EnErgiErückgEwinnung

Lüftungs- und kLimazEntraLgErätE

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Energierückgewinnung ist keine Philosophie sondern wirtschaftlich nötig

Die Wärmerückgewinnung in RLT-Anlagen mit

normalen Auslastungszeiten ist aufgrund der

Primärenergieeinsparung (Kosten für Energie

steigen stetig an) immer ein überaus lohnendes

Geschäft für den Betreiber und Nutzer der RLT-

Anlagen.

Auch die Regierung hat reagiert und die sinnvollen

Rahmenbedingungen mit der Energieeinsparver-

ordnung (EnEV 2009 ff.) geschaffen, welche die

Berücksichtigung einer Wärmerückgewinnung

zwingend in Deutschland vorschreibt.

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Dabei geht es nicht nur um Wärme-rückgewinnung, sondern auch um Rückgewinnung von Kälteenergie sowie Feuchterückgewinnung oder Entfeuchtung. So ist für jede Klima- zone der Erde das richtige Energie- rückgewinnungssystem wählbar.

Das heißt, wir müssen über Wärme-rückgewinnung heute nicht mehr diskutieren, es geht lediglich um die Auswahl des für das jeweilige Projekt wirtschaftlichsten Energierückgewin-nungssystems.

Hydraulikkomponente auf Tragegestell

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Kreislaufverbundsysteme

die an die außenluft übertragene wär-memenge wird nicht neu erzeugt, sondern mittels wärmerückgewin-nung aus der abluft zurückgewonnen. mit dem Einsatz von wärmerückgewin-nern in raumlufttechnischen anlagen ergeben sich zwar geringfügig höhere Investitions-, aber dafür auch signifi-kant geringere Betriebskosten. Eine wirtschaftlichkeitsbetrachtung gibt aufschluss darüber, ob der Einbau ei- nes wärmerückgewinners lohnend ist.

gründe für den Einsatz eineswärmerückgewinnungssystems: i Leistungseinsparung bei der Wärme-

erzeugung.i Verringerung des jährlichen Heizener-

gieverbrauchs.i Leistungseinsparung bei der Kälteer-

zeugung. Dies bedeutet eine Verkleine-rung und damit Investitionskostenein-sparung an Heizregister, Rohrleitungen und Pumpen, Kälteanlage, Kältema-schine, Kühlturm sowie Kühlregister.

i Verringerung des jährlichen Kühlen-ergieverbrauchs, niedrigere Betriebs-kosten.

i Verringerung der Umweltbelastung.

Hochleistungs (kV)-systemi Außen- und Abluftströme getrennti Mit leistungsfähiger Reihenschaltung

von Registern (n-fach Schaltung)i Jede Austauschleistung realisierbari Rückwärmzahl bis ca. 90 % möglich

kreislaufverbundsystemi Wirkungsgrade bis zu 75 % mit

Hochleistungskreislaufverbund-systemen möglich

i Zuluft und Abluft können getrenntangeordnet sein

i Geringer Platzbedarfi Gut für Nachrüstung bei

Altanlagen geeigneti Multifunktionale Lösungen

möglich

AU

FO ZU

AB

AU

FO

ZU

AB

AU

FO

ZU

AB

Wärmetauscher mit spezieller

Wasserwegschaltung

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Systembeschreibungfunktionsweise aL-kO kV-system i Einsatz von Hochleistungswärmetau-

schern in einer mehrfachen Kreuz-Ge-genstrom-Schaltung. Damit werden hohe Jahresnutzungsgrade von bis zu 80 % erreicht.

i Jeder Wärmetauscher wird immer nur von einer Luftart (Außen-bzw. Abluft) durchströmt und somit ist eine Keim- und Schadstoffübertragung nicht möglich.

i Das System dient im Winter zur Vorwär-mung der Außenluft und im Sommer mit einer adiabaten Kühlung der Abluft zur Vorkühlung der Außenluft.

i Die durch den Verdunstungseffekt erzeugte Kälte in der Fortluft wird zur Kühlung der Außenluft benutzt. Eine Übertragung von Feuchte zwischen den Luftströmen ist nicht möglich.

i Die Befeuchtung erfolgt je nach Be-feuchtertyp (Verdunstungsbefeuchter, Hochdruckzerstäuber, Wäscher) mit Brauchwasser, vollentsalztem oder ver-schnittenem Wasser.

i Der AL-KO Aussenlufterhitzer kann ge-mäß VDI 6022 aufgeteilt werden. Der Filtervorwärmer mit großer Lamellen-teilung, vor dem Filter installiert, hebt die Außenlufttemperatur soweit an, dass das Filtermedium nicht zureifen kann und sorgt für die Einhaltung der relati-ven Feuchte nach VDI 6022.

