Klimakonzepte mit Enthalpie-Rückgewinnung: Wie Mitsubishi Electric Lossnay und Inverter-Splitsysteme zur GEG-konformen Raumlufttechnik verknüpft

In modernen Bürokomplexen, Arztpraxen sowie energetisch sanierten Wohnbauten stehen TGA-Fachplaner und Kälte-Klima-Betriebe vor einer wachsenden ingenieurtechnischen Herausforderung: Extrem dichte Gebäudehüllen reduzieren zwar unkontrollierte Transmissions- und Infiltrationswärmeverluste, führen jedoch ohne maschinelle Raumlufttechnik (RLT) rasch zu unzulässig hohen CO2-Konzentrationen, Feuchteakkumulation und verminderter Luftqualität. Zeitgleich erfordert das Gebäudeenergiegesetz (GEG) in Verbindung mit den europäischen Ökodesign-Vorgaben strikte Effizienzgrenzwerte bei der Lüftung und Raumklimatisierung. Mitsubishi Electric begegnet dieser Anforderung mit einer ganzheitlichen Systemarchitektur, die moderne Enthalpie-Wärmerückgewinnung der Lossnay-Baureihen mit direktverdampfenden Inverter-Klimasystemen verbindet.

Thermodynamische Notwendigkeit: Warum Klimakühlung eine kontrollierte Enthalpie-Lüftung braucht

Wird ein Raum rein über eine klassische Raumklimaanlage temperiert, erfolgt der Wärmeentzug primär als sensible Kühlung der zirkulierenden Raumluft am Lamellen-Wärmetauscher des Innengeräts. Fällt die Oberflächentemperatur des Verdampfers unter die Taupunkttemperatur der Raumluft, kondensiert gasförmige Feuchte an den Lamellen aus – latente Kühllast wird abgeführt. Kommt jedoch unkonditionierte Außenluft unkontrolliert über Fensterlüftung oder Undichtigkeiten in den Raum, steigt im Sommerbetrieb nicht nur die sensible Temperatur, sondern auch der absolute Wassergehalt (in Gramm Wasser pro Kilogramm trockener Luft) drastisch an.

Ein Kubikmeter feuchtheiße Sommerluft (z. B. 32 °C bei 55 % relativer Feuchte, entsprechend ca. 16,5 g/kg Wassergehalt) zwingt das Kälteaggregat dazu, enorme energetische Arbeitsanteile allein für die Phasenänderung von Wasserdampf zu flüssigem Kondensat bereitzustellen. Hier setzt das Funktionsprinzip der Lossnay-Lüftungsgeräte an: Das Herzstück bildet ein patentierter Papier-Kreuzgegenstrom-Wärmetauscher mit mikrofeiner Membranstruktur. Diese Spezialmembran lässt selektiv Wassermoleküle diffundieren, während Schadstoffe, Stäube und Gerüche im Abluftstrom verbleiben. Dadurch wird nicht nur sensible Wärme übertragen, sondern gleichzeitig Feuchtigkeit zwischen Zu- und Abluft ausgetauscht. Im Sommer wird die einströmende Zuluft vorgekühlt und vorentfeuchtet, bevor sie das Klimasystem erreicht; im Winter bleibt wertvolle Raumfeuchte erhalten und ein Austrocknen der Schleimhäute wird verhindert.

Technische Kennwerte und Enthalpie-Wirkungsgrade im Vergleich

Zur präzisen Auslegung nach DIN EN 13779 bzw. DIN EN 16798-3 und VDI 3803 ist die Betrachtung des Gesamtwirkungsgrads entscheidend. Während klassische Plattenwärmetauscher aus Aluminium oder Kunststoff lediglich die trockene Wärme übertragen (sensibler Rückwärmzahl $\eta_{t} \approx 65\text{--}75,%$), erreichen Enthalpietauscher signifikante latente Wirkungsgrade $\eta_{x}$, wodurch der Gesamtwirkungsgrad nach Enthalpie $\eta_{h}$ auf über 80 % klettert.

| Kenngröße / Parameter | Konventionelle Fensterlüftung | Standard-Plattenwärmetauscher | Mitsubishi Electric Lossnay (z. B. LGH/VL) | | :--- | :--- | :--- | :--- | | Wärmebereitstellungsgrad (sensibel) | 0 % | 65 – 75 % | bis zu 85 % | | Feuchterückgewinnung (latent) | Keine | 0 % | ca. 60 – 75 % | | Enthalpie-Rückgewinnung (Gesamt) | Keine | ~50 – 55 % | 75 – 82 % | | Elektrische Leistungsaufnahme RLT | 0 W | Ventilatoren (AC/EC) | Hocheffiziente EC-Gleichstrommotoren | | Zuluftfiltration | Keine (Pollen, Feinstaub dringen ein) | ISO Coarse / ePM10 | Bis ePM1 80 % + NOx-Filter integrierbar | | Schallschutz nach außen | 0 dB Dämpfung bei Kipp | Bauteildämpfung Kanalnetz | Schalldämmende Gehäusearchitektur |

Beispielrechnung: Enthalpie-Entlastung des Kältekreises im Kühlfall

Betrachtet wird ein Besprechungsraum mit einem geforderten Außenluftvolumenstrom von $\dot{V} = 300,\mathrm{m^3/h}$ (entsprechend einem Massenstrom von $\dot{m} \approx 0{,}10,\mathrm{kg/s}$ bei Normdichte).

