Partnerschaft für Effizienz: Unsere Unterstützung für Rekuperatorhersteller

Auswahl des richtigen Rekuperators für die spezifischen Bedürfnisse des Bauherrn

Das Bewusstsein der Bauherren für die Qualität der Innenraumluft ist seit der Pandemie gestiegen. Es geht nicht mehr nur um den thermischen Komfort, sondern vor allem um die Qualität der Luft, die die Bewohner atmen. Ein zu luftdichtes Gebäude erhöht die Konzentration vieler Schadstoffe im Raum. Ohne effiziente Belüftung leidet der Komfort des Aufenthalts im Gebäude. Bei herkömmlicher Schwerkraftlüftung entweicht die Wärme ungestraft mit der Außenluft, weshalb sich viele – besonders bewusstere Bauherren – für eine mechanische Lüftung mit Wärmerückgewinnung entschieden haben, und zwar bereits in der Phase der Bauplanung. Dies führt zu Einsparungen während der Bauphase. Es ist nicht notwendig, Lüftungsschächte zu errichten, und der Architekt kann die Räume für die Verlegung der Lüftungskanäle so planen, dass deren Verlauf so einfach und unauffällig wie möglich ist. Diese Lösung reduziert den Luftwiderstand und erhöht die Effizienz der Anlage.

Richtige Belüftung

Um sicherzustellen, dass die Bewohner des Hauses bequem frische Luft atmen können, sollten wir jeder Person mindestens 30 m³ Frischluft pro Stunde zur Verfügung stellen. Die empfohlene relative Luftfeuchtigkeit im Raum beträgt im Winter 40–60 %, im Sommer sollte sie 70 % nicht überschreiten. Eine richtig konzipierte und programmierte Rekuperation trägt dazu bei, diese Parameter auf dem richtigen Stand zu halten. Denn sie erleichtert die Aufrechterhaltung der richtigen Temperatur im Gebäude, da sich in den kälteren Bereichen des Raumes kein Kondenswasser bilden kann. Ein gut durchdachtes Rekuperationssystem ermöglicht es auch, die Intensität seiner Arbeit je nach den individuellen Bedürfnissen der Hausbewohner zu regulieren. Das ist wichtig, denn schließlich verbraucht jede Lüftungsanlage Strom, und Strom kostet Geld. Das Steuerungssystem ermöglicht es, die Abwesenheitszeiten der Bewohner, den Temperaturbedarf zu bestimmten Tageszeiten oder auch den erhöhten Frischluftbedarf bei einem geplanten Treffen mit einer größeren Gruppe von Freunden zu berücksichtigen.

Was ist ein Rekuperator?

Rekuperator ist die umgangssprachliche Bezeichnung für ein Zu- und Abluftgerät mit Wärmerückgewinnung, das insbesondere für die Lüftung von Wohngebäuden und kleineren öffentlichen Gebäuden konzipiert ist. Vereinfacht ausgedrückt ist ein Rekuperator ein elektrisches Gerät, das für den Luftaustausch in einem Gebäude sorgt, indem es verbrauchte Luft absaugt und frische Luft zuführt. Darüber hinaus wird die dem Raum zugeführte Luft dank der verwendeten Filter wirksam von gesundheitsschädlichen Schadstoffen gereinigt.

Ein wichtiges Merkmal des Rekuperators ist auch die Rückgewinnung der Wärme aus der verbrauchten Luft und deren Übertragung auf die zugeführte Luft. Dadurch wird das Entweichen von Wärme aus dem Gebäude während des Luftaustauschs minimiert, was zu einer erheblichen Senkung der Heizkosten des Gebäudes führt.

Wie funktioniert ein Rekuperator?

Letztlich sind die wichtigsten Parameter für den Bauherrn der Luftstrom, die Wärmerückgewinnungseffizienz, der Schalldruckpegel und die Luftfilterklasse. Gehen wir also auf die grundlegenden Komponenten von Lüftungsgeräten ein, die den größten Einfluss auf die während des Betriebs erzielten Leistungen haben.

I. Wärmerückgewinnungstauscher

Das Herzstück des Rekuperators ist der Wärmetauscher. Seine Wirksamkeit bestimmt die Effizienz der Wärmerückgewinnung des gesamten Geräts und des gesamten Rückgewinnungssystems. Von großer Bedeutung ist die Konstruktion des Wärmetauschers – seine Art, seine Form, das Material, aus dem er hergestellt ist, sowie die Art und Weise der Herstellung.

