Luft-Luft-Wärmetauscher

Der Abluft≡Abluft≡
Die Abluft ist die aus einem Raum oder einer Wohnung abströmende  bzw. über ein Abluftventil abgesaugte Luftmenge (verbrauchte Luft). Im Gegensatz zur Zuluft hat die Abluft im Winter eine erhöhte Temperatur, weshalb es energetisch interessant ist, die Wärmemenge von der Luft zu trennen und der kalten Zuluft oder einer Luft-Wasser-Wärmepumpe zur weiteren Nutzung zuführen. Auch die Luft, die mit einer Küchenabzugshaube abgesaugt wird stellt Abluft dar. Diese ist jedoch mit zahlreichen Fettpartikeln behaftet. (Raumtemperatur, ca. 20 °C) wird die Wärme entzogen, in dem der Zuluftstrom (kühlere Außenluft) die Wärme aufnimmt. Beide Luftströme müssen dazu aneinander vorbei geführt werden. Zuluft≡Zuluft≡
Mit Zuluft bezeichnet man in der Lüftungstechnik die einem Raum oder einer Wohnung zuströmende Frischluft. Die gleiche Luftmenge muss zur selben Zeit abströmen (Abluft). Die erforderliche Zuluftmenge und ihre Eigenschaften ergeben sich aus den Anforderungen an eine hygienische Luftqualität. Durch den Luftwechsel entsteht in der kalten Jahreszeit ein Lüftungswärmeverlust. und Abluft sind durch eine gut Wärme leitende Fläche, z.B. Aluminium, getrennt, so dass sich die Luft nicht vermischen kann.

Besonders hohe Wärmerückgewinnungsraten≡Wärmerückgewinnungsrate≡ Die Wärmerückgewinnungsrate gibt an, wie viel Wärme aus einem abgehenden Medium, z. B. warmer Abluft oder Abwasser, zurückgewonnen wird und an ein zufließendes Medium, z. B. die kühle Zuluft, übertragen wird. erzielt der so genannte Kanalwärmetauscher≡Kanalwärmetauscher≡ Ein Kanalwärmetauscher ist ein Luft-Luft-Wärmetauscher in Anlagen zur kontrollierten Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung. Die warme Abluft wird durch jedes zweite Rohr eines Rohrbündels mit quadratischen Querschnitten geleitet. In Gegenrichtung gelangt kühle Zuluft ebenfalls durch das Rohrbündel, aber so, dass sich die Luftströme nicht vermischen, die Wärme aber untereinander getauscht wird. aus Aluminium. Warme Abluft und kalte Zuluft stömen in quadratischen Kanälen jeweils abwechselnd an einander vorbei. Abb.: PAUL

Eingebaute Wärmerückgewinnungsanlagen mit Kreuzstromwärmetauscher≡Kreuzstromwärmetauscher≡ Ein Kreuzstromwärmetauscher ist ein häufig eingesetzter Luft-Luft-Wärmetauscher in Anlagen zur kontrollierten Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung. Die warme Abluft wird durch einen Stapel speziell geformter und miteinander verbundener Bleche oder Kunststoffplatten geführt. Dazu wird kreuzweise im Gegenstrom kühle Zuluft ebenfalls durch den Stapel geleitet, aber so, dass sich die Luftströme nicht vermischen, die Wärme aber untereinander getauscht wird., Quelle: Impulsprogramm Hessen

Durch eine spezielle Konstruktion wird die wärmetauschende Fläche des Wärmetauscher≡Wärmetauscher≡
Ein Wärmetauscher (auch Wärmeübertrager) ist ein Gerät, das Wärme eines Mediums an ein anderes oder das gleiche Medium übertragen kann, ohne dass sich die Medien dabei vermischen. Wärmetauscher findet man u. a. in Warmwasserspeichern in Form von gewickelten Rohren oder Rohrbündeln zur Übertragung der Heizwasserwärme an das Trinkwasser. In Be- und Entlüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung werden z. B. Kanalwärmetauscher zur Entwärmung der Abluft und Übertragung der Wärme an die kältere Zuluft eingesetzt.(s) auf ein Vielfaches erhöht. Besonders effektiv arbeiten≡Arbeit≡
Arbeit im physikalischen Sinne stellt die in einem Vorgang verbrauchte Wärme- bzw. Energiemenge dar. Die physikalische Einheit ist die kiloWattstunde (kWh). Eine Energiemenge von einer kWh wird verbraucht, wenn z.B. ein Heizgerät mit einer Anschlussleistung von 1 kW eine Stunde ununterbrochen in Betrieb ist.  Kanalwärmetauscher im Gegenstromprinzip.

