RLT-Zentralgeräte mit integrierter WRG

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Leopold Kuntz
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1 Rox-Klimatechnik GmbH RLT-Zentralgeräte mit integrierter WRG von Dipl.-Ing. Hermann Solbach und Dipl. Wirt.-Ing. Marco Fischbach

2 Inhaltsverzeichnis Inhalt Definition Wärmerückgewinnung Ausführung verschiedener WRG-Systeme Beeinflussung des Wirkungsgrades durch den Faktor Abluftfeuchte Energetische Bewertung der WRG Fotokatalog

3 Definition Wärmerückgewinnung Die Wärmerückgewinnung (WRG) ist ein Sammelbegriff für die Verfahren zur Wiedernutzbartmachung von thermischer Energie in einem Prozess mit mindestens zwei Massenströmen die unterschiedliche Temperaturniveaus besitzen. Ziel der Wärmerückgewinnung ist die Minimierung des Primärenergiebedarfs. Wärmerückgewinnung ist somit die Nutzung der Enthalpie eines Fortluftoder Außenluftvolumenstroms in Verbindung mit einem WRG-System, d.h. die Wärmeübertragung von Fort- und Außenluftströmen in lüftungstechnischen Prozessen.

4 Definition Wärmerückgewinnung Nach EN 308 und VDI werden WRG-Systeme in folgende Kategorien eingeteilt: Ohne äußere Energiezufuhr Kategorie I Kategorie II Kategorie III Rekuperatoren Wärmeübertrager mit Medium Wärmeübertrager mit Wärmespeichernder Masse Mit äußerer Energiezufuhr Wärmepumpensysteme Hermann Solbach/Marco Fischbach GSI Darmstadt

Kreislaufverbundsystem Quelle: ZCS System Vorteile Nachteile Wirkungsgrade bis zu 78 % mit Hilfe des ROX-Hochleistungs-KVS Getrennte Zuluft- und Abluftgeräte Sehr

Feuchteübertragung Höherer Kostenaufwand Höhere Druckverluste Hydraulikkreis erforderlich (Pumpenstation) Vereisungsgefahr bei niedrigen Außenlufttemperaturen mit

5 Kreislaufverbundsystem Quelle: ZCS System Vorteile Nachteile Wirkungsgrade bis zu 78 % mit Hilfe des ROX-Hochleistungs-KVS Getrennte Zuluft- und Abluftgeräte Sehr gut geeignet für die Nachrüstung von Altanlagen Geringer Platzbedarf Multifunktionale Lösungen sind möglich Brandschutz bei Gasküchen (Schornstein Keine Feuchteübertragung Höherer Kostenaufwand Höhere Druckverluste Hydraulikkreis erforderlich (Pumpenstation) Vereisungsgefahr bei niedrigen Außenlufttemperaturen mit hohen Wirkungsgraden Quelle: ZCS Kreislaufverbundsystem (KV-System) regeneratives System Wärme wird nur sensibel übertragen Hermann Solbach/Marco Fischbach GSI Darmstadt

6 Kreuzstromwärmeübertrager System Vorteile Nachteile Quelle: Fa. Hoval Wirkungsgrade bis zu 80% praktisch wartungsfrei Keine Vermischung von Zuluft und Abluft keine beweglichen Teile Zuluft und Abluft müssen sich in einem Gerät befinden Keine Feuchteübertragung Höhere Druckverluste Vereisungsgefahr bei niedrigen Außenlufttemperaturen mit hohen Wirkungsgraden Je nach Bedarf und Wirkungsgrad sehr platzintensiv Hygienisch bedenklich bei fetthaltiger Küchenabluft Kreuzstromwärmeübertrager rekuperatives System Wärme wird nur sensibel übertragen Hermann Solbach/Marco Fischbach GSI Darmstadt

Rotationswärmeübertrager System Vorteile Nachteile Wirkungsgrade über 80% wartungsfreundlich niedrige Druckverluste geringe Vereisungsgefahr platzsparend Möglichkeit zur Feuchteübertragung Zuluft und

