hocheffiziente luft/ wasser wärmetauscher mit ... - Rosenberg

HOCHEFFIZIENTE LUFT/ WASSER WÄRMETAUSCHER
MIT WÄRMERÜCKGEWINNUNG ZUR NUTZUNG
VON ERNEUERBARER ENERGIE UND ABFALLWÄRME
Rosenberg Hungária Kft.
H-2532 Tokodaltáró,
József Attila út 32-34.
Ungarn
Telefon+36/33-515-515
Fax +36/33-515-500
Internet: www.rosenberg.hu
E-mail: info@rosenberg.hu

Wärmetauscher mit Wärmerückgewinnung aus
Eigenproduktion zur Nutzung von erneuerbarer
Energie und Abfallwärme
2
2013/07
Zum Erhalt des Umweltschutzes, sowie zum Erhalt der Entwicklung haben das Europäische
Parlament und Rat die Richtlinie 2010/31 EU erstellt, auf deren Grundlage die Norm EN 13053
erstellt und eingeführt wurde, welche die Kategorisierung der Lüftungsgeräte bestimmt.
Um die oben genannte Norm einzuhalten, hat die Rosenberg Hungária Kft unter Einbeziehung
von Fremdfi rmen die bisher bei Lüftungsgeräten angewendeten mit niedrigem Wirkungsgrad
arbeitenden Kreislaufverbundsysteme auch für spezielle Lösungen anwendbare mit
Hochleistungswärmerückgewinnern auf Basis von Luft Wasser Wärmetauschern ausgestattete
Lüftungsgeräte entwickelt, die in der Lage sind erneuerbare und Abfallenergie zu nutzen.
Der klassische Kreislaufverbundsystem mit niedrigem Wirkungsgrad haben wir durch Auswahl
von entsprechenden Elementen und Hydraulikkreis zu einem Wärmerückgewinner mit hohem
Wirkungsgrad und geringem Druckverlust zusammengebaut, wobei im Gegensatz zu den früheren
Systemen erneuerbare Energie und Abfallwärme mit niedriger Temperatur verwertet wird.
Die Wärmetauscher mit hohem Wirkungsgrad werden entsprechend der früheren
Kreislaufverbundsysteme eingebaut. Wenn nötig, dann kann die Lüftungslufttemperatur ebenfalls
über den Wärmerückgewinnungskreis sich koppelnde Plattenwärmetauscher oder aktiven
Elementen (z.B. Kessel, Wärmepumpe) gesichert werden. So ist der Einbau von weiteren Erhitzern
und Kühlern überfl üssig.
Bei Sommerbetrieb kann die Effi zienz der Wärmerückgewinnung durch den Einbau einer
adiabatischer Befeuchterkammer in den Fortluftbereich gesteigert werden.

Wärmetechnisches Meßlabor
Unsere entwickelten Produkte werden in unserem
Messlabor mit überprüfenden Messungen kalibriert,
bei Bedarf übernehmen wir für unsere Kunden auch
Leistungsüberprüfungen.
Die Messungen werden mit Hilfe einer
Computerstation erstellt und ausgewertet.
Bei der Entwicklung haben unter
anderem auch der Lehrstuhl Haustechnik
und Maschinenverfahrenstechnik der
Budapester Universität für Technik und
Wirtschaftswissenschaften teilgenommen.
Effi zienter
Weniger effi zient
Hocheffi ziente Wärmerückgewinnungskreislaufverbundsysteme für die Nutzung von
erneuerbarer Energie und Abfallwärme – Komplettlösung von Rosenberg
A+
3

Mit dem hocheffi zienten Rosenberg
Wärmerückgewinnung - Kreislaufverbundsystem
kann eine Rückwärmezahl von bis zu 80 % erreicht
werden.
4
Kategorie
nach VDI
2071
I
II
III
IV
Bezeichnung
Rekuperative Wärmerückgewinner
in Kreuzstromausführung
Regenerative Wärmerückgewinner
in Gegenstromausführung
Kreislaufverbundsystem
Klassisches Kreislaufverbundsystem
Hochleistungskreislaufverbundsystem
In Lüftungsgeräte angewendete Wärmerückgewinner
Zuluft und Abluft
müssen
nebeneinader sein
Vorhandensein
von beweglichen
Elementen
Feuchtigkeitstausch
ja nein nein
nein ja nein
Wärmerückgewinnung
Möglichkeit zur
Nutzung der
Abfallwärme
50-70% nein
85-90% nein
35-45%
70-80%
Nur bei hoher
Temperatur
Auch bei niedriger
Temperatur
Wärmerohr ja nein nein 50-70% nein
Regenerative
Rotationswärmetauscher
Sorptionswärmetauscher
mit hygroskopischer
Füllung
Kondensationswärmetascher
ohne hygroskopische Füllung
Wärmetauscher mit
Wärmepumpe
ja ja ja 70-85% nein
nein ja nein 50-70% nein

