Zuverlässige Wärmerückgewinnung

Die Öko-Design-Richtlinie 2009/125/EG fordert Mindest-Rückwärmzahlen, die sich direkt auf die Wahl und Ausführung der Wärmerückgewinnung auswirken. Für Plattenwärmetauscher gilt seit 2018 eine Mindest-Rückwärmzahl von 0,73. Zudem wird der Druckverlust indirekt über die spezifische Ventilatorleistung SFP limitiert: Er liegt umgerechnet bei etwa maximal 280 Pa.

Diese Werte sind mit Kreuzströmern in kleinen Lüftungsgeräten bis ca. 3500 m³/h nicht erreichbar. Hingegen können Gegenströmer in diesem Luftleistungsbereich die Mindest-Rückwärmzahl einhalten. Der Einsatz größerer Gegenströmer für Luftleistungen von mehr als 5000 m3/h ist derzeit aus Fertigungsgründen nicht sinnvoll.

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« Wir stellen sicher, dass Sie marktgerechte Produkte und Lösungen mit zuverlässigen Daten erhalten. »

Ernst Wachsmann, Leiter Produktmanagement Energierückgewinnung

Entscheidend ist die Strömungsform.

Um die Auswirkung der Strömungsform im Plattenwärmeübertrager (Kreuz- oder Gegenstrom) beurteilen zu können, bietet sich die Berechnung nach der NTU-Methode an. Vereinfacht ausgedrückt, erkennt man damit, dass der reine Kreuzströmer für die gleiche Rückwärmzahl (RWZ) von 0,73 die 1,57-fache Größe des Gegenströmers haben müsste. Dies bestätigt die alte Weisheit, dass der Kreuzströmer große Kantenlängen und kleine Plattenabstände für eine hohe RWZ benötigt. Für die Praxis heißt das, dass ein Kreuzströmer mit minimalem zulässigem Plattenabstand in der Regel eine Kantenlänge von mindestens 0,8 m benötigt, um die geforderte RWZ von 0,73 zu erreichen. Bei den für Lüftungsgeräte üblichen Breiten und den erlaubten Druckverlusten ergibt dies eine Luftleistung von etwa 3500 m³/h. Unterhalb dieses Werts ist eine wirtschaftliche Lösung mit einem reinen Kreuzströmer nicht möglich. Für größere Luftleistungen bis zu 100 000 m3/h hingegen bietet der Kreuzstrom-Plattenwärmetauscher gewichtige Vorteile.

Die Kriterien Rückwärmzahl und Wirtschaftlichkeit dominieren.

Wenn der Gegenströmer so leistungsstark ist, stellt sich die Frage, warum er nicht generell eingesetzt wird. Grund ist die diffizile Strömungsführung am Ein- und Austritt. Sie macht die Konstruktion und die Fertigung kompliziert.

Die Luft tritt in zwei Mischzonen ein bzw. aus. Dazwischen oder in der Mitte arbeitet der eigentliche Gegenströmer. In den Mischzonen entspricht die Strömung mehr oder weniger dem Kreuzstrom, während im Mittelteil reiner Gegenstrom herrscht. Mit der Länge dieses Mittelteils wird primär die Leistung bestimmt. Die geforderte RWZ von 0,73 ist somit immer erreichbar, kostet aber ihren Preis. Ein wirtschaftlicher Einsatz eines Gegenströmers ist deshalb nur gegeben, wenn nicht ein Kreuzströmer mit gleicher Leistung einsetzbar ist.