7 Rotationswärmeübertrager System Vorteile Nachteile Wirkungsgrade über 80% wartungsfreundlich niedrige Druckverluste geringe Vereisungsgefahr platzsparend Möglichkeit zur Feuchteübertragung Zuluft und Abluft müssen sich in einem Gerät befinden Leckage durch Spaltverluste Höhere Druckverluste Geruchsübertragung möglich nicht VDI 2052 konform (Küchenabluft) hygienisch bedenklich bei fetthaltiger Küchenabluft Quelle: Fa. Hoval Rotationswärmeübertrager regeneratives System Feuchte kann auch übertragen werden (Sorptionsrotor) Hermann Solbach/Marco Fischbach GSI Darmstadt

Bypass erhältlich Zuluft und Abluft müssen sich in einem Gerät befinden Keine Feuchteübertragung Je

8 Gegenstrom-Plattenwärmeübertrager System Vorteile Nachteile Wirkungsgrade bis zu 90% praktisch wartungsfrei Keine Vermischung von Zuluft und Abluft keine beweglichen Teile lange Lebensdauer mit Bypass erhältlich Zuluft und Abluft müssen sich in einem Gerät befinden Keine Feuchteübertragung Je nach Bedarf und Wirkungsgrad sehr platzintensiv Quelle: Fa. Klingenburg Gegenstromwärmeübertrager rekuperatives System

9 Beeinflussung des Wirkungsgrades durch den Faktor Abluftfeuchte

10 Energetische Bewertung WRG Energieeffizienz der WRG : Temperaturübertragungsgrad: η t = t t 1 ABL t AUL t AUL η t t 1 t ABL Temperaturübertragungsgrad [%] Temperatur AUL nach WRG Ablufttemperatur [ C] [ C] t Außenlufttemperatur [ C] AUL Temperatur AUL nach WRG: ( tabl taul ) AUL t + 1 = ηt t

11 Energetische Bewertung WRG Wärmeleistung:. Q. Q q v ρ c p = q v ρ c p T Wärmeleistung Volumenstrom Dichte der Luft Spez. Wärmekapazität der Luft [W] [m³/h] [kg/m³] [J/kgK] T Temperaturdifferenz ZUL/AUL [K] Druckverlust der WRG: p WRG = pzuluft + pabluft p WRG pzuluft pabluft Gesamtdruckverlust WRG Druckverlust WRG Zuluftseite Druckverlust WRG Abluftseite [Pa] [Pa] [Pa]

12 Energetische Bewertung WRG Elektrische Leistungsaufnahme: qv pwrg P el = + P η P el P el,aux D el, aux Elektrische Leistungsaufnahme [W] Elektrische Hilfsenergie [W] η D Gesamtwirkungsgrad Ventilator-Motor-Einheit [W] Leistungsziffer der WRG: ε ε =. Q P WRG el Leistungsziffer [%] Energieeffizienz der WRG: η e η e = η t 1 1 ε Energieeffizienz [%]

13 Energetische Bewertung WRG Die Energieeffizienz η e ist nach DIN EN bzw. dem aktuellen Stand der Technik die wichtigste Kennzahl zur energetischen Bewertung der WRG. Die einheitlichen thermischen Randbedingungen nach EN 308, d.h. t AUL = 5 C und t ABL = 25 C, erlauben die Vergleichbarkeit und die energetische Bewertung verschiedener WRG-Systeme untereinander. Folgende Anforderungen gelten somit für die Einteilung der WRG in Energieeffizienzklassen: WRG-Klasse H1 H2 H3 H4 H5 η e 71 % 64 % 55 % 45 % 36 % Die abschließende Bewertung der Qualität der WRG erfolgt mit Hilfe einer Wirtschaftlichkeitsberechnung, in der die Investitionskosten, die Betriebszeiten, die Energiekosten und die Kosten für Wartung und Bedienung mit einbezogen werden.

14 Fotokatalog: WRG KV-System Hydraulik

15 Fotokatalog: WRG KV-System Pumpenstation

16 Fotokatalog: WRG Geregelte Bypassklappen

17 Fotokatalog: WRG Rotationswärmeübertrager

18 Fotokatalog: WRG Gegenstrom-Plattenwärmeübertrager

19 Fotokatalog: WRG Gegenstrom-Plattenwärmeübertrager

20 Fotokatalog: WRG Wärmerohr

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