Gegenstromwärmetauscher

Dieser Artikel behandelt das Thema G wie Gegenstromwärmetauscher.

Der Gegenstromwärmetauscher (auch Gegenstromwärmeübertrager) ist eine besonders effektive Bauform der Luft-Luft-Wärmeübertrager. Die sogenannten Rekuperatoren führen Luftmassen in getrennten Kanälen aneinander vorbei, um thermische Energie von einem Luftstrom auf einen anderen zu übertragen. Neben den Gegenstromwärmeübertragern gibt es auch Kreuzwärmetauscher und Kreuzgegenstromwärmetauscher.

Kontrollierte Wohnungslüftung mit Gegenstromwärmetauscher
© Gerd – stock.adobe.com

Aufgabe und Aufbau der Gegenstromwärmetauscher 

Gegenstromwärmeübertrager oder -tauscher sind ein wichtiger Bestandteil moderner Lüftungsanlagen. Denn sie ermöglichen es, thermische Energie der verbrauchten Abluft auf die frische Außenluft zu übertragen. Letztere strömt mit der sogenannten Wärmerückgewinnung vorgewärmt in das Haus und entlastet die Heizung. Das führt zu sinkenden Energiekosten und einer höheren thermischen Behaglichkeit. Denn kalte Luftströmungen bleiben mit der Technik auch ohne Nachheizung der Zuluft aus. 

Luftströmung im Gegenstromwärmetauscher

Als Rekuperatoren führen Gegenstromwärmeübertrager Ab- und Außenluft in getrennten Kanälen aneinander vorbei. Diese sind dabei so angeordnet, dass sich die Luftmassen genau in entgegengesetzte Richtung zueinander bewegen. Der Temperaturunterschied zwischen Ab- und Außenluft ist dabei auf der gesamten Länge des Wärmeübertragers in etwa gleich groß und viel Wärme lässt sich übertragen. Moderne Gegenstromwärmetauscher weisen eine sehr große Wärmeübertragerfläche auf und erreichen Wärmerückgewinnungsgrade von 85 bis 99 Prozent.

Effizienz der Wärmeübertrager am praktischen Beispiel

Ein Beispiel zeigt die Effizienz und die Vorteile eines Gegenstromwärmeübertragers. Dazu nehmen wir eine Ablufttemperatur von 20 Grad Celsius und eine Außenlufttemperatur von 0 Grad Celsius an. Erreicht der Wärmeübertrager einen Wärmerückgewinnungsgrad von 90 Prozent, heizt er die Außenluft auf 18 Grad Celsius vor. Anders ist das bei der Fensterlüftung. Denn hier muss die Heizung Außenluft von 0 Grad Celsius auf 20 Grad Celsius erwärmen. Sie benötigt dafür mehr Energie und die Brennstoffkosten steigen.

Alternativen zum Gegenstromwärmeübertrager 

Neben dem Gegenstromwärmetauscher gibt es auch Kreuzwärmetauscher und Kreuzgegenstromwärmetauscher. Kreuzstromwärmetauscher der Lüftung führen die Luftmassen in einem rechten Winkel aneinander vorbei. Sie sind weit verbreitet, erreichen aber nur Wärmerückgewinnungsgrade von 50 bis 70 Prozent. Den Außenluftstrom aus dem Beispiel können sie daher nur auf 10 bis 14 Grad Celsius vorwärmen.

Kreuzgegenstromwärmetauscher führen die Luftmassen in einem Teilbereich im Gegenstrom aneinander vorbei, bevor sie diese umlenken. Das sorgt für eine höhere Effizienz und ermöglicht Wärmerückgewinnungsgrade von 70 bis 80 Prozent. Die Außenluft aus dem Beispiel lässt sich auf diese Weise von 0 Grad Celsius auf etwa 14 bis 16 Grad Celsius vorwärmen.

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