i Zum Entfeuchtungsbetrieb wird ein zu-sätzlicher WRG-System-Tauscher nach

Abluft

Zuluft

Fortluft

Aussenluft

Rieselbefeuchter

DVE

Leistungsregelungprimärseitig

PWW 50/30

HydraulischesVersorgungsmodul

PWW 50/30

SN

MID

ZL

VE

PTH

M

M

M

5 2 4 3 2

dem Entfeuchtungskühler installiert. Das Energiemedium wird im Entfeuchtungs-betrieb erst zur Anhebung der Zuluft-temperatur über den WRG-Nachwärmer geführt. Die somit reduzierte Wasser-temperatur veringert die Austrittstem-peratur am WRG-Register erheblich. Es werden mit dieser System-Schaltung ca. 20 % Kälteleistung eingespart.

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Rotationswärmetauscher

Eine weitere, hocheffiziente Variante der wärmerückgewinnung stellen sogenannte rotationswärmetauscher (rotoren) dar. die wärmemenge wird nicht erzeugt, sondern aus der abluft zurückgewonnen. im falle von rota-tionswärmetauschern liegen die Vorteile klar auf der Hand:

Zunächst ist der Platzbedarf im RLT- Gerät relativ gering, zum anderen kann neben Wärmeenergie auch in der Abluft vorhandene Kälte (z.B. Sommerbetrieb der Anlage) oder auch in der Abluft vor-handene Feuchte zurückgewonnen und der Zuluft zugeführt werden (Sorptions-rotoren). Umgekehrt kann mit Sorpti-onsrotoren auch entfeuchtet werden.

Im Gegensatz zu anderen Systemen zur Energierückgewinnung kann zum einen über das gesamte Jahr hinweg thermi-sche Energie zurückgewonnen werden (Wärme, Kälte) – muss also nicht mit teilweise hohem Aufwand komplett neu erzeugt werden, zum anderen kann auch ohne Befeuchtereinheit ein gewisses Maß an Feuchte aus der Abluft der (im Winter) zum Teil trockenen Außenluft (Frischluft) zugeführt werden.

Offenes RLT- Gerät (Zu-/Abluft übereinander)

mit Rotationswärmetauscher (Sorptionsrotor)

Rotoren benötigen nur wenig Platz in der

Länge; Die Rotoren werden eigens von

kleinen Motoren effizient angetrieben

(Permanentmagnet-Motore)

Rotationswärmetauscher (Sorptionsrotor)

Abluftgeräteteil

Rotationswärmetauscher (Sorptionsrotor)

Zuluftgeräteteil

rotations-wärmeaustauscheri Wärmeübertragung opt.

Feuchtübertragungi Selbstreinigungseffekti Für große Luftleistungeni Umgehung mit Bypass möglichi Geringer Druckverlusti Rückwärmzahl bis ca. 80 %

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AB

AU

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ZU

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Kreuzstromwärmetauscher

die so genannten kreuzstromwärme-tauscher (oft als Plattentauscher be- zeichnet) sind eine häufig verwendete Variante der wärmerückgewinnung. kreuzstrom- Plattenwärmeübertrager sind teilweise relativ günstig in der investition (je nach größe) und war-tungsarm.

Im Gegensatz zu Kreislaufverbundsyste-men oder Rotationswärmetauscher sind keine drehenden Teile und Motoren oder Pumpen notwendig. Jedoch sind die Rückwärmzahlen geringer. Doch auch mit diesem System sind Rückwärm-zahlen bis zu 80 % realisierbar. Doch in diesen Fällen sind die Investitionskosten in etwa ähnlich wie die für einen Rota-tionswärmetauscher.

Ein weiterer Vorteil der Kreuzstromwär-meübertrager ist die Vermeidung von Kontamination der Zuluft durch evtl. in der Abluft vorhandene Gerüche oder Emissionen erfolgen kann durch die hundertprozentige Trennung von Zu- und Abluft.

