Rückgewinnung der Wärmeenergie in der verbrauchten Raumluft, die sonst verloren ginge, um eine qualitativ hochwertige Raumluft zu gewährleisten, wodurch eine Verschwendung von Energie vermieden wird. Dies ist die Aufgabe des Wärmerückgewinnungssystems, einer Komponente, die heute in den meisten Lufterneuerungsanlagen vorhanden ist und die im Laufe der Jahre immer effizienter geworden ist.
Was ist ein Wärmerückgewinnungssystem und wie funktioniert es?
Wie das Wort schon sagt, sind Wärmerückgewinnungssystem „technische Geräte“, deren Funktion darin besteht, Wärme zwischen zwei Medien (Luft oder Wasser) zu übertragen. Im speziellen Fall von Lüftungsanlagen findet diese Übertragung zwischen zwei Luftströmen statt: Die Wärme wird aus der aus dem Raum nach außen abgeführten, verbrauchten Luft zurückgewonnen und auf den Zuluftstrom übertragen. Es ist kein Zufall, dass mit der kontrollierten mechanischen Lüftung, der beliebtesten Lösung zur Förderung eines korrekten und konstanten Luftaustauschs in Räumen, ohne dass die Fenster geöffnet werden müssen, bis zu 80 - 90 % der in der Luft enthaltenen Wärme zurückgewonnen werden kann, bevor sie ausgestoßen wird.
Die Kreuzstrom-Wärmerückgewinnung
Kreuzstrom-Wärmerückgewinner gehören zu den an weitesten verbreiteten Luft-Luft-Rückgewinnungssystemen und können ggf. mit Heiz- oder Kühlregistern ergänzt werden, um den Energiebedarf, der zur Aufrechterhaltung des Raumklimas erforderlich ist, zu senken. Sie bestehen in der Regel aus speziell gestalteten Metallplatten (Aluminium oder Stahl), die zusammengefügt werden und eine Übertragung der Wärme sowohl über Konvektion als auch Strahlung von der Abluft auf die saubere, von außen eingeleitete Zuluft ermöglichen, ohne dass die beiden Ströme jemals miteinander in Kontakt kommen.
Diese Art von Wärmerückgewinnungssystem ist in der Regel mit einer Bypass-Klappe ausgestattet, die einen Teil oder sogar die gesamte einströmende Außenluft an der Rückgewinnung vorbeileitet. Der Grund hierfür? Auf diese Weise können im Winter die Frostgefahr ausgeschlossen oder einfach die Vorteile des so genannten Free-Cooling genutzt werden, d. h. der "natürlichen" Kühlung, die dann erreicht wird, wenn die Außenlufttemperatur so niedrig ist, dass keine weitere Aufbereitung erforderlich ist. Kreuzstrom-Rückgewinnsysteme können zwischen 40 und 70 % der Wärme zurückgewinnen und in einigen Fällen Wirkungsgrade von fast 80 % erreichen.
Übertragung der Feuchtigkeit mit einem Enthalpie-Wärmetauscher
Bei kontrollierten mechanischen Lüftungssystemen wird oft auch von Enthalpie-Wärmetauschern gesprochen. Was bedeutet das, und worin besteht der Unterschied zu dem bereits erwähnten Standardsystem? Dieses Gerät gewinnt nicht nur die fühlbare thermische Energie, d. h. Wärme, aus dem Abluftstrom zurück, sondern auch die Feuchte. In diesem Fall haben wir dann zwei Ergebnisse: Zum einen werden der Wirkungsgrad und die Gesamtleistung erhöht, zum anderen wird die Zuluft nicht zu trocken. Enthalpie-Wärmetauscher bestehen zudem aus porösen Materialien, da sie nicht nur Wärme, sondern auch Wasserdampf von der Abluft auf die Zuluft und umgekehrt übertragen müssen.
Die Wärmerückgewinnung wird noch effizienter: Die thermodynamische Rückgewinnung
Der Kreuzstrom-Rückgewinner, aber auch der Gleichstrom-Rückgewinner, werden gemeinhin als statisch in Bewegung setzen. Um den Gesamtwirkungsgrad der Anlage zu erhöhen, sind viele Luftaufbereitungszentralen mit einem zweiten, doppelten Energierückgewinnungssystem ausgestattet. In diesem Fall handelt es sich um Geräte mit thermodynamischer Rückgewinnung, bei denen der erste Rückgewinner vom statischen Typ mit einem zweiten Rückgewinner vom aktiven Typ verbunden ist, was über einen Kältekreislauf mit Wärmepumpe realisiert wird.
Der statische Kreuzstrom-Wärmerückgewinner überträgt die Wärme aus der Abluft auf die Frischluft, während der Kältekreislauf mit der Wärmepumpe den ersten unterstütz, wenn die Raum- und die Außentemperatur dies erfordern. Das Ergebnis sind erhebliche Energieeinsparungen und eine Verbesserung des thermohygrometrischen Komforts und der Luftqualität.