Wärmerückgewinnung – für eine effizientere Nutzung von Wärmeenergie

Was bedeutet Wärmerückgewinnung?

Bei der Wärmerückgewinnung handelt es sich um einen technischen Prozess, bei dem Wärmeenergie von einem Medium auf ein anderes übertragen wird. Die übertragene Wärme wird anschließend zum Heizen genutzt. Wärmerückgewinnung in der Heiz- und Klimatechnik bedeutet, dass nicht genutzte Wärme, die z.B. über Abgase oder die Raumluft nach draußen gelangen würde, entweder dem Heizsystem oder der Raumluft erneut zugeführt wird.

Das Ziel der Wärmerückgewinnung ist eine Steigerung der Energieeffizienz, verbunden mit Einsparungen bei den Heizkosten. Eingesetzt wird die Wärmerückgewinnung in Energieeffizienzhäusern z.B. bei der Lüftungssteuerung.

Wie funktioniert Wärmerückgewinnung?

Die Wärmerückgewinnung kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Das Grundprinzip besteht darin, dass die aufgewärmte Abluft ihre Wärmeenergie an die zuströmende Frischluft über einen Wärmetauscher abgibt. Der kontinuierliche Luftstrom wird mit Ventilatoren erreicht.

Welche Arten der Wärmerückgewinnung gibt es?

In einer Lüftungsanlage kann Wärmeenergie auf unterschiedliche Weise zurückgewonnen werden. Die Technik hängt vom Wärmerückgewinner ab.

• Rekuperative Wärmerückgewinnung: Bei dieser Variante strömen aufgewärmte Abluft und zugeführte Frischluft in zwei getrennten Luftkanälen aneinander vorbei. Ein Plattenwärmeübertrager überträgt dabei die Wärmeenergie der Abluft auf die Zuluft. In der Regel werden Zu- und Abluft im sogenannten „Gegenstrom“ geführt. So kann die Wärmerückgewinnung besonders effizient erfolgen.
• Regenerative Wärmerückgewinnung: Diese Wärmerückgewinner übertragen die Wärmeenergie indirekt von der warmen Abluft auf die Zuluft. Die Abluft wird über ein wärmespeicherndes Medium geführt. Anschließend wird Zuluft über den Wärmespeicher geführt, der die Wärmeenergie an sie abgibt.

Zum Einsatz kommen dafür zum einen sogenannte „Rotationswärmeübertrager“. Dabei handelt es sich um ein großes Rad, das aus kleinen mit Wasser oder anderen Speichermedien gefüllten, kleinen Rohren besteht. Sobald das Rad sich dreht, nimmt es abwechselnd Wärme von der Abluft auf und gibt Wärme an die einströmende Frischluft ab.

Bei diesem Vorgang wird auch ein Teil der Luftfeuchtigkeit auf die Zuluft übertragen. Diese Technik hat deshalb im Winter den Vorteil, dass die Raumluft befeuchtet wird und in den beheizten Wohnräumen ein angenehmeres Wohnklima herrscht. Diese Rotationswärmetauscher haben eine sogenannte „hygroskopische Beschichtung“, sie ziehen Wasser an. Nachteil ist jedoch, dass Zu- und Abluft nicht voneinander getrennt werden, wie bei der rekuperativen Wärmerückgewinnung.

Alternativ zu Rotationswärmeübertragern können auch Kreislauf-Verbund-Systeme verwendet werden. Die Wärmeenergie der Abluft wird dabei auf ein fließendes Medium, z.B. Wasser, übertragen. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, dass Zu- und Abluft über getrennte Kanäle geführt werden können, die nicht zwingend direkt nebeneinander liegen müssen. Das Trägermedium kann die Wärme auch über eine etwas größere Entfernung übertragen.

• Wärmerückgewinnung über die Wärmepumpe: Auch Wärmepumpen können für die Wärmerückgewinnung genutzt werden. Sie können die Wärme je nach technischer Ausführung über die Abluft oder das Abwasser zurückgewinnen. Dabei wird die Wärme jedoch nicht zur Erwärmung der Zuluft genutzt, sondern zur Unterstützung der Heizung bzw. der Warmwassererwärmung. Die warme Abluft beziehen Wärmepumpen überwiegend aus aufgewärmten Kellerräumen.

