Wärmerückgewinnung mit einem Wärmetauscher
Die Effizienz einer Lüftungsanlage hängt erheblich von der Qualität und der Leistungsfähigkeit des eingesetzten Wärmetauschers ab.
In einem Luft-Luft-Wärmetauscher wird die in der Abluft/Raumluft enthaltene Restwärmeenergie auf die Zuluft/Außenluft (zuströmende Frischluft) übertragen. Beim Luftstromaustausch gehen NUR 2-3°C verloren!!!!(zur Information: Fortluft ist Abluft, die bereits am Wärmetauscher vorbeigeführt worden ist.) Ohne einen Tauscher würde diese Energie ungenützt durch die Lüftungsanlage nach außen strömen.
Wärmetauscher dienen, in der kontrollierten Wohnraumlüftung, der aktiven als auch passiven Wärmerückgewinnung. (Wärmerückgewinnung= Wiedernutzbarmachung von Rest- bzw. Abfallenergie aus Luft, Wasser oder Abgasen). Wärmetauscher werden auch Rekuperationstauscher genannt. (Rekupertation= Wärmerückgewinnung)
Bei der passiven Wärmerückgewinnung ist außer der Energie zum Lufttransport keine weitere Energie mehr notwendig. Hier kommen sogenannte Luft-Luft-Wärmetauscher (sehr oft Plattenwärmetauscher, aber auch Kanalwärmetauscher) zum Einsatz. Diese Tauscher können zum Rückgewinnen von Wärme und Kälte, zum Vorwärmen oder auch Vorkühlen (durch sog. Erdwärmetauscher) oder zum be- und entfeuchten verwendet werden.
Die gängigsten Tauscher sind sog. Plattenwärmetauscher. Sie bestehen aus mehreren aneinander gereihten wärmeleitenden Platten bzw. Schichten. Durch diese Platten fließen Raumluft und Außenluft aneinander vorbei. Dabei wird der warmen Abluft die Restwärme entzogen und an die kalte Zuluft abgegeben. Die Platten bestehen meist aus Aluminium, manchmal auch aus Keramik oder Kunststoff. Je größer die Platten bzw. die Tauscherfläche desto höher ist auch die Übertragungsmenge bzw. -leistung.
Energiesparmeister Tipp:
Achtung! Lassen Sie sich nicht durch utopische Wirkungsgradangaben täuschen! Denn Hersteller geben gerne Wirkungsgrade (Wärmerückgewinnungsgrade) von bis zu 98% an. Solche Werte sind ziemlich unrealistisch. Man kann bei Plattenwärmetauschern mit durchaus guten Wirkungsgraden von 80% bis max. 90% rechnen.
Kreuzstromwärmetauscher, Gegenstromwärmetauscher
Es gibt zwei verschiedene Plattenwärmetauschermodelle, die nach der Bauform und der Strömungsrichtung unterschieden werden: Kreuzstromwärmetauscher sowie Gegenstromwärmetauscher.
Bei Kreuzstromwärmetauschern werden die Luftströme (Zuluft und Abluft) über Kreuz (bzw. senkrecht) aneinander vorbeigeführt. Durch den quadratischen Aufbau der Kreuzstromwärmetauscher findet ein etwas geringerer Wärmeaustausch statt (die Strömungslänge ist kürzer), der Wirkungsgrad ist demnach etwas niedriger als jener von Gegenstromwärmetauschern.
Gegenstromwärmetauscher arbeiten effizienter und weisen daher einen höheren Wirkungsgrad als Kreuzstromwärmetauscher auf: Dies hat zwei Gründe:
- Da Zuluft und Abluft parallel in entgegengesetzter Strömungsrichtung geführt werden.
- Durch den länglichen Aufbau des Tauschers ist die Wärmeübertragung wesentlich höher.
Kreuz-Gegenstrom-Wärmetauscher
Kreuzgegenstormwärmetauscher sind wie Kreuzwärmetauscher aufgebaut, arbeiten jedoch im Gegenstromverfahren. Dadurch wird eine Verbesserung der Wärmeübertragung erreicht.
Kanalwärmetauscher
Bei diesen Tauschern werden die Luftströme nicht durch Plattenspalten (wie bei Plattenwärmetauschern) sondern durch quadratische Kanäle geführt. Kanalwärmetauscher weisen zwei wesentliche Vorteile gegenüber Plattenwärmetauschern auf: 1. die Wärmeaustauschfläche ist um einiges größer 2. Durch den länglichen Aufbau ist die Wärmeübertragungszeit länger. Dadurch lassen sich mit Kanalwärmetauschern höhere Wirkungsgrade erzielen.
Einige Modelle arbeiten ebenfalls im Gegenstromverfahren. Dann handelt es sich um Gegenstromkanalwärmetauscher.
Eine ausreichende Lüftung ist in den eigenen vier Wänden nicht nur zur Erhaltung des angenehmen Raumklimas notwendig.
So wird beim Lüften:
- Das von Lebewesen bei der Atmung abgegebene Kohlenstoffdioxid, Schadstoffe und überschüssige Luftfeuchtigkeit an die Außenluft abgegeben.
- Dafür wird Sauerstoff in den Innenraum eingelassen.
Das natürliche Gleichgewicht der Luft zwischen Sauerstoff (~ 21%) und Kohlenstoffdioxid (0,04%) bleibt also nur durch regelmäßige Lüftung intakt. Auch die Verringerung der Luftfeuchtigkeit ist über die Lüftung möglich und notwendig – anderenfalls kann es zur Kondensation an kalten Bausteilen und damit möglichem Schimmelbefall kommen.
Natürliche Lüftung
Natürliche Lüftung ist ein Luftaustausch in Gebäuden, der durch den Auftrieb von unterschiedlich warmer Luft entsteht. Damit kann ein Gebäude ohne öffenbare Fenster über die Fassade Luft abgeben und Frischluft aufnehmen. Möglich ist auch die konventionelle Lüftung, bei der über geöffnete Türen und Fenster Luft ins Innere gelassen wird.
Stoßlüften
Damit ist das kurzzeitige Öffnen aller Fenster eines Raumes gemeint, wodurch ein besonders schneller Luftaustausch erreicht wird. Wird zusätzlich auch die Türe geöffnet, kann die Luft durchziehen und so schnell durch Frischluft ersetzt werden. Diese Maßnahme ist etwa dreimal täglich anzuraten.
Maschinelle Lüftung
In größeren Gebäuden wird häufig eine maschinelle Lüftung eingesetzt. Diese Methode ist auch für Privathaushalte einsetzbar, benötigt allerdings eine Investition in die notwendigen Systeme. Vorteilhaft ist die manuell optimierbare Frischluftzufuhr, die auf den persönlichen Bedarf angepasst werden kann.