Die Wärmerückgewinnung
09.12.2019Der Ausdruck Wärmerückgewinnung ist ein Oberbegriff für den Prozess der Wiederverwertung innerhalb eines Ablaufs von thermischer Energie
Die Wärmerückgewinnung
Genauer gesagt bedeutet es, dass die thermische Energie, die ein Stoff liefert, nutzbar gemacht werden kann und sogar auf einen weiteren Stoff weitergebenden werden kann. Die Lüftung des Wohnraumes ist hierfür ein gutes Beispiel. Hier wird die Wärme, die in der bereits verbrauchten Luft enthalten ist, genutzt, damit die kalte und frische Luft von Außen angenehm erwärmt wird – und dies ohne eine Heizung. Die genaue Funktionsweise der Wärmerückgewinnung, die unterschiedlichen Arten und wo die großen Vorteile liegen, wird im folgenden Artikel erläutert.
Wärmerückgewinnung – Was ist das genau?
Es handelt sich bei der Wärmerückgewinnung um einen technischen Ablauf, bei welchem die Energie, die ein Stoff besitzt, auf einen weiteren Stoff übertragen wird. Im Bereich des Wohnens soll in der Regel die Raumluft, die nicht weiter benötigt wird und normalerweise 20 Grad oder mehr aufweist, nutzbar für das Heizen gemacht werden. So können zum Einen Heizkosten eingespart werden, zum Anderen wird auch das Klima nachhaltig entlastet.
Die unterschiedlichen Arten der Wärmerückgewinnung
Damit die Energie in der Abluft, die bereits verbraucht wurde, für eine Lüftung nutzbar zu machen, muss ein Wärmerückgewinner vorhanden sein. Heutzutage wird je nach der jeweiligen Funktionsweise in die folgenden Arten unterschieden:
- Wärmerückgewinnung durch Wärmepumpen
- regenerative Wärmerückgewinnung durch Wärmespeichermedium
- rekuperative Wärmerückgewinnung durch getrennte Stoffströme
Die rekuperative Wärmerückgewinnung
Die rekuperative Wärmerückgewinnung zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Stoffe, also beispielsweise die verbrauchte Luft des Raumes und die frische Luft von Außen im Bereich der Lüftung des Wohnraumes, in unterschiedliche Kanäle geleitet werden. Die beiden Luftströme kommen hierbei also nicht miteinander in Kontakt.
Der Plattenwärmeübertrager
Bei einer großen Zahl von zentralen Lüftungsgeräten kommt der Plattenwärmeübertrager zum Einsatz. Dabei fließen die Abluft und die Außenluft in Kanäle, die übereinander oder nebeneinander angeordnet und voneinander getrennt sind. Die Energie geht von dem einen auf den anderen Stoff über, indem die unterschiedlichen Luftströme aneinander vorbei fließen. Hier kann die Wärmerückgewinnung besonders effizient ablaufen, wenn die Ab- und die Außenluft in unterschiedliche Richtungen parallel aneinander entlang geführt werden, also im Gegenstrom verlaufen.
Bei der rekuüerativen Wärmerückgewinnung kommen die unterschiedlichen Stoffe nicht miteinander in Berührung. Sie ist also besonders dann geeignet, wenn hinsichtlich der Hygienevorschriften hohe Anforderungen erfüllt werden müssen.
Die regenerative Wärmerückgewinnung
Anders als bei der rekuperativen Wärmerückgewinnung wird bei den Geräten, die regenerativ arbeiten, die thermische Energie indirekt anstatt direkt von einem auf den anderen Stoff übertragen. Bei einer Lüftung wird die Außen- und die Abluft dann in abwechselnden Stufen über einem speziellen Speichermedium entlang geführt. Die Energie des ersten Stoffes wird von dem Medium aufgenommen und dann zeitversetzt auf das zweite Medium übertragen. Der Rotationswärmeübertrager ist dafür ein klassischen Beispiel. Hier sind eine Vielzahl von unterschiedlichen Röhrchen vorhanden, die mit dem Speichermedium gefüllt sind. Verbunden sind diese durch ein großes Rad miteinander. Es entsteht ein Bild, als wären sehr viele einzelne Strohhalme aneinander gebunden worden. Die verschiedenen Röhrchen passieren während der Drehung des Rades nacheinander den Zuluft- und den Abluftstrom. Hier kann nicht nur die Wärme der bereits gebrauchten Luft übertragen werden, sondern auch die in ihr enthaltene Feuchtigkeit.
Stofflich sind die Luftströme während der regenerativen Wärmeübertragen voneinander nicht getrennt. Daher ist dieser Prozess nicht geeignet, wenn die Anforderungen im Bereich der Hygiene hoch sind. Allerdings kann diese zu einem besseren Wohnklima beitragen, da auch die Feuchte in der Luft zurückgewonnen wird, was besonders bei der trockenen Luft, die im Winter herrscht, von Vorteil ist. Kreislauf-Verbund-Systeme gehören ebenfalls zu der regenerativen Wärmeübertragung. Übertragen wird die Energie hier erst auf ein Medium, das fließend ist. Danach erfolgt die Übertragung auf den zweiten Stoff. In dem Kreislauf, der hier zwischengeschaltet ist, wie beispielsweise fließenden Wasser, kann die Wärmerückgewinnung auch dann ablaufen, wenn die Kanäle der Ab- und der Außenluft weit auseinanderliegen.
Wärmepumpe für die Wärmerückgewinnung
Die Wärmepumpe ist eine andere Möglichkeit, um Energie zurückzugewinnen. Hier wird, wie bei den anderen Arten auch, Energie aus der verbrauchten Luft zurückgewonnen. Besonders ist hier allerdings, dass die Energie von der Wärmepumpe nicht sofort genutzt wird, um die Zuluft zu erwärmen. Hier wird ein technischer, ziemlich komplexer Prozess genutzt, der die Temperatur der rückgewonnen Energie, also der Wärme, so anheben kann, dass diese für die Aufbereitung von warmen Wasser und die Heizung genutzt werden kann. Lohnenswert sind die Abluftwärmepumpen in der Regel dann, wenn das Volumen der ausgetauschten Luft möglichst groß ist. Nur, wenn das Volumen ausreichend ist kann nämlich ausreichend Energie für das Warmwasser und die Heizung gewonnen werden. Häufig wird die Energie, mit der die Wärmepumpen arbeiten, aus den Räumlichkeiten im Keller gewonnen und sorgen für die Aufbereitung des Warmwassers.
Nicht nur die Abluft sondern auch das Abwasser kann als Lieferant für die Energie genutzt werden. Die Funktionsweise einer entsprechenden Abwasserwärmepumpe ähnelt der der herkömmlichen Wasser zu Wasser-Wärmepumpe. Die Energie, die im Brauchwasser enthalten ist, wird hier genutzt, um eine Verdampfung des Kältemittels zu erzielen. Besonders in großen Bauten, in denen das Volumen des Abwassers konstant hoch ist, wird dies oft genutzt. In Privathaushalten wird dieses System normalerweise nicht verwendet.
Wärmerückgewinnung: Das sind die Vorteile
Durch den Prozess der Wärmerückgewinnung wird Energie, die ansonsten durch das Abwasser, die Lüftung oder die Fenster verloren gehen würde, genutzt. Dadurch wird zum Einen das Klima geschont und zum Anderen Energiekosten gespart. Besonders die Geräte, die auch die Feuchte der verbrauchten Luft zurückgewinnen, sorgen für ein gesundes Raumklima. Weiterführende Informationen und professionelle Beratung zu der Wärmerückgewinnung gibt es bei Exodraft.
