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21. November 2017 Autor: Christoph Kaup

Aus dem Inhalt

  • Konstruktion eines KVS mit zusätzlichen Funktionen
  • Funktionen
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Grundlagen: Mehrfachfunktionale Nutzung eines KVS

In Raumlufttechnischen Anlagen mit mehr als 4.000 m³/h Zuluftvolumenstrom ist Wärmerückgewinnung Pflicht. Neben Rotations-, Kreuz- und Gegenstromwärmeübertrager kommen häufig Kreislaufverbund-Systeme (KVS) zur Wärmerückführung zum Einsatz. Was ein KVS mit zusätzlichen Funktionen leisten kann, zeigt der folgende Beitrag.

Konstruktion eines KVS mit zusätzlichen Funktionen

 Abb. 0: Strukturierte Lamelle zur Oberflächenvergrößerung mit Ovalrohren zur DruckverlustreduktionAbb. 0: Strukturierte Lamelle zur Oberflächenvergrößerung mit Ovalrohren zur Druckverlustreduktion Für die mehrfachfunktionale Nutzung eines Kreislaufverbundsystems (KVS) sind Übertragungsgrade zwischen 0,7 und 0,8 erforderlich.
Hierfür müssen die Wärmeübertrager der Zu- und Abluft Wärmeübertragungsgrade von 0,9 erreichen. Das bedeutet, dass pro Wärmeübertrager 90 % der eingespeisten Wärme auch tatsächlich an die Luft abgegeben wird, um auch Nachwärme und Nachkälte zuluftseitig zu übertragen, ohne den Wärmeübertrager auf der Abluftseite deutlich zu beeinflussen.
Der Druckverlust der Wärmeübertrager im Luftstrom liegt dabei üblicherweise zwischen 120 und 270 Pa. Für solche Übertragungsgrade werden Hochleistungswärmeübertrager eingesetzt, die einen thermodynamischen Gegenstromanteil von mehr als 99 % aufweisen. In den mehrstufigen Wärmeübertragern müssen die Medien Sole und Luft durchgängig im Gegenstrom geschaltet sein. Als Wärmeübertrager werden Lamellenwärmeübertrager mit einer Bautiefe von 900 bis 1.200 mm eingesetzt.
Zur Optimierung der Wärmeübertragung können auch strukturierte (gewellte) Lamellen eingesetzt werden, die die Oberfläche der Wärmeübertragger deutlich erhöhen, ohne den Druckabfall merklich zu erhöhen. Zur weiteren Druckabfallminderung (bis -45 %) können statt Rundohre Ovalrohre im Wärmeübertrager eingesetzt werden (Abb. 0).

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Artikelnummer: cci557

Kommentare (5):

Das System ist wirklich interessant. Es gibt aus meiner Sicht jedoch auch Nachteile:

- Im Betrieb erfordert es einen erfahrenen "Maschinenführer" der ganzjährig überwacht und ggf. nachjustiert.

- Das System mit Kälteeinspeisung nicht für die Entfeuchtung geeignet.

- Die Rückgewinnungsleistung reduziert sich wegen der Einfriergefahr (feuchte Abluft, kalter Rücklauf im KVS-System).
Wolfgang Greiner-Mai 23.11.2017
Ein multifunktionales KVS ist m. E. sehr interessant und spart erheblich an Energie ein, insbesondere im Kühlfall. Ich arbeite oft mit der Firma Air 2000 zusammen, die über das patentierte APESS.de-System verfügt.
Die Regelung des Wärmeträger Massenstromes ist mit dem APESS.de Systems optimiert und funktioniert einwandfrei.
Mit dem APESS.de System ist auch die patentierte Schaltung für die Entfeuchtung gelöst, auch bei niedrigen Außentemperaturen mit hoher Luftfeuchte.
Die Einfriergefahr ist auch nicht hoch, das Einfrieren kann auf verschiedene Arten verhindert werden, da die APESS-Regelung wird immer optional regelt.
Georgios Siomos, Aries Klimatechnik
23.11.2017
"Im Betrieb erfordert es einen erfahrenen "Maschinenführer" der ganzjährig überwacht und ggf. nachjustiert."