SPEZIFISCHE KENNDATEN DER HOCHLEISTUNGSKREISLAUFVERBUNDSYSTEME
Der Vorteil der Kreislaufverbundsysteme besteht darin, dass Zu-und Ablufteinheiten räumlich getrennt
voneinander eingebaut werden können, so ist eine Vermischung der beiden Luftströme unmöglich.
Das Kreislaufverbundsystem kann von einer regelbaren Umwälzpumpe über die Außentemperatur
gesteuert werden.
Vorteile:
• Hohe Effi zienz (bis 70-80%)
• Abluft und Zuluft vermischen sich nicht
• Zuluft- und Abluftzweig können örtlich voneinander entfernt liegen
• Wegen der niedrigen Temperatur des Übertragungsmediums ist es zur Nutzung von alternativer
Energie und Abfallwärme geeignet (z.B. aus Abwasser, aus Technologie stammende Abfallwärme,
Sonnenkollektor und Wärmepumpe können mit besserem Wirkungsgrad auf das System wirken
• Zur Absaugung von stark verschmutzter Luft anwendbar
- Küchen
- Explosionsgefährdete Medien
- Krankenhäuser/ Reinraumtechnologie
• Einspeisung von sonstigen Wärmequellen in den Hydraulikkreis
5

Hohe Effi zienz – mit speziellen Wärmetauschern
6
Unter Berücksichtigung des unten Beschriebenen wählen unsere Ingenieure für die jeweiligen
Aufgaben den entsprechenden Wärmetauscher zur Wärmerückgewinnung aus:
• Bessere Annäherung an gegenströmige Wärmetauscher, durch spezielle Schaltmuster
• Im Sinne der Energieeffi zienz ist der niedrige luftseitige Druckabfall sehr wichtig
• In vielen Fällen ist wegen des abweichenden Sommer-Winterzustandes eine regelbare
Hochdruckpumpe erforderlich
• Zum effi zienten Wärmetausch ist eine große Wärmeübergabefl äche erforderlich, deshalb
werden mehrreihige Wärmetauscher benötigt (12-24 Reihen) Es ist zweckmäßig den
luftseitigen Druckabfall bei solchen Wärmetauschern über die Reihenanordnungsgeometrie
niedrig zu halten.
In Reihe Versetzt

Herstellbarer
Querschnitt der
Wärmetauscher
(mm)
LAMELLENGEOMETRIE
Hauptsächlichste geometrische Parameter der Wärmetauscher
Ø12x32x27,7 mm
versetzt
Ø12x35x35 mm
in Reihe
Ø15x40x34,6 mm
versetzt
Mindestbreite 110 110 110
Max. Breite 3000 3000 3000
Mindesthöhe 130 200 200
Max. Höhe 3000 3000 3000
Lamellenstärke (mm) 0,15 / 0,2 0,2 0,15 / 0,2
Lamellenabstand (mm) 1,2 - 4,0 1,6 - 6,0 1,6 - 6,0
Durchmesser Kernrohr (mm) Ø12 x 0,32 Ø12 x 0,4 Ø15 x 0,4
Max. Anzahl Rohrreihen 12 (24) 12 (24) 12 (24)
Material Verteiler und Sammler acél / réz acél / réz acél / réz
Rohrdurchmesser von Verteiler und
Sammler in Abhängigkeit der Leistung
(zoll)
0,75“ - 4“ 0,75“ - 4“ 0,75“ - 4“
7