Randbedingungen im Sommer:

• Außenluft: $t_{au} = 32,^\circ\mathrm{C}$, rel. Feuchte $\varphi_{au} = 55,%$, Enthalpie $h_{au} \approx 74,\mathrm{kJ/kg}$
• Raumluft (Abluft): $t_{ab} = 24,^\circ\mathrm{C}$, rel. Feuchte $\varphi_{ab} = 50,%$, Enthalpie $h_{ab} \approx 48,\mathrm{kJ/kg}$
• Enthalpie-Rückgewinnungsgrad des Lossnay-Kerns: $\eta_h = 76,%$

Ohne Wärmerückgewinnung müsste die Klimaanlage den gesamten Enthalpiehub der Außenluft bewältigen: $$\dot{Q}{ohne} = \dot{m} \cdot (h{au} - h_{ab}) = 0{,}10,\mathrm{kg/s} \cdot (74 - 48),\mathrm{kJ/kg} = 2{,}60,\mathrm{kW}$$

Durch den Einsatz des Lossnay-Enthalpietauschers sinkt die Enthalpie der Zuluft vor Eintritt in den Raum bzw. vor dem Innengerät drastisch: $$h_{zu} = h_{au} - \eta_h \cdot (h_{au} - h_{ab}) = 74,\mathrm{kJ/kg} - 0{,}76 \cdot (74 - 48),\mathrm{kJ/kg} = 54{,}24,\mathrm{kJ/kg}$$

Die verbleibende Last, die das Inverter-Klimagerät für die Lüftungslast abführen muss, beträgt: $$\dot{Q}{mit} = \dot{m} \cdot (h{zu} - h_{ab}) = 0{,}10,\mathrm{kg/s} \cdot (54{,}24 - 48),\mathrm{kJ/kg} \approx 0{,}62,\mathrm{kW}$$

Ergebnis: Der Kältekreis der Klimaanlage wird um fast $2{,}0,\mathrm{kW}$ Kälteleistung (bzw. über 76 %) allein bei der Außenluftaufbereitung entlastet. Der Kältekompressor kann im modulierenden Teillastbereich mit wesentlich kleinerem Druckverhältnis und optimiertem EER (Energy Efficiency Ratio) betrieben werden.

Systemintegration von M-Serie, Mr. Slim und Lossnay via MELCloud

Die energetische Symbiose entfaltet ihr volles Potenzial erst durch die übergeordnete Regelungstechnik. Mitsubishi Electric integriert die Lossnay-Lüftungsgeräte – von dezentralen Fassaden- und Wandgeräten wie dem VL-80 bis hin zu zentralen Kompaktlüftungsgeräten der VL-250/350/500- und LGH-Serien – direkt in das M-Net-Bussystem oder über smarte Schnittstellen in die MELCloud-Plattform.

Moderne Inverter-Wand- oder Kanaleinbaugeräte der M-Serie und Mr. Slim kommunizieren bidirektional mit der RLT-Technik. Registrieren integrierte CO2- und VOC-Sensoren einen Anstieg der Schadstoffbelastung im Konferenzraum, erhöht der Lossnay-Ventilator stufenlos über seinen drehzahlgeregelten EC-Motor den Volumenstrom. Gleichzeitig gleicht das elektronische Expansionsventil (EEV) im Split-Innengerät über die stufenlose Pulsweitenmodulation den Kältemittelmassenstrom exakt an die veränderte thermische Last an. In kühlen Sommernächten schaltet die automatische Bypass-Klappe des Lossnay-Systems die Enthalpierückgewinnung selbsttätig ab (Free-Cooling-Modus): Kühle Nachtluft wird gefiltert am Wärmetauscher vorbeigeführt, um die Gebäudemasse ohne Verdichterarbeit passiv zu entladen.

Normative Rahmenbedingungen: GEG, VDI 6022 und Bundesförderung

Die Kombination aus maschineller Enthalpielüftung und hocheffizienter Kältetechnik erfüllt nicht nur die Richtlinien der DIN EN 14825 zur Bestimmung saisonaler Effizienzen (SEER/SCOP), sondern bedient zentrale Anforderungen des Gebäudeenergiegesetzes (GEG § 65ff. zur Dichtheit und Mindestluftwechsel) sowie der Lufthygienenorm VDI 6022. Nach VDI 6022 Blatt 1 müssen RLT-Anlagen so konzipiert sein, dass Staub-, Biofilm- und Keimwachstum auf Wärmetauscherflächen ausgeschlossen werden. Die Zellstoffstruktur der Lossnay-Membranen ist fungizid und antibakteriell beschichtet und weist keine Totzonen auf, an denen stehendes Kondenswasser schimmeln könnte. Zudem ermöglicht die hohe Effizienz der zentralen und dezentralen Lossnay-Systeme die Inanspruchnahme von Zuschüssen über die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) für raumlufttechnische Anlagen, sofern diese definierte spezifische Ventilatorleistungen (SFP-Klassen) und Rückwärmzahlen erfüllen.

Fazit und Praxis-Empfehlung für Planer und Bauherren

Ein zukunftssicheres Klimakonzept darf die Raumkühlung niemals isoliert von der Frischluftversorgung betrachten. Die Kombination aus Inverter-Klimageräten von Mitsubishi Electric und Enthalpie-Wärmerückgewinnungssystemen der Lossnay-Serie garantiert minimale Betriebskosten, planungssichere GEG-Konformität und ein zugluftfreies Wohlfühlklima zu jeder Jahreszeit.

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