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:
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:
Rückwärmezahl Φ Rechner (Temperaturänderungsgrad)
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
Berechnung und Bereinigung
Kreislaufverbundene WRG
Leckagefrei
Temperaturänderungsgrad
Luftverbundene WRG
Rotationswärmeübertrager
Leckagebereinigter Temperaturänderungsgrad
Luftverbundene WRG
Plattenwärmeübertrager
Leckagebereinigter Temperaturänderungsgrad
Fazit
Trotz gleicher Temperaturmesswerte werden die höchsten Temperaturänderungsgrade stets mit den leckagefreien WRG-Systemen erzielt.