiel Luft-Luft-Wärmepumpen zum Beheizen von Passivhäusern. Indem Letztgenannte wärmere Außenluft ansaugen, müssen sie einen geringeren Temperaturhub realisieren. Die Wärmepumpen erreichen höhere Leistungszahlen, verbrauchen weniger und senken die Heizkosten.

Auslegung der Erdwärmeübertrager erfolgt individuell

Die Länge des Grabens hängt vom Luftbedarf der angeschlossenen Anlage ab. So geben Experten in Bezug auf die Auslegung der Luftbrunnen eine Grabenlänge von drei bis fünf Metern je 100 Kubikmeter zu beförderndes Luftvolumen an. Aufbau und Größe hängen dabei natürlich auch von der Grabenbreite ab: Je größer diese ist, umso kürzer lässt sich der Graben bauen.

Klar ist jedoch: Geeignet sind Luftbrunnen vor allem für Wärmepumpen mit Luft-Luft-System. Während diese im Einfamilienhaus beispielsweise 200 Kubikmeter Luft pro Stunde benötigen, saugen kleine Luft-Wasser-Wärmepumpen zum Heizen mehr als 3.000 Kubikmeter pro Stunde an. Der Graben würde dafür also deutlich größer und vor allem auch teurer ausfallen.

Vorteile und Nachteile der Wärmeübertrager

Feuchtwarme Luft im Winter und trockene sowie kühle Luft im Sommer: Das sorgt für niedrige Heizkosten und eine schonende Kühlung von Gebäuden. Vorteilhaft ist außerdem die hohe Keimfreiheit und die Tatsache, dass Luftbrunnen geruchsneutral arbeiten. Regelmäßige Regenfälle reinigen die Gesteine von selbst und ermöglichen einen wartungsfreien Betrieb. Nachteilig ist hingegen der hohe Aufwand. Die Anlage sorgt für zusätzliche Installationskosten und eignet sich nicht für jede Gegend. Außerdem sind die ansaugbaren Luftvolumenströme durch die Größe der Anlage begrenzt.

Die Kosten der Luftbrunnen im Überblick

Wie viel Luftbrunnen kosten, hängt vor allem von der benötigten Größe und von den örtlichen Gegebenheiten ab. Die einzelnen Bestandteile (Drainagerohre, Schacht, Vlies und Gestein) sind vergleichsweise günstig zu haben. Höhere Kosten fallen hingegen für Erdarbeiten und die Installation der Technik an. Alles in allem können Sie hier mit Preisen von 2.500 bis 3.000 Euro rechnen. Ist der Grundwasserspiegel sehr hoch oder der Boden stark mit Radon belastet? In diesen Fällen sind höhere Kosten einzukalkulieren. Wenn Sie den Luftbrunnen selber bauen, am besten mit fachlicher Anleitung, können Sie hingegen Geld einsparen.