Sonderlösungen, kundenspezifi sche
Auslegungen, Einzelanfertigungen
Alle Wärmetauschersysteme werden auf die
jeweils spezifi schen Anforderungen geplant
SCHALTSCHEMEN DES SYSTEMS FÜR GRUNDLEGENDE VERSCHIEDENE AUFGABEN
8
CCSB
CCSC
CCSD
CCSE
CCSF
WINTER ÜBERGANGSZEIT SOMMER
Co
He
Co
SA
RA
Grundlegendes Schaltschema
RA
Df He SA
Co
Pt
He SA
Co RA
Pt
RA
Co
He
Co
SA
RA
RA
He
Co
He
SA
Df He SA Df Co
Im Wärmerückgewinnungskreis ist ein Vorerhitzer eingebaut, um zu verhindern, dass im Zuluftkreis die Filter einfrieren.
Co
Pt
He SA
Co RA
Pt
RA
Einspeisung einer Außenwärmequelle (Kühlung/ Heizung) in den Hydraulikkreis über den Plattenwärmetauscher Pt
Df He SA
Df He SA
SA
Df Co
Einspeisung einer Außenwärmequelle (Kühlung/ Heizung) in den Hydraulikkreis über den Plattenwärmetauscher
Pt mit Vorerhitzer
Co
RA
Pt
SA
He1 Co He2
Co
RA
Pt
SA
He1 Co He2
He
Pt
Co
He
He
SA
RA
Pt
RA
Pt
RA
RA
RA
SA
Co1 Co2 He
Im Winter wird über den Plattenwärmetauscher Pt Wärme eingespeist, im Sommer wird über den Wärmetauscher
Co gekühlt. Es ist angebracht dieses Schema dann anzuwenden, wenn die Zuluft

CCSG
CCSJ
CCSK
WINTER ÜBERGANGSZEIT SOMMER
Co
Pt1
RA
Pt2
He1 He2
SA
Co1 RA Co2 RA
He SA
Co1 RA
He1
Co2 RA
Max. 18 Cooler II
Max. 18 Heater II
He2
SA
Zeichenerklärung
RA: Abluft
SA: Zuluft
Co: Wärmetauscher Kühler
Co
Pt1
RA
Pt2
SA
He1 He2
Im Winter Einspeisung von Wärme über den Plattenwärmetauscher Pt1, im Sommer Kühlung
über den Plattenwärmetauscher Pt2. Es ist angebracht dieses Schema dann anzuwenden, wenn
die Zuluft >18 °C ist.
Co1 RA Co2 RA He1 RA He2 RA
He SA
Typisches Schema für Restaurants (Zuluftzweig für Küche und Gästeraum sind getrennt)
Co3 RA
He3
SA
SA
Co1 RA
He1
Co2 RA
Max. 18 Cooler II
Max. 18 Heater II
He2
SA
Co3 RA
He3
SA
SA
He1
Co1
Co
He
Co
He2
SA
Pt1
SA
RA
Pt2
He
RA
He3
RA
Max. 18 Cooler II
Max. 18 Heater II
Anschluss von mehreren (max. 18) gleichen Anlagen in ein gemeinsames System (z.B. Flughafenterminal)
He: Wärmetauscher Erhitzer
Df: Wärmetauscher Vorerhitzer
Pt: Plattenwärmetauscher
(Flüssigkeit/Flüssigkeit)
Co2
Co3
SA
SA
SA
RA
Befeuchterkammer in Betrieb
Befeuchterkammer außer Betrieb
Filter
9

Beispiel für eine konkrete Lösung
CCSD
Co
Pt
He SA
RA
Co
Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht ein Schaltschema im Konkretfall:
Pt
He SA
RA
He
Pt
Co
• Hochleistungswärmerückgewinnende Wärmetauscher Luft/ Wasser (He, Co)
• Adiabatische Befeuchterkammer im Abluftzweig (Hu)
• Bei unserem Beispiel dient zur nötigen ergänzenden Erhitzer-Kühlerenergie die Wärmepumpe (HP) über den Wärmetauscher pt1
• Einspeisung von erneuerbarer Energie (RE) und Abfallwärme (WH)
SA
Bei Bestellung der Wärmetauscher, werden diese der gegebenen Aufgabe entsprechend ausgelegt. Das System erreicht eine
Wärmerückzahl von 70-80%. Im Kreislaufverbundsystem beträgt in Folge der effi zienten Wärmeübertragung die Temperatur des
austretenden Glykol-Wassers -5 °C, hinter dem Wärmetauscher Co 16 °C der Auslegung entsprechend.
Dieses Temperaturniveau macht es möglich erneuerbare Energie mit einem guten Wirkungsgrad, sowie Abfallwärme zu nutzen.
10
RA
Einspeisung einer Außenwärmequelle
(Kühlung/ Heizung) in den
hydraulischen Kreis über den
Plattenwärmetauscher Pt