Drei Arten von Wärmetauschern dominieren den Markt:

• Kreuzstrom (rekuperativ): Bei diesem Wärmetauscher sind die Kanäle mit Abluft (warm) und Zuluft (kalt) senkrecht zueinander angeordnet. Sie sind einfach zu bauen, günstig und leicht zu reinigen. Ihr Wirkungsgrad ist jedoch gering – unter 50–60 %.
• Gegenstrom: Dieser Wärmetauscher nutzt das Phänomen der Rekuperation und ist ähnlich wie der Kreuzstrom, aber mit parallel angeordneten Zu- und Abluftkanälen. Die Luft strömt in entgegengesetzte Richtungen, aber der Weg ist wesentlich länger, und die Wärme wird über einen längeren Zeitraum ausgetauscht. Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung und kann mehr als 90 % erreichen. Zu den Nachteilen gehören ein erhöhter Strömungswiderstand, eine schwierige Reinigung und die Anfälligkeit für Vereisung durch Gefrierkondensation. Dies ist derzeit der beliebteste Wärmetauschertyp, da er eine sehr hohe Wärmerückgewinnungseffizienz bei relativ geringen Abmessungen und einfacher Konstruktion bietet.
• Rotation:  In diesen Wärmetauschern findet das Phänomen der Regeneration statt. Sie haben eine zylindrische Form mit Kanälen, die parallel zu ihrer Achse verlaufen. Eine Hälfte der Walze befindet sich im Zuluftstrom und die andere Hälfte im Abluftstrom. Diese Walze dreht sich, sodass durch dieselben Kanäle abwechselnd Abluft (die den Wärmetauscher erwärmt und „regeneriert“) und Zuluft (die ihn abkühlt) strömen. Der Wirkungsgrad kann bis zu 90 % erreichen. Der größte Vorteil ist jedoch die absolute Frostbeständigkeit, selbst bei extrem niedrigen Temperaturen (die Zuluftströme trocknen die Kanäle). Nicht ohne Grund sind sie in Skandinavien sehr beliebt. Der Schwachpunkt von Rotationswärmetauschern ist jedoch eine gewisse Tendenz zur Vermischung von Zu- und Abluftströmen sowie die Gefahr eines Ausfalls des Rotationsmotors.

II. Ventilator

Zwei Ventilatoren (Zu- und Abluft) sind für die Luftbewegung im Rekuperator sowie für das gesamte Belüftungssystem verantwortlich. Die Größe und Leistung der Ventilatoren ist auf den angenommenen Luftstrom für den Rekuperator abgestimmt. Jeder Ventilator ist auch durch seinen verfügbaren Druck gekennzeichnet, das heißt, welchen Strömungswiderstand der Ventilator in der Lüftungsanlage überwinden kann, um die erforderliche Luftmenge zu liefern.

Neben dem Wärmetauscher sind die Ventilatoren die wichtigste und teuerste Komponente des Lüftungsgeräts. Sie müssen eine angemessene Leistung und Kompression sichern und zugleich ruhig, energieeffizient und langlebig sein.

Ventilatoren können mit Wechselstrom (AC) oder elektronisch kommutiertem Gleichstrom (EC) betrieben werden. Im ersten Fall handelt es sich um herkömmliche Wechselstromventilatoren, die zwar billiger sind, aber einen relativ geringen Wirkungsgrad und einen etwas höheren Energieverbrauch aufweisen. Im zweiten Fall geht es um moderne, energieeffiziente und ruhige Ventilatoren, die zudem über eine stufenlose Leistungsregelung verfügen. Es ist empfehlenswert, eine Zentrale mit ihnen zu wählen, da sie dem Benutzer sehr wichtige Vorteile bieten:

• es ist sehr einfach, ihre Geschwindigkeit zu ändern (beginnend bei etwa 20 % der Nenngeschwindigkeit);
• sie verbrauchen weniger Energie als herkömmliche AC-Lüfter,
• sie arbeiten leise.

III. Filter

Die durch den Rekuperator strömende Luft wird zunächst gefiltert (sog. Vorfilter, Grobfilter), und zwar sowohl auf der Zu- als auch auf der Abluftseite. Dadurch wird erstens sichergestellt, dass es zu keiner nennenswerten Verschmutzung des Wärmetauschers oder der Lüftungskanäle kommt. Zweitens ist die einströmende Luft sauberer und frei von größeren Verschmutzungen. Darüber hinaus werden häufig Filter mit höherer Filtereffizienz wie ePM10 oder ePM2.5 (früher Klassifizierung F7, F8) verwendet, um die Luft exakt zu filtern. Der Vorteil gründlicherer Filter ist natürlich eine bessere Luftreinigung, aber auch der Strömungswiderstand nimmt zu.

Autor: Michał Paduch, Area Export Manager, AFL MOTORS