Temperaturänderungsgrad (Rückwärmzahl)

Definition

Der Temperaturänderungsgrad (auch Rückwärmzahl genannt) vergleicht die theoretisch maximal mögliche mit der tatsächlichen Temperaturänderung, indem die beiden Größen ins Verhältnis gesetzt werden. In der Lüftungstechnik geschieht das entweder bezogen auf die Außenluft oder auf die Fortluft:

Mit t = Temperatur in °C, AUL = Außenluft, ZUL = Zuluft, FOL = Fortluft und ABL = Abluft

Für Kreislaufverbundsysteme gibt es noch eine dritte Rückwärmzahl, nämlich bezogen auf das Kreislauffluid:

Mit FL = Fluid. Diese Definition ist insbesondere bei Leistungsmessungen hilfreich.

Systembedingte Unterschiede

Zur Wärmerückgewinnung (WRG) werden luft- oder kreislaufverbundene Systeme eingesetzt. Kreislaufverbundene WRG-Systeme sind zwischen den Luftströmen leckagefrei. Anders bei den luftverbundenen WRG-Systemen, dort vermischen sich systembedingt die Luftströme. Damit wird die Rückwärmzahl verfälscht. Der Grad der Vermischung wird durch die Leckagen bestimmt.

Tritt ein Leckagestrom von der Abluft zur Zuluft auf (bezogen auf den leckagefreien Außenluftstrom) spricht man vom Umluftanteil. Bei einem Leckagestrom von der Außenluft zur Fortluft (bezogen auf den leckagefreien Abluftstrom) spricht man vom Kurzschlussluftanteil.

Leckagen treten bei Rotationswärmeaustauschern durch Druckgefälle, beidseitiger Mitrotation (Umluft und Kurzschluss) und Spülluft auf. Bei Plattenwärmeaustauschern treten Leckagen durch Druckgefälle auf.

Umluft ist keine Wärmerückgewinnung

Die Leckagen nehmen schädlichen Einfluss auf die Luftmengenverhältnisse und verfälschen den Temperaturänderungsgrad. Um nun leckagebehaftete WRG-Systeme vergleichbar zu machen, müssen gemäß VDI3803 alle WRG-Messwerte um den Leckageeinfluss bereinigt werden. Der leckagebereinigte Austauschgrad berechnet sich näherungsweise wie folgt:

Beispiel

Mit den vorgeschlagenen oder eigenen Messwerten kann hier der leckagebereinigte Temperaturänderungsgrad näherungsweise berechnet werden. Für den Umluft- und den Kurzschlussanteil sind Herstellerangaben zu verwenden. Alternativ können aber auch für den ersten Überschlag einer der drei vorgeschlagenen Schätzwerte (hoch, mittel, niedrig) übernommen werden.

Messwerte

Vor WRG:

Hinter WRG:

Berechnung und Bereinigung

Kreislaufverbundene WRG

Leckagefrei

Umluftanteil:
%
Kurzschlussanteil:
%

Temperaturänderungsgrad

bezogen auf:
AUL:
{{exRateKvsAu | number : 1}}%
FOL:
{{exRateKvsFo | number : 1}}%
Mittelwert:
{{exRateKvsAverage | number : 1}}%

Luftverbundene WRG
Plattenwärmeübertrager

Umluftanteil:
%
Kurzschlussanteil:
%

Leckagebereinigter Temperaturänderungsgrad

bezogen auf:
AUL:
{{exRatePwtAu | number : 1}}%
FOL:
{{exRatePwtFo | number : 1}}%
Mittelwert:
{{exRatePwtAverage | number : 1}}%

Luftverbundene WRG
Rotationswärmeübertrager

Umluftanteil:
%
Kurzschlussanteil:
%

Leckagebereinigter Temperaturänderungsgrad

bezogen auf:
AUL:
{{exRateRotAu | number : 1}}%
FOL:
{{exRateRotFo | number : 1}}%
Mittelwert:
{{exRateRotAverage | number : 1}}%

Fazit

Trotz gleicher Temperaturmesswerte werden die höchsten Temperaturänderungsgrade stets mit den leckagefreien WRG-Systemen erzielt.

Ausblick

Da Leckagen auch Luftstromverhältnisse veränderen, beeinflussen diese zudem Fördermengen, Druckerhöhungen und Stromverbräuche der Ventilatoren. Daher lohnt sich ein Blick auf die Effizienz der einzelnen WRG-Systeme. Mehr dazu erfahren Sie hier.