Im industriellen und gewerblichen Bereich kommen sehr große Systeme zur Wärmerückgewinnung zum Einsatz. Hierzu gehören u.a. Wärmerohrtauscher, auch Heatpipes genannt. Sie arbeiten ähnlich wie Rotationswärmeübertrager mit Röhrchen. Allerdings sind diese bei der Heatpipe mit einem Kältemittel gefüllt, das Wärmeenergie mittels Verdampfung auf die einströmende Luft überträgt.

Der Vollständigkeit halber sei auch der Umschalt-Wärmetauscher erwähnt. Er kann mithilfe von Umschaltklappen bei der Wärmerückgewinnung besonders hohe Rückwärmezahlen erzielen.

Vorteile der Wärmerückgewinnung im Überblick

Mithilfe der Wärmerückgewinnung lässt sich Wärmeenergie nutzen, die über die Luft sonst ungenutzt über Fenster, Türen oder Lüftungssysteme abströmen würde. Der große Vorteil besteht darin, dass die gewonnene Wärme nicht erst wieder neu von einer Heizung oder Wärmepumpe erzeugt werden muss. Somit sparen Hausbesitzer mithilfe der Wärmerückgewinnung Heizkosten und schonen dank geringeren Emissionen auch die Umwelt.

Kommen Rotationswärmeübertrager zum Einsatz, kann zusätzlich das Raumklima durch „Befeuchten“ der erwärmten Zuluft verbessert werden.

Wichtig ist: Damit Sie die Vorteile der Wärmerückgewinnung nutzen können, muss das Gebäude luftdicht umgesetzt werden, wie es bei Niedrigenergie- oder Passivhäusern der Fall ist. Ist die Gebäudehülle luftdurchlässig, verpufft der Effekt der Energieeinsparung durch die Wärmerückgewinnung.

Wärmerückgewinnung als Standard für Neubauten

Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) sieht für Neubauten vor, dass die Gebäudehülle luftdicht umgesetzt werden muss. Ein Luftaustausch zwischen Außenluft und Raumluft ist ohne Fensteröffnung nicht möglich. Aus diesem Grund kommen in modernen, energieeffizienten Gebäuden Lüftungssysteme mit Wärmerückgewinnung zum Einsatz. Durch die kontinuierliche Belüftung ist sichergestellt, dass die Raumluft auch ohne Fensteröffnen frisch bleibt und nicht absteht. Außerdem lässt sich mithilfe der Lüftungssteuerung auch die Luftfeuchtigkeit in den Wohnräumen besser regulieren.

Fazit: Mit Wärmerückgewinnung Wohnklima verbessern und Energie sparen

Dichtschließende Gebäudehüllen in modernen Gebäuden haben einen Nachteil: Wenn die Fenster und Türen geschlossen sind, gibt es keine Frischluftzufuhr. Aus diesem Grund ist eine kontrollierte Lüftungssteuerung mit Wärmerückgewinnung die beste Lösung für diese Häuser. Denn neben einem angenehmen Raumklima sparen Sie durch die zurückgewonnene Wärmeenergie Kosten und senken den Energieverbrauch.

In einem ungedämmten Gebäude oder einem unsanierten Altbau würde die Wärmerückgewinnung hingegen kaum Sinn ergeben. Doch im Zuge einer Sanierung mit Wärmedämmung sollte eine Lüftungssteuerung mit Wärmerückgewinnung jedoch mit auf der Agenda stehen. Sprechen Sie dazu am besten mit einem Experten und lassen Sie sich zu Ihren Möglichkeiten beraten. So kann die Wärmerückgewinnung mit der zentralen Lüftungssteuerung im Rahmen der energetischen Sanierung z.B. über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) zinsgünstig und mit Tilgungszuschuss finanziert werden.