Voraussetzung der Wärmerückgewinnung≡Wärmerückgewinnung≡
Mit Wärmerückgewinnung bezeichnet man einen Vorgang, bei dem Wärme, die ansonsten z.B. mit der Abluft oder dem Abwasser das Haus ungenutzt verlässt, zurückgewonnen wird. Die Wärmerückgewinnung macht energetisch Sinn, sofern die dafür aufgewendete Hilfsenergie (meist Strom für elektrische Antrieb) die zurückgewonnne Wärmemenge nicht erreicht oder gar übersteigt (primärenergetisch). mit Luft-Wärmetauschern ist, dass die gesamte Abluft und die gesamte Zuluft am Standort des Wärmetauschers - aber durch ihn getrennt - zusammen treffen.

Prinzipdarstellung einer Be- und Entlüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung Die Abluft wird in Küche und Bad abgesaugt und über eine Rohrleitung dem Luft-Luft-Wärmetauscher≡Luft-Luft-Wärmetauscher≡ Ein Luft-Luft-Wärmetauscher wird z.B. in Gerätekonzepten zur kontrollierten Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung eingesetzt. Die Abluft gibt im Luft-Luft-Wärmetauscher ihre gespeicherte Wärme an die noch kalte Zuluft ab, in dem beide Luftströme - durch ein wärmeleitendes Material getrennt - aneinander vorbeigeführt werden (Kreuzstromwärmetauscher, Kanalwärmetauscher). zugeführt. Der warmen Luft wird dort die Wärme entzogen und abgekühlt nach außen geblasen. Die Zuluft wird an anderer Stelle des Daches von außen angesaugt und über eine Rohrleitung ebenfalls in den Wärmetauscher geführt. Die aufgewärmte Frischluft wird in Rohrleitungen geführt und über Auslassventile in die einzelnen Räume (Wohnzimmer, Kinderzimmer, Schlafräume) eingeblasen. Quelle: Impulsprogramm Hessen

In einem normalen Einfamilienhaus kommen für die Zuluftkanäle (meist Wickelfalzrohre≡Wickelfalzrohr≡
Wickelfalzrohr ist ein in der Lüftungstechnik bevorzugt eingesetztes Rohrmaterial für die Luftkanäle in Be- und Entlüftungsanlagen. Es hat infolge der geringen Rohrreibung einen niedrigen Strömungswiderstand, weshalb im Rohnetz vergleichsweise geringe Druckverluste auftreten. Dies ist Vorraussetzung für einen leisen und energiearmen Betrieb von Be- und Entlüftungsanlagen., Flachkanal≡Flachkanal≡
Der Flachkanal ist ein in der Lüftungstechnik verwendetes Rohrmaterial aus Kunststoff mit rechteckigem Querschnitt. Der Flachkanal wird bevorzugt bei geringen Bauhöhen, z. B. von Decken. Gegenüber runden Querschnitten erhöht sich jedoch der Luftwiderstand durch die größere Rohrreibung. Daher sind größere Antriebsleistungen der Ventilatoren erforderlich., Kunststoffrohre aus PE) erhebliche Kanallängen zustande.

