Energie durch Luft-Wärmetauscher sparen

Wie sich durch den Einsatz von Luft-Wärmetauschern Energie sparen lässt und wie sich die Energierückgewinnung positiv auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt, zeigt die H. Schulte-Südhoff GmbH (Schuko) jetzt am Beispiel von Kreuzstrom- und Rotationswärmetauschern.

Mittels Kreuzstromwärmetauscher lassen sich bei geringen Investitionskosten Energie und damit Kosten sparen. -

Bei Lackierkabinen darf aufgrund von Lösemitteln die Abluft nicht zurück in den Lackierraum geleitet werden. Die flüchtigen Stoffe würden die Innenraumluft belasten, Atemwege von Mitarbeitern reizen und sich dauerhaft stark gesundheitsgefährdend auswirken. Durch die Installation von Zuluft- und Abluftkanälen entsteht ein ständiger Frischluftkreislauf. Gerade an kalten Tagen wird dieser Frischluftkreislauf zu einem erheblichen Kostenverursacher. Die kalte Außenluft muss zunächst vom Heizregister des Zuluftgeräts aufgeheizt werden, bevor sie dem Arbeitsraum zugeführt wird. Im Winter sind das schnell Temperaturunterschiede von 30 °C (-10 °C außen bis +20 °C innen). Gleichzeitig wird die Abluft nach draußen geblasen, wodurch die gerade erzeugte Wärme direkt wieder verloren geht. Mit einem Luft-Wärmetauscher, z.B. von Schuko, lässt sich  die Wärme aus der abgesaugten Luft recyceln, indem diese an die Zuluft übergeben wird. Dadurch wird mit wenig Aufwand ganz einfach bares Geld gespart. Die warme Abluft eines Lackierraums wird durch den angeschlossenen Wärmetauscher geführt. Beim Durchströmen wird ein Teil dieser Wärme der Abluft entzogen und in Aluminiumlamellen gespeichert. Gleichzeitig strömt auf der anderen Seite der Aluminiumlamellen die kalte Frischluft durch den Wärmetauscher. Die Wärme wird aufgrund der besonderen Temperaturleitfähigkeit von Aluminium von der Abluft auf die Zuluft übertragen und zurück in den Lackierraum geführt. Das nachgeschaltete Heizregister, welches die Zuluft aufheizt, bekommt somit bereits „vorgewärmte“ Luft. Durch die damit erzielte Energieeinsparung können die Heizkosten erheblich gesenkt werden. Die Vorteile auf einen Blick:

  • Rückgewinnung von Energie (ressourcenschonend)
  • Verminderung der Heizungskosten durch Vorerwärmung der Frischluft (Heizregister kann kleiner dimensioniert werden)
  • Amortisationszeiten nur 2-3 Jahre (abhängig von klimatischen Bedingungen)
    • Ein Kreuzstromwärmetauscher im Überblick: Mit einem geringeren Wirkungsgrad und geringeren Anschaffungskosten eignen sich diese Wärmetauscher für kleinere bis mittlere Betriebe (1 = Eintritt warme Abluft, 2 = Austritt abgekühlte Abluft, 3 = Eintritt kalte Frischluft, 4 = Austritt erwärmte Frischluft).
    • Ein Kreuzstromwärmetauscher im Überblick: Mit einem geringeren Wirkungsgrad und geringeren Anschaffungskosten eignen sich diese Wärmetauscher für kleinere bis mittlere Betriebe (1 = Eintritt warme Abluft, 2 = Austritt abgekühlte Abluft, 3 = Eintritt kalte Frischluft, 4 = Austritt erwärmte Frischluft).
    • Ein Rotationswärmetauscher im Überblick: Diese Wärmetauscher eignen sich für große bis sehr große Luftvolumenströme und erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 80% (1 = Eintritt warme Abluft, 2 = Austritt abgekühlte Abluft, 3 = Eintritt kalte Frischluft, 4 = Austritt erwärmte Frischluft).
    • Ein Rotationswärmetauscher im Überblick: Diese Wärmetauscher eignen sich für große bis sehr große Luftvolumenströme und erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 80% (1 = Eintritt warme Abluft, 2 = Austritt abgekühlte Abluft, 3 = Eintritt kalte Frischluft, 4 = Austritt erwärmte Frischluft).