Ein mehrfachfunktionales KVS benötigt zwingend eine vernünftige Regelung. Dieser Baustein sollte vom Hersteller des Systems geliefert werden, um Schnittstellenprobleme zu minimieren. Ein gutes MSR-System überwacht und steuert das System sicherlich besser als ein „Maschinenführer“ das tun kann. Allerdings sollte die Regelung des Systems zweimal pro Jahr überprüft werden, damit sich keine Fehler wie z. B. defekte Sensoren etc. „einschleichen“ können.
Dies gilt aber m. E. auch für einfache Systeme, die ebenfalls nicht „ungeregelt“ betrieben werden sollten.

"Das System mit Kälteeinspeisung nicht für die Entfeuchtung geeignet."

Das stimmt so nicht. Howatherm fertigt seit vielen Jahren auch Systeme mit einer Entfeuchtungskälterückgewinnung. Hierbei wird die Kälte zwischen dem vorletzten und letzten Registerpaket eingespeist. Im letzten Register wird dann integral die Luft nachgewärmt und gleichzeitig die Sole vorgekühlt.
Je nach Leistung des Systems wird entweder ein integraler oder ein separater Kühler verwendet.

"Die Rückgewinnungsleistung reduziert sich wegen der Einfriergefahr (feuchte Abluft, kalter Rücklauf im KVS-System)."

Eine Einfriergefahr besteht leider physikalisch bei jedem WRG-System, da mit steigendem Wirkungsgrad die Fortluft unter 0 °C gekühlt wird. Und dann gefriert Wasser. Das ist kein Problem von KV-Systemen.
Eine Vereisungsschutzschaltung kann und muss die Leistung bei extremen Temperaturen (meist unter -7 °C) etwas reduzieren, damit Kondensat nicht gefrieren kann. Allerdings sind die Stundenhäufigkeiten dieser Temperaturen so gering, dass die jährliche zurückgewonnene Wärmearbeit hierdurch nur um etwa 1 % reduziert wird. Bei einer integrierten Einspeisung von Nacherwärmerleistungen verschiebt sich die Einfriergefahr weiter zu noch tieferen Temperaturen.

Christoph Kaup, Howatherm
23.11.2017
Sie schreiben in o.g. Artikel: In Raumlufttechnischen Anlagen mit mehr als 4.000 m³/h Zuluftvolumenstrom ist Wärmerückgewinnung Pflicht. ...
Gemäß Ökodesign-Richtlinie 1253/2014 Mindesteffizienz für Lüftungs- und Klimageräte ist für Nichtwohnraumlüftung (NWLA) bei Zweirichtungs-Lüftungsanlagen (ZLA) bereits ab einem Höchstdurchsatz von mehr als 250m³/h ein Wärmerückgewinnungssystem vorzusehen. Diese Vorschrift sollte bei Ihrer Darstellung berücksichtigt werden.

Michael Denzler, Betrieb für Bau und Liegenschaften Mecklenburg-Vorpommern, Rostock
23.11.2017
Die EU 1253/2014 gilt nicht für RLT-Anlagen, sondern für RLT-Geräte.

Nach EnEV ist die WRG in Anlagen ab 4.000 m³/h Pflicht. Und ja in RLT-Geräten ist die WRG sogar generell verpflichtend einzusetzen, wobei bis 250 m³/h Wohnraumlüftungsgeräte betroffen sind und ab 1.000 m³/h Nicht-Wohnraumlüftungsgeräte. Zwischen 250 und 1.000 m³/h kann der Hersteller wählen, ob er die Bedingungen für WG oder NWG erfüllen will.

Da es aber auch viele Anlagen mit zentraler WRG gibt, gilt in diesen Fällen „nur“ die EnEV. In den Fällen, in denen die WRG integraler Bestandteil der Geräte ist, muss selbstverständlich auch die Ökodesign-Verordnung berücksichtigt werden.

Christoph Kaup, Howatherm
23.11.2017

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