A Wärmerückgewinnungsrad in einem Luftbehandlungsgerät (AHU) ist ein Gerät, das die Energieeffizienz verbessert, indem es Wärme und manchmal auch Feuchtigkeit zwischen einströmender Frischluft und abströmender Abluft überträgt. Hier eine kurze Erklärung:
So funktioniert es
- Struktur: Das Wärmerückgewinnungsrad, auch Rotationswärmetauscher, Thermorad oder Enthalpierad genannt, ist eine rotierende zylindrische Matrix, die typischerweise aus Aluminium oder einem Polymer besteht und oft mit einem Trockenmittel (z. B. Kieselgel) zur Feuchtigkeitsübertragung beschichtet ist. Es hat eine Wabenstruktur, um die Oberfläche zu maximieren.
- Betrieb: Das Rad befindet sich zwischen Zu- und Abluftstrom einer Klimaanlage und dreht sich langsam (10–20 U/min). Dabei nimmt es Wärme aus dem wärmeren Luftstrom (z. B. Abluft im Winter) auf und überträgt sie auf den kühleren Luftstrom (z. B. Frischluft). Im Sommer kann es die Zuluft vorkühlen.
- Arten:
- Sensibles Wärmerad: Überträgt nur Wärme und beeinflusst die Lufttemperatur, ohne den Feuchtigkeitsgehalt zu verändern.
- Enthalpierad: Überträgt sowohl Wärme (fühlbar) als auch Feuchtigkeit (latent). Dabei wird ein Trockenmittel verwendet, um Wasserdampf je nach Feuchtigkeitsunterschied zu absorbieren und freizusetzen. Dies ist für die Gesamtenergierückgewinnung effektiver.
- Effizienz: Durch sensible Wärmerückgewinnung kann ein Wirkungsgrad von bis zu 85% erreicht werden, während Enthalpieräder durch die Rückgewinnung latenter Wärme einen Wirkungsgrad von 10–15% erreichen können.
Vorteile
- Energieeinsparungen: Konditioniert die einströmende Luft vor und reduziert so die Heiz- oder Kühllast, insbesondere in Klimazonen mit großen Temperaturunterschieden zwischen Innen- und Außentemperatur.
- Verbesserte Luftqualität: Liefert Frischluft und gewinnt gleichzeitig Energie aus der Abluft zurück, wodurch der Komfort im Innenbereich erhalten bleibt.
- Anwendungen: Häufig in Geschäftsgebäuden, Krankenhäusern, Schulen und Fitnessstudios, wo hohe Belüftungsraten erforderlich sind.
Wichtige Überlegungen
- Wartung: Regelmäßige Reinigung ist wichtig, um zu verhindern, dass Schmutz oder Verstopfungen die Effizienz beeinträchtigen. Filter sollten ausgetauscht und das Rad auf Ablagerungen überprüft werden.
- Leckage: Eine leichte Kreuzkontamination zwischen den Luftströmen ist möglich (Abluftdurchlassverhältnis <1% in gut gewarteten Systemen). Überdruck auf der Zuluftseite minimiert dieses Risiko.
- Frostschutz: In kalten Klimazonen kann es zum Vereisen der Räder kommen. Um dies zu verhindern, verwenden die Systeme eine variable Geschwindigkeitsregelung (über VFD), Vorwärmen oder Stopp/Jogging.
- Bypass-Klappen: Ermöglicht die Umgehung des Rades, wenn keine Wärmerückgewinnung erforderlich ist (z. B. bei mildem Wetter), wodurch Lüfterenergie gespart und die Lebensdauer des Rades verlängert wird.
Beispiel
In einer Krankenhaus-RLT-Anlage kann ein Wärmerückgewinnungsrad im Winter die einströmende Luft (z. B. von 0 °C auf 15 °C) mithilfe der Abluft (z. B. 24 °C) vorwärmen und so die Heizanlage entlasten. Im Sommer kann es die einströmende Luft mithilfe kühlerer Abluft vorkühlen (z. B. von 35 °C auf 25 °C).
Einschränkungen
- Raum: Die Räder sind groß und stellen oft die größte Komponente einer Klimaanlage dar, was eine sorgfältige Installationsplanung erfordert.
- Kreuzkontamination: Nicht ideal für Anwendungen, die eine vollständige Trennung des Luftstroms erfordern (z. B. Labore), obwohl moderne Designs dies minimieren.
- Kosten: Die Anschaffungskosten sind hoch, aber die Energieeinsparungen rechtfertigen dies oft in Umgebungen mit hoher Belüftung.