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Luft/Luft-Wärmetauscher: Funktionsweise, Bauarten, Auslegung

Wie Gas/Gas-Plattenwärmetauscher Wärme aus Abluft zurückgewinnen: Funktionsprinzip, Kreuzstrom und Enthalpie, Werkstoffe und der Weg zur Auslegung.

Ein Luft/Luft-Wärmetauscher überträgt Wärme von einem warmen Luft- oder Gasstrom auf einen kalten - ohne dass sich die beiden Ströme mischen. In der Lüftungstechnik heißt das: Die warme Fortluft aus dem Gebäude oder Prozess wärmt die kalte Außenluft vor, bevor beide getrennt ihrer Wege gehen. Diese Seite erklärt das Prinzip, die Bauarten und was für eine belastbare Auslegung nötig ist.

Wie funktioniert ein Gas/Gas-Plattenwärmetauscher?

Das Herzstück ist ein Stapel dünner Platten. Zwischen den Platten wechseln sich die Strömungswege ab: Ebene für Ebene strömt abwechselnd Fortluft und Außenluft. Die Wärme wandert durch die Plattenwand vom warmen in den kalten Strom; die Ströme selbst bleiben vollständig getrennt. Es gibt keine bewegten Teile, keinen Antrieb und - anders als beim Rotationswärmetauscher - keine rotierende Speichermasse, über die Abluft in die Zuluft verschleppt werden könnte.

Für die Übertragung zählt die Fläche des Plattenstapels, der Abstand der Platten und die Führung der Ströme zueinander. Größere Fläche bedeutet mehr Rückgewinnung, aber auch mehr Bauvolumen und mehr Strömungswiderstand

• die Auslegung ist immer ein Abwägen zwischen Rückwärmzahl und Druckverlust.

Welche Bauarten gibt es?

In unserem Konfigurator sind zwei Bauarten hinterlegt:

• Kreuzstrom-Plattenwärmetauscher: Die Ströme kreuzen sich im rechten Winkel. Der Klassiker für Wärmerückgewinnung in Lüftungs- und Prozessanlagen; robust, gut reinigbar, in vielen Kantenlängen verfügbar.
• Enthalpie-Plattenwärmetauscher: Statt einer dichten Platte trennt eine wasserdampfdurchlässige Membran die Ströme. Neben Wärme wird auch Feuchte übertragen - im Winter bleibt die Zuluft dadurch weniger trocken.

Wann welche Bauart passt, behandelt der Vergleich Kreuzstrom oder Enthalpie?

Welche Werkstoffe stehen zur Wahl?

Vier Plattenwerkstoffe deckt der Katalog ab: Aluminium als Standard, beschichtetes Aluminium für korrosives Kondensat, Edelstahl für hohe Temperaturen und aggressive Atmosphären, Kunststoff für besonders korrosive Anwendungen. Die Wahl hängt an der Zusammensetzung der Abluft und daran, ob und wie viel Kondensat anfällt - dazu mehr im Beitrag Kondensat und Einfrierrisiko.

Was braucht eine belastbare Auslegung?

Vier Angaben je Seite genügen für den Einstieg: Volumenstrom, Bezug (Norm- oder Betriebszustand), Temperatur und relative Feuchte. Dazu kommt die wichtigste Randbedingung: der zulässige Druckverlust je Seite, denn er begrenzt, wie dicht und tief der Plattenstapel gepackt werden darf. Optional engen Aufstellhöhe (Luftdruck), Bauraumgrenzen, Werkstoff- und Bauartwünsche die Suche weiter ein.

Aus diesen Angaben rechnet die Auslegung die Luftzustände (Dichte, Taupunkt, Enthalpie), prüft den Katalog über alle Kantenlängen von 300 bis 2400 mm und ermittelt Vorschläge mit Rückwärmzahl, Druckverlust, Kondensat- und Einfrierhinweis. Unser Team prüft sie und meldet sich mit dem Ergebnis bei Ihnen. Volumenströme von wenigen hundert bis 100.000 m³/h sind abgedeckt; große Luftmengen löst die Auslegung über mehrere Module.

Wo liegen die Grenzen?

Ein Plattenwärmetauscher gewinnt Wärme nur zurück, solange zwischen den Strömen eine treibende Temperaturdifferenz besteht - er ersetzt kein Heizregister, er entlastet es. Bei sehr feuchter Fortluft und strengem Frost kann das Kondensat im Apparat gefrieren; dann braucht es eine Abtau- oder Bypass-Strategie. Und jede zusätzliche Rückgewinnung kostet Druckverlust, also Ventilatorleistung. Genau diese Abwägungen macht die Auslegung sichtbar, statt sie zu verstecken.

Und nicht jede Wärmeübertragung ist eine Luft/Luft-Aufgabe: Für Flüssigkeit-gegen-Flüssigkeit oder Dampf liefert die AWS-Technik GmbH unter ihren Schwestermarken gedichtete und geschweißte Plattenwärmetauscher sowie Rohrbündelapparate - sprechen Sie uns an, wenn Ihre Aufgabe dorthin gehört.