Plattenwärmeaustauscher - Hoval Herzog AG

Verfahren und Funktion
Verfahren und Funktion
1 Verfahren und Funktion
Hoval Plattenwärmeaustauscher sind nach den Richtlinien
für Wärmerückgewinnung (z.B. Eurovent 10, VDI 2071)
Rekuperatoren mit Trennflächen (Kategorie 1) beziehungsweise
Plattenwärmeübertrager. Der Wärme abgebende und
der Wärme aufnehmende Luftstrom werden entlang gemeinsamer
Trennflächen geführt, durch die die Wärme direkt
übertragen wird. Zu- und Abluft werden also zusammengeführt
und durchströmen gleichzeitig den Wärmeaustauscher.
1.1 Wärmeübertragung
Hoval Plattenwärmeaustauscher arbeiten nach dem Kreuzstromverfahren.
Die Wärme wird durch die Trennplatten vom
warmen auf den kalten Luftstrom übertragen. Stark vereinfacht
wird die Wärmeleistung nach der folgen den Formel
berechnet:
4
Q = k · A · Δt
Bei vorgegebenen Temperaturen ist die übertragene Wärmeleistung
also durch konstruktive Merkmale vorgegeben.
Wärmedurchgang
Der k-Wert errechnet sich aus Dicke und Wärmeleitung der
Trennplatte sowie aus dem Wärme übergang auf beiden
Seiten:
1 1 d 1
⎯ = ⎯ + ⎯ + ⎯
k α 1 λ α 2
Da bei Plattenwärmeaustauschern aus Kostengründen mit
möglichst dünnen Trennflächen gearbeitet wird, kann der
Einfluss des Materials vernachlässigt werden. Dies beweist
Tabelle 1:
Material Dicke
[mm]
λ
[W/mK]
α 1 = α 2
[W/m²K]
k
[W/m²K]
Aluminium 0.125 200 40 19.9998
Aluminium 0.250 200 40 19.9995
Edelstahl 0.125 15 40 19.9967
Kunststoff 0.250 0.2 40 19.5122
Tabelle 1: Plattendicke und Material wirken sich kaum auf die Rückwärmzahl aus.
Für eine gute Wärmeübertragung muss also der Wärmeübergang
α auf beiden Seiten der Trennfläche hoch sein.
Aus diesem Grunde wurde die Profilierung der Hoval Platten
in langen Versuchen optimiert. Das Ergebnis sind hohe
Rückwärmzahlen, die von der Strömungsgeschwindigkeit
relativ unabhängig sind, und niedrige Druckverluste.
Bild 1: Die Luftströme
werden – getrennt
durch die Platten – fein
gefächert aneinander
vorbeigeführt.
Tauscherfläche
Die übertragene Wärmeleistung hängt direkt von der installierten
Tauscherfläche ab. Mit der Anzahl der Platten, d.h.
also mit deren Abstand, kann sehr leicht die Rückwärmzahl
verändert und optimiert werden. Für die meisten Typen der
Hoval Plattenwärmeaustauscher sind deshalb verschiedene
Plattenabstände möglich. Der opti male Tauscher lässt sich
nur mit einer projektbezogenen Wirtschaft lichkeitsrechnung
ermitteln.
1.2 Dichtigkeit
Komponenten der Lüftungstechnik, wie z.B. Klappen,
Kanäle, aber auch Gerätegehäuse, sind normalerweise
nie 100%-ig luftdicht. Das liegt vor allem daran, dass dies
von der Funktion her nicht unbedingt nötig ist und auch
sehr teuer wäre. Für den praktischen Betrieb muss die
Leckage aber in technisch vertretbaren Grenzen bleiben.
Für einige Komponenten, wie z.B. für Klappen, sind deshalb
Prüfvorschriften und Grenzwerte definiert (EN 1751). Für
Wärmerückgewinner gibt es bislang solche Daten nicht,
jedoch sind Praxiswerte aus Messungen bekannt.
Zwei Arten von Undichtigkeiten sind zu unterscheiden:
■ Leckage nach außen (extern)
■ Leckage zwischen Zu- und Abluft (intern)
Während die Abdichtung nach außen normalerweise kein
Problem darstellt (sie ist vor allem eine Frage der Montagequalität),
hängt die interne Leckage in erster Linie vom
System und der Konstruktion ab. Als Anhaltswert für die
interne Leckage von Hoval Plattenwärmeaustauschern
gilt maximal 0.1 % der Nennluft leistung (bei 250 Pa
Differenzdruck).
Die Dichtigkeit von Hoval Plattenwärmeaustauschern ist
im Vergleich zu anderen Konstruktionen sehr gut; trotzdem
muss man feststellen, dass 100%-ig dichte Tauscher ohne
besondere Maßnahmen nicht möglich sind.