Ingenieurbüro für Installationstechnik
WÄRMERÜCKGEWINNUNG
Seit den 1970er-Jahren wurden Lüftungsanlagen häufig mit einfachen Wärmerückgewinnungssystemen in konventioneller Blocktechnik ausgerüstet. Energietische Richtlinien für Lüftungsanlagen und die darin verbauten Komponenten gibt es überhaupt erst seit der ErP Richtlinie von 2016. Die verbauten Systeme erreichen hier im Normalfall einen thermischen Übertragungsgrad von ca. 35–65 % (je nach verbauter Wärmeübertragungstechnik), sodass der Großteil der erforderlichen Wärme nach wie vor durch konventionelle Heizkessel bereitgestellt werden muss.
Zudem gibt es immer noch Gebäude, in denen nicht einmal eine Wärmerückgewinnung zur thermischen Luftbehandlung vorhanden ist und die Fischluft ausschließlich mittels Heizenergie erwärmt wird. Gleichzeitig gelangt die verbrauchte Abluft mit hohen Temperaturen ins Freie.
Für alle diese Anlagen ergeben sich daher zwangsläufig Überlegungen nach möglichen energetischen Verbesserungen. Der Aufwand zur Schaffung zusätzlicher Einbringöffnungen oder gar Umbauten ganzer Zentralen ist meistens so groß, dass die Maßnahme häufig nicht zeitnah verfolgt wird. Nebenbei soll der laufende Gebäudebetrieb auch noch möglichst ohne Unterbrechungen erhalten bleiben.
Mit Beauftragung eines Systemherstellers, der das komplette Gewerk Wärmerückgewinnung (WRG) inklusive hydraulischer Zentraleinheit, Steuerung und kompletter Inbetriebnahme anbietet, stellt der Bauherr letztendlich sicher, dass die Maßnahme zum gewünschten Erfolg führt.
Der Hersteller der WRG plant und koordiniert die Maßnahme einer Wärmerückgewinnungs-Nachrüstung in Zusammenarbeit mit der Fachabteilung des Bauherrn bzw. eines beauftragten Fachplaners. Von der Konzepterstellung mit Amortisationsbetrachtung, über die Konstruktion und Montage der Anlage vor Ort bis hin zur Übergabe des fertigen Systems an den Bauherrn.
Systeme der Wärmerückgewinnung
KVS-System
HKVS-Systeme ermöglichen eine Wärmerückgewinnung bei thermischen Wirkungsgraden von bis zu 80%.
Die damit verbundene hohe Energieeinsparung
-Schont die Umwelt
-Senkt die Betriebskosten Ihrer Lüftungsanlage
-Reduziert die Amortisationszeit
Rotationswärmetauscher
Die wirkungsvollsten Überträger von Wärme sind Rotationswärmetauscher. Mit keiner anderen Art der Wärmerückgewinnung lässt sich mehr Wärme bzw. Kälte zurück-gewinnen. Kein anderer Wärmetauscher kann größere Luftmengen bewältigen. Bei diesem System sind Wirkungsgrade von bis zu 85 % möglich.
Rotationswärmetauscher gehören zu den regenerativen Energierückgewinnungs-systemen. Sie werden in der Raumlufttechnik für Wohngebäude, Büros, Produktions-stätten sowie in der Prozesslufttechnik wie z.B. Müllverbrennungsanlagen, Papier- und Keramikindustrie eingesetzt. Die Möglichkeiten sind praktisch unbegrenzt.
Je nach Bauart und Beschichtung der Speichermasse lassen sich Rotationswärme-tauscher auch in der Trocknung und Befeuchtung von Räumen einsetzen.
Aufbau
Rotationswärmetauscher sind radförmig aufgebaut. Man nennt sie deshalb auch Wärmeräder oder einfach nur Rotoren. Die Räder aus Aluminiumfolien verfügen über zahllose kleine Kanäle, durch die Luft strömt. Die Luft überträgt ihre Wärme an die Speichermasse. Aluminium eignet sich wegen seiner extrem hohen Wärmeleitfähigkeit für diesen Vorgang ganz besonders.
Arbeitsweise der Speichermasse
Das Wärmerad rotiert zwischen zwei Luftströmungen: dem Zuluftstrom, der Außenluft in das Innere eines Gebäudes transportiert, und dem Abluftstrom, der verbrauchte Luft aus dem Inneren des Gebäudes nach außen transportiert. Die Außenluft strömt durch die eine Hälfte der Speichermasse, die Abluft durch die andere. Dabei gibt die Abluft den größtenTeil ihrer Wärme an die Speichermasse ab.
Die erwärmte Hälfte des Rades dreht sich weiter in den Zuluftstrom und gibt ihre Wärme an die einströmende, kühlere Außenluft ab. Die Zuluft gelangt stark erwärmt in das Innere des Gebäudes
Plattenwärmetauscher
Funktionsprinzip
Plattenwärmetauscher werden bevorzugt in lüftungstechnischen Anlagen eingesetzt, in denen eine sogenannte „Umluft“ nicht gestattet ist. Das bedeutet: Die einströmende und die ausströmende Luft sind vollständig voneinander getrennt, eine Übertragung von Feuchtigkeit oder Gerüchen ist ausgeschlossen. Plattenwärmetauscher gehören damit zu den rekuperativen Systemen der Energierückgewinnung. Wie die Rotationswärmetauscher gewinnen sie im Winter Wärme und im Sommer Kälteenergie zurück.
Es wird unterschieden zwischen zwei unterschiedlichen Arten von Plattenwärmeüberträgern: den Gegenstrom- und den Kreuzstrom-Plattenwärmetauschern.
Plattenwärmetauscher Gegenstrom
Diese Tauscher erreichen Wirkungsgrade von bis zu 90 Prozent Energierückgewinn. Gegenstrom-Tauscher kommen vor allem in raumlufttechnischen Anlagen zum Einsatz und sind besonders geeignet für die kontrollierte Wohnraumlüftung.
Ihr Kern besteht aus übereinanderliegenden Platten aus Aluminium oder Kunststoff. Einbuchtungen in den Platten lassen Kanäle entstehen, durch die Luft strömt. Die Kanäle sind beim Gegenstrom-Tauscher so angelegt, dass die Luftströme genau gegenläufig sind. Das garantiert einen höchstmöglichen Grad an Wärmeenergie-Austausch. Im Winterfall übertragen die hoch wärmeleitfähigen Platten die Wärme aus dem Abluftstrom an den Zuluftstrom. Im Sommerfall ist es umgekehrt, die wärmere einströmende Luft wird abgekühlt.
Kreuzstrom Wärmetauscher
Kreuzstrom-Plattenwärmetauscher werden verstärkt auch in industrielufttechnischen Anlagen eingesetzt. Ihre Baugrößen können diejenigen von Gegenstrom-Plattentauschern deutlich übertreffen.
Die Abstände der Platten sind häufig größer als bei den Gegenstrom-Tauschern – wichtig in industriellen Anlagen mit einer besonders hohen Luftverschmutzung.
Bei diesen Wärmeüberträgern sind die Luftkanäle so gestaltet, dass sich die Luftströme im Wärmetauscher kreuzen.
