Multifunktionales Kreislaufverbundsystem

Bis Anfang der 1980er-Jahre hatten Wärmerückgewinnungssysteme, insbesondere Kreislaufverbundsysteme, nur eine Winterfunktion und eingeschränkt auch eine Vorkühlfunktion im Sommer. Die Rückwärmzahlen lagen eher unter als über 40 %. 1983 stellte das Unternehmen SEW die „GSWT“-Technologie vor: Mit Rückwärmzahlen von nun 80 % wurde auch die Nacherwärmung, Nachkühlung bis hin zur Rückkühlung von Kältemaschinen über das WRG-System möglich.

1983 begann SEW mit der Herstellung von „hocheffizienten Wärme-/Kälterückgewinnungssystemen“ (WRG-Systemen); in den folgenden Jahren wurden die Systeme immer weiterentwickelt. Heute sind Sonderlösungen der Standard bei SEW; inzwischen sind mehr als 1700 WRG-Systeme realisiert worden. Mit der Gegenstrom-Schicht-Wärmetauscher-Technologie (GSWT) verbindet der Entwickler:

• multifunktionale Kreislaufverbundsysteme,
• hohe Rückwärmzahlen und hohe Effizienz,
• keim- und schadstofffreie Wärmeübertragung,
• geringe Verschmutzungsneigung und Desinfizierbarkeit,
• hohe Redundanz und Betriebssicherheit,
• Substitution von Heiz-, Kälte- und Rückkühlleistung.

Keim- und schadstofffreie Wärmeübertragung

Kreislaufverbundsysteme (KVS) sind dafür bekannt, dass sie keine Keime und Schadstoffe von der Fortluft auf die Zuluft übertragen. Allein die Rückwärmzahlen der 1. und 2. Generation waren nicht zufriedenstellend. „Doch mit der GSWT-Technologie konnten auch bei belasteter Fortluft oder bei besonderen Hygieneanforderungen hohe Rückgewinnungsleistungen erzielt werden“, sagt SEW-Geschäftsführer Michael Schilling. Zudem ist damit möglich, die Luftführung im Gebäude so anzuordnen, dass die Fortluft über Dach geführt wird. Seit 1986 gibt es die indirekte adiabatische Verdungstungskühlung: Es werden weder Feuchtigkeit noch Keime übertragen – nur die Kälte.

Eine der wichtigsten Kenngrößen von Wärmeübertragern und WRG-Systemen sind der Austauschgrad und die Rückwärmzahl. Der Gegenstrom-Schicht-Wärmetauscher (GSWT) erzielt durch einen Gegenstromanteil von über 99 % Austauschgrade von 90 %, „und zwar gleichzeitig für Fluid und Luft“, hebt der Firmengründer von SEW, Heinz Schilling, hervor und ergänzt: „Dass die Austauschgrade beiderseits hoch sind, ist wichtig für das Zusammenspiel in einem Kreislaufverbundsystem, aber auch die Effizienz ist entscheidend.“ Für das GSWT gibt Entwickler SEW Rückwärmzahlen von bis zu 80 % unter Normbedingungen an.

Der modulare Aufbau des GSWT-Systems ist die Basis für multifunktionale Wärme-/Kälterückgewinnungssysteme. Durch die Vielzahl von eigenständigen, absperrbaren Wärmetauschermodulen können bei einer Leckage die Wasserwege abgesperrt und die anderen Module weiterbetrieben werden. Damit fällt das WRG-System nicht komplett aus. Ergänzt wird die Redundanz des GSWT von optionalen oder im Standardpaket enthaltenen Zusatzprodukten wie Doppelpumpen mit Frequenzumformern, Betriebssicherheitsroutinen und die Industristeuerung Simatic S7 (Siemens).

Zerlegbarkeit und Vorortmontage unter beengten Verhältnissen

Für SEW ist klar: Erst wenn das WRG-/KRG-System redundant und betriebssicher aufgebaut ist, können die üblicherweise vorzuhaltenden Leistungen reduziert werden. „Die dabei erzielten Investitionseinsparungen finanzieren die Energieeinspartechnik“, lautet die Rechnung von Geschäftsführer Michael Schilling. Bei einer integrierten Planung können sogar die Heiz- und Kältetechnik kleiner und effizienter ausgeführt werden und Rückkühlwerke entfallen – oder es werden Reserven geschaffen.

Geringe Verschmutzungsneigung

Langzeituntersuchungen haben ergeben, dass trotz einer Baulänge von fast 1 m auch nach über 30 Jahren Einsatz keine gravierenden Verschmutzungen zu erkennen waren. SEW führt dies darauf zurück, dass die Lamellen glatt und durchgehend sind (keine Turbulatoren, keine innen liegenden Lamellenstöße) und dass ein lichter Lamellenabstand von 3 mm eingehalten wird. Eine geringere Anforderung an die Filterung, z. B. F5 anstelle F7, wirkt sich ebenfalls positiv auf die Effizienz aus.

Sollten sich Ablagerungen zeigen, lassen sie sich mit einer Reinigungsflüssigkeit oder einem Reinigungsschaum entfernen. Bei schwerwiegenden Verunreinigungen ist der GSWT-Wärmetauscher zu Reinigungszwecken zerlegbar. Bei einer Durchdringungstiefe von max. 150 mm garantiert SEW gute Erfolge. Mit entsprechenden Reinigungszusätzen kann der GSWT-Wärmeaustauscher auch desinfiziert werden.

KVS-Systemhersteller mit Wärmetauscher, Hydraulik, Steuerung

Bei einem Wärmerückgewinnungssystem sind drei Gewerke beteiligt: Lüftung, Heizung und MSR. Der Lüftungsbau liefert die Wärmetauscher, der Heizungsbauer erstellt die Verrohrung und Pumpe und die MSR-Technik übernimmt die Regelung. Dies führt noch immer zu Abstimmungsproblemen an den Schnittstellen.

SEW war 1984 der nach eigener Aussage erste KVS-Hersteller, der alle wesentlichen Bauteile und Leistungen aus einer Hand geliefert hat, quasi ein eigenes Gewerk WRG. Folge aus Sicht des Unternehmens: Die aktive Klärung der Schnittstellen gewährleistet einen effizienten und betriebssicheren Betrieb der Wärmerückgewinnung.

Werksinbetriebnahme und Werksservice

SEW bietet für die GSWT-Technologie einen Inbetriebnahmeservice und einen Werkskundendienst an. „Das System wird vor Ort in Betrieb genommen und so lange eingestellt, bis es betriebsoptimiert übergeben werden kann“, verdeutlicht der Abteilungsleiter für Service und Montage, Norbert Kliem, und ergänzt mit Blick auf die Wartung: „Der angebotene Werksservice garantiert eine fachgerechte Wartung mit entsprechendem Anlagen-Knowhow.“ Nicht zuletzt deshalb kommt SEW auf eine Anlagenlebensdauer von 30 Jahren und mehr.

Fazit

SEW verspricht mit dem Gegenstrom-Schicht-Wärmetauscher hohe Rückwärmezahlen bei hoher Effizienz. SEW-Geschäftsführer Michael Schilling ist überzeugt: „Wer sich für die GSWT-Technologie entscheidet, trifft eine nachhaltige Entscheidung mit garantierten Eigenschaften und Vorteilen für einen dauerhaft rentablen Betrieb der Lüftungs- und Klimaanlage.“

Bilder: SEW GmbH

www.sew-kempen.de

Die GSWT-Kreislaufverbundsysteme im Überblick

Das SEW-Kreislaufverbundsystem lässt sich dort einsetzen, wo es auf eine keim- und schadstofffreie Wärmeübertragung ankommt oder die Außenluft und Fortluft aus gebäudebedingten Gründen weit auseinander liegen. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen bietet SEW drei KV-Systeme an, wobei sie jeweils an die Bedingungen des Objekts angepasst werden können:

B-Systeme

Der Einstieg in die GSWT-Technologie gelingt mit den B-Systemen: kleiner Volumenstrom oder geringer Austauschgrad mit einfacher Hydraulik und einfacher Steuerung, jedoch mit Inbetriebnahme auf Wunsch. Einsatzbereiche: Wärme- und Kälterückgewinnung in kleinen Lüftungsanlagen, geringere Laufzeit, einfache Anforderungen, Alternative zu Rotor-/Platten-Wärmerückgewinnung.

S-Systeme

In der Standard-Ausstattung kann das GSWT-S-System mit einem Naturkühlsystem wie der indirekt adiabatischen Verdunstungskühlung (IAVK) oder der Freien Kühlung (FK) kombiniert werden. Einsatzbereiche: Wärme- und Kälterückgewinnung in luft- und klimatechnischen Anlagen, für einfache Anwendung bzw. bei dezentraler Luftaufbereitung. Als Optionen stehen die Simatic-Steuerung (Siemens) und die Doppelpumpentechnik zur Verfügung.

M-Systeme

Die GSWT-M-Systeme ermöglichen mit Zusatzausstattungen die multifunktionale Nutzung der Kreislaufverbundsysteme. Einsatzbereiche: Alle luft- und klimatechnischen Anlagen mit hohen Anforderungen an Hygiene, Betriebssicherheit und Effizienz und zur Substitution von Heiz-, Kälte- und Rückkühlleistung. Die Simatic-Steuerung (Siemens) und die Doppelpumpentechnik sind hier enthalten.

Multifunktionale Erweiterungen

Für die Gegenstrom-Schicht-Wärmetauscher-Technologie (GSWT) hat SEW insgesamt 21 multifunktionale Erweiterungen entwickelt. Dazu zählen beispielsweise:

• Wärme- und Kälterückgewinnung,
• indirekte adiabatische Verdunstungskühlung,
• Nacherwärmung,
• Nach-/Entfeuchtungskühlung,
• Entfeuchtungskälterückgewinnung,
• Freie Kühlung,
• Kältemaschinenrückkühlung.