Für den Transport von Abluft und Zuluft werden Ventilatoren benötigt, deren Stromverbrauch im Jahr nicht unerheblich sein kann. Der Einsatz moderner und leistungsarmer Gleichstromventilatoren verringert den Elektroenergiebedarf jedoch. Die maximale elektrische Leistungsaufnahme≡Leistungsaufnahme≡
Bei Stromanwendungen stellt die Leistungsaufnahme die vom elektrischen Versorgungsnetz aufgenommene Leistung in Watt (W) dar. Die elektrische Leistung ist das Produkt aus Spannung (Volt) und Stromstärke (Ampere). Wird ein Gerät, z.B. ein Tauchsieder, angeschlossen (230 Volt) wird bei einer Stromstärke von 4,35 Ampere eine Leistung von 1000 Watt = 1 kW (kiloWatt) aufgenommen. von Zu- und Abluftventilator≡Abluftventilator≡
Der Abluftventilator saugt Abluft über die Abluftventile aus einem Raum bzw. der Wohnung. Es sind zentrale Lösungen mit einem Ventilator und dezentrale Lösungen mit meheren Ventilatoren möglich. Der Abluftventilator sollte vor allem wenn es sich um Dauerbetrieb handelt, ein geräuscharmer Ventilator mit geringer elektrischer Leistungsaufnahme sein. Besonders effektiv ist eine Betriebsweise, bei der die aufgenommene Leistung bedarfsabhängig regelbar ist oder sich selbst regelt. Die Leistungsaufnahme von Ventilatoren in Lüftungsanlagen für Einfamilienhäuser sollte bei max. etwa 30 Watt liegen. zusammen soll nach den bisherigen Erfahrungen 60 Watt≡Watt≡
Das Watt ist die physikalische Einheit der Leistung. Leistung ist die Arbeit, die pro Zeiteinheit verrichtet werden kann.

• Ein Heizkessel hat eine thermische Leistung von z. B. 18 kW (also 18000 Watt), wenn er in einer Stunde eine Wärmearbeit von 18 kWh verrichten kann. Dazu muss er etwa 1,8 Liter Heizöl oder 1,8 m³ Erdgas verbrennen.
• Die elektrische Leistung ist das Produkt aus Spannung (Volt) und Stromstärke (Ampere). Ein Fotovoltaikmodul hat eine Leistung von 50 Watt, wenn es bei einer Spannung von 12 Volt eine Stromstärke von ca. 4,2 Ampere liefert.

nicht übersteigen. Ansonsten ist die energetische Effizienz≡Effizienz≡
Mit der Effizienz charakterisiert man in der Heizungstechnik die Wirksamkeit, oder besser den Wirkungsgrad eines Kessels, mit dem ein Brennstoff in nutzbare Wärme umgewandelt wird. einer solchen Anlage fraglich.

Die warme Raumluft besitzt im Allgemeinen eine recht hohe relative Luftfeuchtigkeit≡relative Luftfeuchtigkeit≡
Die relative Luftfeuchtigkeit gibt den Anteil der momentan vorhandenen Luftfeuchtigkeit bezogen auf den maximal möglichen Luftfeuchtigkeitsgehalt der Luft in Prozent an. Die relative Luftfeuchte ist eine temperaturabhängige Größe. Sie steigt bei gleich bleibendem Wasserdampfgehalt (absolute Luftfeuchte) wenn sich die Lufttemperatur verringert und umgekehrt. Der Wert der relative Luftfeuchte wird durch ein Hygrometer angezeigt.. Bei niedrigen Zulufttemperaturen kommt es durch Abkühlung der Abluft im Wärmetauscher zu einer Überschreitung der Sättigungsgrenze≡Sättigungsgrenze≡
Luft kann Wasserdampf bis zur Sättigung aufnehmen. Wird die Sättigungsgrenze überschritten, muss überschüssiger Wasserdampf als Kondensat ausgeschieden werden. Die Sättigungsgrenze ist temperaturabhängig. mit nachfolgender Kondensatbildung. Bei sehr niedrigen Außentemperaturen besteht daher die Gefahr der Vereisung des Wärmetauschers abluftseitig. Um die Vereisung zu verhindern, kann die kalte Zuluft über einen Erdreichwärmetauscher vorgewärmt werden (siehe »› Erdwärmetauscher zur Luftvorwärmung). Kann von einer solchen Möglichkeit kein Gebrauch gemacht werden, ist eine Abtaueinrichtung des Wärmetauschers notwendig (Elektroheizung, Warmwasserheizregister).

Be- und Entlüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung mittels Luft-Luft-Wärmetauscher sind teilweise förderfähig.

siehe auch

◊Fördermittel
»› Vor- und Nachteile gegenüber Lüftungsanlagen ohne Wärmerückgewinnung
»› Planungshinweise, Auswahlkriterien