Mit Wärmetauschern sparen Sie viel Energie und damit Geld. Doch Sie leisten auch einen wirkungsvollen Beitrag zum Klimaschutz.
EU-Kommission: Riesiges CO2-Einsparpotential
Wärmetauscher verfügen weltweit über ein enormes Potential zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes. Nach einem Arbeitspapier der Europäischen Kommission von 2012 werden schon heute allein in der EU jährlich rund 100 Millionen Tonnen CO2-Emissionen durch die Nutzung der Wärmerückgewinnung eingespart. Und das gilt nur für die sogenannten Nicht-Wohngebäude, also Büros, Fabriken, Krankenhäuser, Schulen usw. Wohngebäude müssten also noch hinzu addiert werden.
Durch eine verstärkte Nutzung der Wärmerückgewinnung könnten bis 2025 weitere 50 Millionen Tonnen gegenüber 2010 eingespart werden, heißt es in der Studie weiter.
Fallbeispiel
Jeder, der in seinem Gebäude über eine Be- und Entlüftungsanlage verfügt, kann einen großen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Wie sehr, belegt das Beispiel für einen Rotationswärmetauscher von knapp drei Metern Durchmesser. Unter klimatischen Bedingungen, wie sie in Westeuropa vorherrschen, gewinnt dieser Rotor bei normalem Betrieb jährlich rund 291.000 Kilowattstunden (kWh) Wärmeenergie zurück (siehe Auslegungsberechnung).
Nach dem Bericht der Enquete-Kommission „Schutz der Erdatmosphäre“ des Deutschen Bundestages von 1994 ist die CO2-Emission beim Einsatz der fossilen Energieträger Braunkohle, Steinkohle, Erdöl und Erdgas wie folgt zu veranschlagen:
CO2-Ausstoß nach Energieträgern
| Energieträger | CO2-Ausstoß in Kilogramm pro Kilowattstunde |
|---|---|
| Braunkohle | 0,400 kg CO2 / kWh |
| Steinkohle | 0,330 kg CO2 / kWh |
| Erdöl | 0,262 kg CO2 / kWh |
| Erdgas | 0,199 kg CO2 / kWh |
Auf Basis dieser Werte lässt sich das CO2-Einsparpotential unseres Rotationswärmetauschers berechnen. Je nachdem, welcher der vier Energieträger eingesetzt wird, ergibt sich für unseren Rotor folgende jährliche Minderung des CO2-Emissionen (Zahlen gerundet):
CO2-Reduktion mit Hilfe von Rotationswärmetauschern
| Energieträger | Einsparung in Tonnen pro Jahr |
|---|---|
| Braunkohle | 116,5 t/a |
| Steinkohle | 96,1 t/a |
| Erdöl | 76,3 t/a |
| Erdgas | 58,0 t/a |
Im Folgenden wollen wir nachvollziehen, wie diese Ergebnisse berechnet werden. Dafür bedarf es der technischen Auslegung des Rotationswärmetauschers und einer anschließenden Wirtschaftlichkeitsberechnung.
Auslegung eines Rotationswärmetauschers
- Rotortyp: RRS-P-C16-3000/3000-2840
- Folienstärke 0,08 mm
- Wellenhöhe 1,6 mm
- Standard-Volumen ( 20 °C / 50 % / 1013 mbar )
- Volumen Zu- und Abluft rund 30.000 m³/h
| Lufteintritt | Zuluft | Abluft |
|---|---|---|
| Temperatur | -12 °C | 22 °C |
| Luftvolumen | 26628 m³/h | 30192 m³/h |
| Rel. Feuchte | 90 % | 40 % |
| Abs. Feuchte | 1,20 g/kg | 6,56 g/kg |
| Luftaustritt | Zuluft | Abluft |
|---|---|---|
| Temperatur | 14,0 °C | -2,5 °C |
| Luftvolumen | 29424 m³/h | 27527 m³/h |
| Rel. Feuchte | 43 % | 95 % |
| Abs. Feuchte | 4,21 g/kg | 2,91 g/kg |
Aus den Werten ergibt sich für diesen Rotor ein Wärme-Austauschgrad von 77 Prozent für die Zuluft und 71 Prozent für die Abluft. Zudem tauscht er 56 Prozent der Feuchte aus der Zuluft aus und 68 Prozent aus der Abluft-Feuchte.
| Austauschleistungen | |
|---|---|
| Sensible Wärme | 263 kW |
| Latente Wärme | 75 kW |
| Gesamtwärme | 338 kW |
| Feuchterückgewinn | 108 kg/h |
Wirtschaftlichkeitsberechnung
Um das CO2-Reduktionspotenzial zu ermitteln, nutzen wir die folgende Wirtschaftlichkeitsberechnung für den Winterbetrieb. Der Berechnung liegen die Vorgaben der Richtlinie VDI 2067 (Wirtschaftlichkeit gebäudetechnischer Anlagen) zugrunde.
Für den Winterbetrieb wird die Zeit von November bis April angenommen, also die Monate, in denen in der Klimazone 3, zu der auch Deutschland zählt, normalerweise geheizt wird.
Die Auslegung ist gültig für einen mittleren Luftdruck von 1013 mbar. Für die Betriebszeit der Anlage werden sechs Tage pro Woche veranschlagt, jeweils von 6 bis 18 Uhr. Die Betriebszeit für das gesamte Jahr beläuft sich auf 1.862 Stunden. Die folgende Tabelle listet den Wärmerückgewinn nach Monaten auf.
| Wärmerückgewinn in kWh | sensibel | latent |
|---|---|---|
| Januar | 57.228,1 | 7.629,5 |
| Februar | 48.529,4 | 4.467,2 |
| März | 42.544,3 | 778,3 |
| April | 28.223,8 | 11,6 |
| Mai | ||
| Juni | ||
| Juli | ||
| August | ||
| September | ||
| Oktober | ||
| November | 42.229,4 | 551,2 |
| Dezember | 54.283,6 | 4.877,2 |
| Jahressumme | 273.038,6 | 18.314,9 |
Aus der Summe des sensiblen und latenten Wärmerückgewinns ergibt sich ein Gesamt-Energierückgewinn von 291.354 Kilowattstunden pro Jahr. Der Gesamt-Feuchterückgewinn beträgt 26.363 Kilogramm pro Jahr.
Aus diesen Werten ergibt sich schließlich das CO2-Reduktionspotenzial aus unseren ersten beiden Tabellen.
Daraus wird ersichtlich: Wer in seinen Be- und Entlüftungsanlagen Wärmetauscher einsetzt, kann seine Heiz- bzw. Kühlungskosten ebenso deutlich senken wie seinen Ausstoß am Treibhausgas Kohlendioxid.
