Wenn es um die energetische Sanierung eines Hauses oder die Erstellung eines Neubaus geht, ist der Begriff „Wärmerückgewinnung“ gang und gäbe. Doch es gibt nicht die Wärmerückgewinnung, sondern verschiedene Verfahren.
Wärmerückgewinnung bei der Wohnraumlüftung im Eigenheim
Hochgedämmte Immobilien kommen nicht ohne eine kontrollierte Wohnraumlüftung aus. Diese wirkt sich besonders dann energiesparend aus, wenn sie über eine Wärmerückgewinnung verfügt. Dabei wird die Wärme in der verbrauchten Luft dazu verwendet, die frische Luft im Winter aufzuwärmen und im Sommer abzukühlen. Dieses Verfahren funktioniert mit Wärmetauschern, die sich in den Zu- und Abluftleitungen der Lüftungsanlage befinden, und wirkt sich günstig auf den Primärenergieverbrauch eines Hauses aus.
Man geht von drei verschiedenen Verfahren aus, die in der VDI-Richtlinie 2071 „Wärmerückgewinnung in Raumlufttechnischen Anlagen“ definiert worden sind:
- Bei der regenerativen Wärmerückgewinnung wird für die Wärmeübertragung ein flüssiges oder festes Zwischenmedium eingesetzt. Die verbrauchte und die frische Luft werden dabei abwechselnd über das Zwischenmedium geleitet.
- Ein Rotationswärmetauscher ist ein Rad, das aus mit einem Speichermedium gefüllten Blech- oder Folienröhrchen besteht. Während der ständigen Drehbewegung des Rades wird abwechselnd warme Abluft aus der einen und kühle Frischluft aus der anderen Richtung durch das Rad geleitet. Sofern an die belüfteten Räume hohe hygienische Anforderungen gestellt werden, eignet sich diese Methode nicht, da die beiden Luftströme nicht voneinander getrennt sind. Rotationswärmetauscher werden mit und ohne eine wasseranziehende Beschichtung angeboten. Beschichtete Modelle übertragen mehr Luftfeuchtigkeit als solche ohne.
- Ein Kreislaufverbundsystem funktioniert mit zwei Wärmetauschern, die jeweils im Ab- und Zuluftstrom installiert sind. Zwischen ihnen befindet sich ein Rohrsystem, in dem ein Wärmeträger ununterbrochen zirkuliert. Die in dem einen Luftstrom enthaltene Wärme wird über den Wärmeträger indirekt auf den zweiten Luftstrom übertragen. Durch diese völlige räumliche Trennung von Zu- und Abluft können höchste hygienische Anforderungen erfüllt werden.
- Umschalt-Wärmeaustauscher enthalten mindestens zwei Speicherpakete, die aus Aluminiumblech bestehen. Sie werden abwechselnd von der Zu- und Abluft durchströmt und so entweder aufgewärmt oder abgekühlt. Die Steuerung erfolgt mithilfe von elektrisch gesteuerten Umschaltklappen.
- Bei der rekuperativen Wärmerückgewinnung werden die Zu- und Abluft in getrennten Leitungen geführt. Die in der Abluft enthaltene Wärme wird unmittelbar über die Trennwand des Wärmetauschers auf die Frischluft übertragen.
- Plattenwärmetauscher bestehen aus Paketen von parallelen und sehr dünnen Platten mit einem Wellenprofil, die aus Kunststofffolien oder Aluminium- oder Edelstahlblech hergestellt sind. Die Platten sind so montiert, dass in den aufeinanderfolgenden Zwischenräumen jeweils abwechselnd das wärmeaufnehmende und das wärmeabgebende Speichermedium fließt. Dabei wird die Energie von dem einen auf das andere Speichermedium übertragen. Das Plattenpaket wird in der Regel mit Spannschrauben zusammengehalten und ist wegen dieser Bauweise bei Bedarf problemlos erweiterbar. Plattenwärmetauscher haben einen Marktanteil von ca. 30 % und werden häufig bei der kontrollierten Wohnraumlüftung eingesetzt.
- Mit Wärmepumpen ist ebenfalls eine Wärmerückgewinnung möglich. Sie entziehen der Abluft ihre Wärme und führen sie der kühlen Frischluft zu. Der Vorgang lässt sich im Sommer auch umkehren und zum Kühlen eines Gebäudes nutzen. Wärmepumpen sind in der Lage, die Temperatur der wiederverwendeten Wärme so weit anzuheben, dass diese auch für die Heizung und Bereitstellung von Warmwasser genutzt werden kann.
Wärmerückgewinnung beim Beheizen eines Hauses
Auch bei Öl- und Gasheizungen ist die Wärmerückgewinnung seit vielen Jahren Standard. Bei diesen sog. Brennwertheizungen wird die Wärme der Flamme in der Brennkammer mithilfe eines Wärmetauschers auf das Heizungswasser übertragen. Die Abgase werden an einem zweiten Wärmetauscher vorbeigeleitet; der Wasserdampf darin ist wärmer als das Metall des Wärmetauschers und kondensiert. Im Moment des Kondensierens wird Wärme frei, die dann ebenfalls auf das Heizungswasser übertragen wird.