Kreuzstromwärmetauscher für kleinere Luftmengen

Wie oben beschrieben wird die zugeführte warme Abluft durch den Wärmetauscher geleitet. Der Weg dieser Luft wird im Kreuzstromwärmetauscher über Kreuz geführt. Die Vorteile dieses Wärmetauschers sind unter anderem:

  • wartungsarm, da keine mechanischen Teile
  • einfache Reinigung, da sich die Aluminiumblöcke herausnehmen lassen
  • keine Vermischung von Zuluft und Abluft (wichtig bzgl. Lösemitteldämpfen etc.)
  • geringer Platzbedarf
  • leicht nachzurüsten

Der Wirkungsgrad des Kreuzstromwärmetauschers liegt bei 45-65%. Damit ist sein Wirkungsgrad geringer als der eines Rotationswärmetauschers, was sich jedoch bis zu einer bestimmten Anlagengröße durch die geringeren Investitionskosten relativiert. Erfahrungsgemäß ist diese Art des Wärmetauschers für kleine und mittlere Betriebe bestens geeignet und hilft, mit geringem Aufwand ein Höchstmaß an Energie zu sparen. Eine Beispielrechnung (s. Tabellen unten) zeigt, wie viel Kosten sich durch den Einsatz eines Kreuzstromwärmetauschers unter bestimmten Bedingungen einsparen lassen.

Rotationswärmetauscher für größere Luftmengen

In Rotationswärmetauschern dreht sich ein wabenartig aufgebauter Rotor kontinuierlich zwischen Zu- und Abluftstrom. Dabei wird der Rotor durch die Wärme der Abluft erhitzt und transportiert so die Temperatur in die kalte Frischluft, die sogleich angewärmt dem Betrieb zugeführt wird. Für Rotationswärmetauscher ergeben sich die folgenden Vorteile:

  • hoher Wirkungsgrad bis zu 80%
  • für große bis sehr große Luftvolumenströme sinnvoll einsetzbar
  • automatische Reinigung verfügbar
  • geringer Platzbedarf

Diese Art von Wärmetauscher findet meist Einsatz in Betrieben mit einem sehr großen Luftvolumen, da die höheren Investitionskosten sowie laufende Kosten (Antrieb und Reinigung) bei großen Anlagen – durch den höheren Wirkungsgrad – ausgeglichen werden. Wichtig ist es in jedem Fall, vorab mit einem Fachmann zu klären, welche Größe und welche Ausführung für den jeweiligen Betrieb und die jeweiligen Anforderungen die richtige Wahl ist.

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Am Beispiel eines Kreuzstromwärmetauschers zeigen sich die Einsparpotenziale, die in der Wärmerückgewinnung liegen. Das vorliegende Beispiel betrachtet diverse Beheizungsarten sowie die Kosten, die beim Einsatz dieser Verfahren mit und ohne Wärmerückgewinnung anfallen können sowie die mögliche Ersparnis (angenommene durchschnittliche Verbräuche und Bedarfe siehe Tabelle unten).Quelle (zwei Abbildungen, ein Foto, drei Tabellen): Schuko

Am Beispiel eines Kreuzstromwärmetauschers zeigen sich die Einsparpotenziale, die in der Wärmerückgewinnung liegen. Das vorliegende Beispiel betrachtet diverse Beheizungsarten sowie die Kosten, die beim Einsatz dieser Verfahren mit und ohne Wärmerückgewinnung anfallen können sowie die mögliche Ersparnis (angenommene durchschnittliche Verbräuche und Bedarfe siehe Tabelle unten).Quelle (zwei Abbildungen, ein Foto, drei Tabellen): Schuko

Aus den angenommenen durchschnittlichen Verbräuchen und Temperaturen lassen sich die nebenstehenden Einsparungen erkennen (s. Tabellen oben).

Aus den angenommenen durchschnittlichen Verbräuchen und Temperaturen lassen sich die nebenstehenden Einsparungen erkennen (s. Tabellen oben).

H. Schulte-Südhoff GmbH, Bad Saulgau, Peter Miller, Tel. +49 7581 4871-24, pmiller@schuko.com, www.schuko.de

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