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Wärmetauscherbauarten & Wärmerückgewinnung

Luft, die den Raum verlässt.
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Luftstrom, der in den Raum eintritt
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Von einer Anlage genutzte Wärme, die andernfalls verloren gehen würde.
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Die Abluft wird vor dem Wärmetauscher gefiltert, strömt durch den Kreuz-Gegenstrom-Wärmetauscher und wird von einem Ventilator ins Freie geblasen. Die kalte Außenluft wird ebenfalls im Lüftungsgerät gefiltert, nimmt anschließend im Kreuz-Gegenstrom-Wärmetauscher die Energie der Abluft auf und wird von einem zweiten Ventilator in die Räume gefördert.

Wärmetauscher-Bauarten & Wärmerückgewinnung

Darstellung Wärmetauscher

Generell unterscheidet man zwischen Rekuperations- und Regenerations-Wärmetauschern. Zu den Rekuperations-Wärmetauschern gehören die Platten-Wärmetauscher wie Kreuz-, Gegenstrom- und Kreuz-Gegenstrom-Wärmetauscher, bei denen die Ströme nur Energie austauschen und nicht in direkten Kontakt zueinander treten. Erst durch den Gegenstromanteil sind Wärmebereitstellungsgrade deutlich über 60% möglich. Der realisierte Wärmebereitstellungsgrad hängt in erster Linie von der Größe der Wärmetauscherflächen ab. Die Flächen können bei Plattenbauart genauso groß sein wie z.B. beim Einsatz von Waben oder quadratischen Kanälen.


Darstellung Wärmetauscher

Zu den Regenerations-Wärmetauschern gehört der Rotations-Wärmetauscher. Die warme Luft gibt Wärme und Feuchte an ein Speichermedium ab. Dieses dreht sich so, dass an einer anderen Position in der Gegenrichtung die Außenluft über das Speichermedium geführt wird. Wärme und Feuchte werden wieder abgegeben. Durch die Übergabe von Feuchte (hoher Energieinhalt) kann der Wärmebereitstellungsgrad erhöht werden. Durch den direkten stofflichen Kontakt der beiden Ströme besteht die Gefahr von Geruchs- und Schadstoffübertragungen. Es muss deshalb der Speicher in einem Zwischenbereich gespült werden (Energieverlust) und die Zuluft nach dem Wärmetauscher mit einem guten Feinfilter von möglichen Verunreinigungen, die auf dem feuchten Speichermedium gespeichert werden oder dort entstehen (Verkeimung), wieder gereinigt werden. Die Anlage erfordert deshalb auch eine sehr sorgfältige Wartung.

Wärmerückgewinnungsgrad und Wärmebereitstellungsgrad werden immer auf die sensible, also gefühlte Wärme bezogen, ohne Berücksichtigung der durch Verdampfungsenergie in der Luftfeuchte enthaltenen Energie (latente Wärme).

Wärmerückgewinnungsgrad
Es wird die gesamte von der Abluft abgegebene Energie (inkl. latente Wärme) durch die Energiemenge geteilt, die abgegeben werden könnte, wenn die Kondensation (latente Wärme der Abluft) nicht berücksichtigt wird. Theoretisch sind also Wärmerückgewinnungsgrade über 100% möglich.

Wärmebereitstellungsgrad
Anstelle der von der Abluft abgegebenen Energie wird die der Außenluft zugeführte Energie angesetzt. Insbesondere wird dadurch auch die Abwärme der Ventilatoren berücksichtigt.

Temperaturwirkungsgrad
Setzt man ausgeglichene Volumenströme und geringe interne Leckagen voraus, so entspricht der Wärmebereitstellungsgrad im Wesentlichen dem Temperaturwirkungsgrad:
Temperaturwirkungsgrad = (TZu – TAu) / (TAb – TAu)

Äquivalenter Wärmebereitstellungsgrad
Entspricht dem Wärmebereitstellungsgrad, den ein Lüftungsgerät erbringen müsste, wenn es bei der tatsächlich erreichten Primärenergieeinsparung ein elektrisches Wirkungsverhältnis von 5 hätte.

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