Wärmerückgewinnungssystem

Kreuzstromwärmetauscher

Plattenwärmetauscheri Verschleißarm und betriebssicheri Einfacher Aufbaui Kein Vermischen der Luftströmei Umgehung mit Bypass möglichi Sehr wirtschaftliche Lösungi Rückwärmzahl bis ca. 75 %

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FO ZU

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AU

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AB

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FO

ZU

AB

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Mehr Energierückgewinnung bedeutet weniger Nachheizen und Kosten sparen

Je effizienter die Wärmerückgewinnung, desto weniger Energieeinsatz muss auf-gebracht werden für Heizen oder Küh-len. In vielen Fällen ist nur an wenigen, kalten Tagen im Jahr der Betrieb eines Nacherhitzers (z.B. Elektroheizregister) notwendig. Bei hohen Wirkungsgraden (Rückwärmzahl) eines Wärmerückge-winnungssystems können oft mehr als 90 % der nötigen Heizenergie gedeckt werden.

00

10

20

30

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50

60

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80

90

100

10 20 30 40 50Wirkungsgrad Wärmerückgewinnung (%)

Ener

giee

insp

arun

g (%

)

60 70 80 90

Lt. ENEV 2007werden 45% als Standard definiert

Lt. ENEV 2009werden 70% als Standard definiert

Energieeinsparung in Abhängigkeit vom Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung.

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Energierückgewinnung und Life-Cycle-Costs

0 €

200.000 €

400.000 €

600.000 €

800.000 €

1.000.000 €

1.200.000 €

RLT 1 Anlage RLT 2 Anlage RLT 3 Anlage

– €Warten / Bedienen – € 256.092 €Befeuchtungkosten 269.720 € 380.988 €Stromkosten 160.352 € 64.414 €Kältekosten 54.626 €

276.167 €Wärmekosten 167.957 € 89.598 €Kapitalkosten 115.611 €

– € 58.840 € 145.884 € 52.254 € 7.355 € 161.855 €

1.126.602 €Summe LCC Kosten 768.266 € 62.000 €Investitionskosten 80.000 €

426.188 € 112.000 €

Betrachtungszeitraum beträgt immer 15 Jahre.

Kosten für Warten und Instandhalten sind nicht

einbezogen. Dieser Lebenszykluskostenvergleich

zeigt deutlich die relativ geringen Unterschiede

in den Mehr-Investitionskosten und ebenso

deutlich die sehr großen Kostenunterschiede

in den totalen Gesamtkosten (Investition und

Energiekosten in 15 Jahren). Die Investitions-

kosten sind bereits in den totalen Gesamt-

kosten enthalten (Summe Kosten LCC).

Wenn Energierückgewinnungssysteme miteinander verglichen werden, geht es zunächst um eine energetische Bewer-tung und Vergleich. Diese energetischen Werte, ausgedrückt in Geld und Kosten, sehen noch weitaus imposanter und eindringlicher aus. Diese wirtschaftliche Bewertung bemüht die so genannte „Life-Cycle-Costs-Analysis“ – also Lebenszykluskostenberechnung – und liefert belastbare Werte zur Entschei-dung für das eine oder das andere Energierückgewinnungssystem.

So betrachtet diese Wirt- schaftlichkeits-berechnung nach VDI 2067-1 (auf Basis eine Energiemengenberechnung nach DIN 18599-3) auch spezifische Rahmen-bedingungen wie Auslastungszeiten der Anlage oder spezielle Energieabnahme-preise.

zur Verdeutlichung wurde für eine zentrale Lüftungs- und klimaanlagemit einem Luftfördervolumen von 31.000 m³/h diese wirtschaftlichkeits-berechnung durchgeführt, mit folgen-den systemvergleichen bzgl. wärme-rückgewinnung:

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Wärmerückgewinnungssysteme und ihre Vorteile auf einen Blick

Vorteilei Wirkungsgrade bis zu 80 %i Möglichkeit zur Feuchteübertragungi Wartungsfreundlichi Platzsparend bei Gerätelängei Niedrige Druckverlustei Geringe Vereisungsgefahri Beste Wirtschaftlichkeit

AU

FO ZU

AB

AU

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ZU

AB

AU

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ZU

AB

rotationswärmetauscher

Vorteilei Wirkungsgrade bis zu 80 %i Keine bewegten Teilei Praktisch wartungsfreii Keine Vermischung bei Zuluft und Abluft

druch Leckage

AU

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AU

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ZU

AB

kreuzstrom Plattenwärmetauscher

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Vorteilei Wirkungsgrade bis zu 75 % mit Hochleistungskreis-

laufverbundsystemen möglichi Zuluft und Abluft können getrennt angeordnet seini Geringer Platzbedarfi Gut für Nachrüstung bei Altanlagen geeigneti Multifunktionale Lösungen möglich

AU

FO ZU

AB

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ZU

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AB

kreislaufverbundsystem

aL-kO tHErm gmBH

Bereich Luft- und klimatechnik

Hauptstraße 248 – 250

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