55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
q (°C)
5
0
-5
-10
-15
1,08
1,1
1,12
1,14
1,16
1,2
1,22
1,24
1,26
1,28
1,3
3
( kg/m )
1,32
1,34
K
1,36
1,38
-2
-8000
20000
-10
0,05
0
RA
OA
SA
1
EA
HU
4
Luft
t; °C ; %
OA 30,0 45,0
SA 20,0 81,5
RA 26,0 55,0
HU 20,0 95,0
EA 26,5 64,0
2=3
0 10 20 30 40 60 70 80 90
-4000
+2
-2000
10000
h/ x ( kJ/kg )
-1000
9000
0,1
-500
SOMMER WINTER
-250
8000
Moliere-f éle h-x
diagram
össznyomás 1000 mbar
0
250
500
750
1000
1100
Entalpia h
(kJ/kg)
1200
1300
kcal
kJ
80
nedvesség x (g/kg) 0 0
-20
0 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
7000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
0,15
6000
0,2
0,25
0,3
Wasser
t; °C
1 17,9
2 27,9
3 27,9
4 21,5
Relatív nedvességtartalom
0,4
0,5
0,6
Im h-x Diagramm angewendete Abkürzungen:
OA: Luftzustand Außenluft
OA: Luftzustand Außenluft nach hocheffi zientem Wärmerückgewinner
RA: Zustand der Abluft nach dem Raum
Hu: Zustand der Abluft nach der adiabatischen Befeuchterkammer
EA: Luftzustand der Abluft nach hocheffi zientem Wärmerückgewinner
SA: Zustand der Zuluft
1: Temperatur des Wärmeträgers vor dem Wärmerückgewinner (He) im Frischluftzweig
2: Temperatur des Wärmeträgers nach dem Wärmerückgewinner (He) im Frischluftzweig
3: Temperatur des Wärmeträgers vor dem Wärmerückgewinner (Co) im Abluftzweig
4: Temperatur des Wärmeträgers nach dem Wärmerückgewinner (Co) im Abluftzweig
5000
0,7
15
10
5
0,8
0,9
70
60
50
40
30
20
10
1,0
1400
95
115
110
105
4000
100
3500
3400
3300
3200
3100
3000
2900
2800
2700
2600
2500
2400
2300
2200
2100
2000
1900
1800
1700
1600
1500
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
1,08
1,1
1,12
1,14
1,16
OA'
1,2
1,22
1,24
1,26
1,28
1,3
3
( kg/m )
1,32
1,34
1,36
1,38
OA
-2
2=3
-10
0,05
EA
0
SA=RA
4
Luft
t; °C ; %
OA -15 90
OA' 21,5 5,7
RA 21,5 45
EA 3,0 100
0 10 20 30 40 60 70 80 90
+2
h/ x ( kJ/kg )
0,1
Moliere-f éle h-x
diagram
össznyomás 1000 mbar
Entalpia h
(kJ/kg)
1
kcal
kJ
80
nedvesség x (g/kg) 0 0
-20
0 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
0,15
0,2
0,25
0,3
Relatív nedvességtartalom
IM KONKRETENFALL NEHMEN SIE BITTE DIE HILFE UNSERER FACHLEUTE IN ANSPRUCH!
q (°C)
20000
10000
9000
8000
7000
6000
Wasser
t; °C
1 27,5
2 -5,2
3 -5,2
4 16,3
0,4
0,5
0,6
5000
0,7
15
10
5
0,8
0,9
70
60
50
40
30
20
10
1,0
95
115
110
105
4000
100
3500
3400
3300
3200
3100
3000
2900
2800
2700
2600
2500
2400
2300
2200
2100
2000
1900
1800
1700
1600
11

Ihre Vertriebsniederlassung: