Eine Lüftungsanlage führt Frischluft in das Gebäude und verbrauchte Luft nach außen ab. Gleichzeitig kann Lüftung jedoch auch zu Energieverlusten führen. Im Winter kann warme Raumluft nach außen gelangen, während im Sommer gekühlte Innenluft abgeführt werden kann.
Luft-Luft-Wärmetauscher helfen, diese Energieverluste zu reduzieren. Der Wärmeaustausch findet zwischen zwei Luftströmen statt, die nicht miteinander in Kontakt kommen. Dadurch kann die Zuluft vorkonditioniert werden, bevor sie in das Gebäude gelangt. Dadurch sinkt der Heiz- und Kühlbedarf des HVAC-Systems.
Warum bei der Lüftung Energie verloren geht
Ein Lüftungssystem bewegt kontinuierlich Luft in ein Gebäude hinein und wieder hinaus. Bei kaltem Wetter wird die warme Innenluft nach außen abgeführt. Gleichzeitig strömt kühle Außenluft in das Gebäude und muss erwärmt werden.
Bei warmem Wetter ist es umgekehrt. Kühle Innenluft wird abgeführt, während warme Außenluft in das Gebäude gelangt. Durch Wärmerückgewinnung kann ein Teil der Energie zurückgewonnen werden, die sonst mit der Abluft verloren geht.
So funktioniert Wärmerückgewinnung
Luft-Luft-Wärmetauscher arbeiten mit zwei Luftströmen. Der erste besteht aus Abluft, die das Gebäude verlässt, während der zweite Frischluft enthält, die in das Lüftungssystem eintritt. Die Wärme wird vom Luftstrom mit der höheren Temperatur auf den Luftstrom mit der niedrigeren Temperatur übertragen, ohne dass sich die beiden Luftströme vermischen müssen.
Wie dieser Prozess genau abläuft, hängt von der Bauart des Wärmetauschers ab. Bei Plattenwärmetauschern bleiben die Luftströme in getrennten Kanälen, während Rotationswärmetauscher mit einem rotierenden Rad arbeiten. Beide Bauarten erfüllen dieselbe Aufgabe: Sie gewinnen thermische Energie zurück.
Geringere Belastung für HVAC-Systeme
Wärmerückgewinnung verringert den zusätzlichen Heiz- oder Kühlbedarf, wenn Frischluft in das System eingebracht wird. Im Winter kann beispielsweise die warme Abluft Wärme an die kühlere Zuluft übertragen. Dadurch muss das Heizsystem weniger Energie aufwenden, um die Luft auf Raumtemperatur zu bringen.
Auch bei warmem Wetter kann die Wärmeübertragung dazu beitragen, die Kühllast zu reduzieren. Laut Heatex können bestimmte Rotations- und Plattenwärmetauscher je nach Betriebsbedingungen eine Wärmerückgewinnung von bis zu 90 % erreichen.
Was bedeutet das?
Einfach gesagt benötigt das HVAC-System weniger Energie, um die gewünschte Innentemperatur aufrechtzuerhalten.
Rotations-wärmetauscher
Rotationswärmetauscher arbeiten mit einem rotierenden Rad. Das Rad bewegt sich zwischen dem einströmenden und dem ausströmenden Luftstrom. Auf der einen Seite nimmt es Wärme auf und überträgt sie auf der anderen Seite.
Diese Bauart kann die Übertragung sensibler und latenter Energie ermöglichen. Heatex gibt an, dass seine Rotationswärmetauscher Wirkungsgrade von bis zu 90 % erreichen können und dabei ein geringeres Vereisungsrisiko aufweisen. Bestimmte beschichtete Ausführungen können den Feuchtetransport unterstützen oder die Korrosionsbeständigkeit erhöhen. Diese Art von Wärmetauscher eignet sich für Anwendungen, bei denen hohe Luftvolumenströme erforderlich sind.
Kreuzstrom-wärmetauscher
Bei Kreuzstromwärmetauschern werden anstelle eines rotierenden Rads Platten verwendet. Zwei getrennte Luftströme verlaufen in unterschiedlichen Kanälen quer zueinander. Sie vermischen sich nicht.
Laut Heatex können Kreuzstromwärmetauscher Wirkungsgrade von bis zu 90 % erreichen und weisen eine sehr geringe Kreuzkontamination auf. Die Aluminiumplatten machen diese Wärmetauscher langlebig. Außerdem lassen sie sich leicht reinigen. Kreuzstromwärmetauscher eignen sich für Anwendungen, bei denen eine klare Trennung der Luftströme und ein geringer Wartungsaufwand wichtig sind.
Gegenstrom-wärmetauscher
Gegenstromwärmetauscher verfügen über getrennte Luftkanäle. Der wesentliche Unterschied zwischen Gleichstrom- und Gegenstromwärmetauschern liegt in der Strömungsrichtung. Die Luftströme bewegen sich in entgegengesetzte Richtungen. Dadurch steht eine größere Fläche für den Wärmeaustausch zur Verfügung.
Heatex beschreibt seine Gegenstromwärmetauscher als kompakt und vielseitig. Das Unternehmen gibt für seine Gegenstromwärmetauscher eine Kühlleistung von bis zu 630 W/K an. Die Wärmetauscher besitzen keine beweglichen Bauteile. Das reduziert den Wartungsaufwand und erleichtert den Service.
Den richtigen Wärmetauscher auswählen
Welche Art von Wärmetauscher am besten geeignet ist, hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Der Wirkungsgrad ist natürlich wichtig, aber nicht der einzige Faktor. Ingenieure sollten auch Luftvolumenstrom, verfügbaren Platz, Wartungsbedarf, Leckage, Luftfeuchtigkeit, Temperaturen und die Umgebungsbedingungen berücksichtigen.
Auch Korrosion kann eine wichtige Rolle spielen. Standorte in Meeresnähe oder industriell belastete Umgebungen können besondere Anforderungen stellen. Heatex bietet Luft-Luft-Wärmetauscher als Rotations-, Kreuzstrom- und Gegenstromausführung an. Je nach Einsatzbedingungen stehen unterschiedliche Materialien und Beschichtungen zur Verfügung.
Lüftung energieeffizienter gestalten
Luft-Luft-Wärmetauscher können Lüftungssysteme energieeffizienter machen. Solche Systeme gewinnen Wärme aus der Abluft zurück und nutzen sie zum Vorwärmen oder Vorkühlen der einströmenden Frischluft. Dadurch lässt sich die Belastung des HVAC-Systems reduzieren.
Rotations-Luft-Luft-Wärmetauscher bieten eine hohe Energieeffizienz und können Feuchtigkeit übertragen. Kreuzstromwärmetauscher sind einfach aufgebaut und leicht zu warten. Gegenstromwärmetauscher ermöglichen einen effizienten Wärmeaustausch bei kompakter Bauweise. Jede Bauart bietet ihre eigenen Vorteile.
