Anhang 4
Weitergehende Informationen zu Wärmerückgewinnungsanlagen
Hohe Heizkosten entstehen, wenn bei einer Lüftungs- oder Absauganlage die Abluft nach außen geführt und damit auch Heizwärme aus dem Raum entfernt wird. Auf Grund gesetzlicher Bestimmungen (siehe § 1 und § 3 Abs. 1 der Energieeinsparverordnung) sind die Wärmeverluste eines Gebäudes, in dem sich seine Betriebsstätte befindet, zu begrenzen. Dazu zählt auch, dass die in der Abluft (Raumabluft, Erfassungsluft) enthaltene Wärme wieder genutzt und gegebenenfalls überschüssige Wärme an Dritte abgegeben werden sollte.
Neben dem Vorteil, Energie einzusparen, verursachen die Systeme jedoch zusätzliche Investitionskosten, so dass Wirtschaftlichkeitsrechnungen sinnvoll sind.
Die Wärmenutzung kann durch zwei Verfahren erreicht werden. Zum einen kann gereinigte Luft wieder in den Raum zurückgeführt werden. Geschieht dies mit der an der Emissionsstelle erfassten Luft, wird dies als Reinluftrückführung bezeichnet. Bei gereinigter Raumabluft, die zurückgeführt wird, spricht man von Umluft.
Zum anderen kann mit Hilfe von Wärmetauschern (Wärmerückgewinnern) die Wärme der Abluft in einer Lüftungsanlage zurückgewonnen werden. Dieses Verfahren wird eingesetzt, wenn die Abluft nicht wieder in den Bereich zurückgeführt werden soll oder kann, z. B. ungenügende Reinigung der Abluft. Die Abluft wird nach außen abgeführt und gleichzeitig die Wärme zurückgewonnen.
Während beim Einsatz von Wärmetauschern auf Grund von Übertragungsverlusten nur ein Teil der Wärme zurückgewonnen werden kann, wird bei der Reinluftrückführung und der Umluft die in der Luft enthaltene Wärme nahezu vollständig wieder genutzt.
Reinluftrückführung
Die effektivste Methode der Wärmenutzung ist die Reinluftrückführung. Sie darf allerdings nicht beim Vorkommen von Krebs erzeugenden Gefahrstoffen eingesetzt werden. In Ausnahmefällen, die in den Technischen Regeln für Gefahrstoffe "Luftrückführung beim Umgang mit Krebs erzeugenden Gefahrstoffen" (TRGS 560) beschrieben sind, ist eine Reinluftrückführung dennoch zulässig.
Nach der Reinigung der Erfassungsluft in Abscheidern wird die Reinluft insgesamt oder teilweise in den Arbeitsraum zurückgeführt. Dadurch wird trotz der Abscheidung immer ein Teil der in der Erfassungsluft enthaltenen Stoffe wieder in den Raum zurückgeführt. Zur Vermeidung der Erhöhung der Gefahrstoffkonzentrationen am Arbeitsplatz muss dieser Anteil jedoch deutlich unterhalb der Grenzwerte für Arbeitsplatzkonzentrationen liegen.
Abscheider für Anlagen mit Reinluftrückführung müssen daher dauerhaft einen hohen Abscheidegrad gewährleisten. Störungen, wie Undichtigkeiten, Verschleiß, dürfen nicht auftreten bzw. müssen durch regelmäßige Instandhaltung ausgeschlossen werden (siehe hierzu Abschnitt 6 und BGIA-Handbuch, Sicherheitstechnisches Informations- und Arbeitsblatt Nr. 130 220).
Wärmetauscher
Die Wärmetauscher können nach ihrem prinzipiellen Aufbau und ihrer Wirkungsweise in drei Typen eingeteilt werden.
- Trennflächen-/Plattenwärmetauscher (Rekuperatoren)
Der Wärmeaustausch erfolgt über Trennflächen. Die Abluft und Zuluft werden entlang gemeinsamer Trennflächen geführt; die Wärme der Abluft wird durch Wärmeleitung durch die Trennwand übertragen. Die Verschleppung von Stoffen aus der Abluft in die Zuluft ist, sofern die Platten dauerhaft abgedichtet sind, ausgeschlossen. - Verbundsysteme (Kreislauf-/Wärmerohr-Wärmetauscher)
Der Wärmeaustausch erfolgt mit Hilfe eines Wärmeübertragungsmediums, das zwischen zwei Wärmetauschern zirkuliert. Durch die Trennung der beiden Wärmeübertragungsschritte sind baulich größere Gestaltungsspielräume möglich. Auch hier ist die Verschleppung von Stoffen ausgeschlossen.
Rotationswärmetauscher (Regeneratoren)
Der Wärmeaustausch erfolgt über einen sich drehenden Wärmespeicher (Rotor), der in getrennten Halbräumen durch Ab- und Zuluft durchströmt wird. Bei diesem System kann es zur Verschleppung von Stoffen von der Abluft in die Zuluft kommen. Eine der wichtigsten Maßnahmen zur Vermeidung der Stoffübertragung ist die Anordnung der Ventilatoren für die Ab- und die Zuluft. Es muss ein Druckgefälle von der Zuluftseite zur Abluftseite hin eingestellt werden. Somit können Überströmverluste an den Dichtstellen nur von der Zuluft zur Abluft hin entstehen. In der Praxis wird dies realisiert, indem der Zuluftventilator in Strömungsrichtung vor und der Abluftventilator hinter dem Wärmetauscher angeordnet wird. Weitere Maßnahmen zur Vermeidung von Stoffübertragungen sind dichte und verschleißfeste Abdichtungen sowie der Einbau von Spülkammern.
Welches dieser Systeme für den jeweiligen Anwendungsfall geeignet ist, muss im Einzelfall entschieden werden. Ausführlichere Hinweise hierzu sind in der VDI 2262 Blatt 3 enthalten.
Wichtige Unterscheidungsmerkmale hinsichtlich der Auswahl solcher Wärmerückgewinnungssysteme können neben konstruktiven und anlagentechnischen Vorgaben, z. B. Platzbedarf, Einsatzbereiche, Temperaturen, insbesondere
- mögliche Übertragungen von Feuchte oder Gefahrstoffen von der Abluft an die Zuluft
und - Rückwärmezahlen
sein.
