Die Gegenstrom-Schicht-Wärmetauscher (GSWT)-Technologie

(Artikel vom 16.04.2024) Die multifunktionale Gegenstrom-Schicht-Wärmetauscher-Technologie hat die luft- und klimatechnische Branche revolutioniert, indem sie neue Maßstäbe in Bezug auf Effizienz, Betriebssicherheit und Bauweise gesetzt hat. Im Vergleich zu herkömmlichen WRG-Systemen bietet die GSWT-Technologie eine Vielzahl von Vorteilen, was zu erheblichen Energieeinsparungen und Kostensenkungen führt.

Die Funktionsweise der GSWT-Technologie basiert auf dem bewährten Prinzip des Gegenstroms. Dabei strömen beide Medien, Luft und Wasser, entgegengesetzt zueinander durch den Wärmeübertrager. Dies ermöglicht einen beidseitigen Temperatur-Austauschgrad von 90 %.

Der GSWT besteht aus einer Vielzahl von Wärmeüberträgern, die schichtweise übereinandergestapelt werden. Zwischen den Schichten sorgt eine Trennlage für eine zwangsgeführte Luftströmung im Gegenstromprinzip. Jede Schicht ist nur wenige cm hoch und erhält separate Absperrventile. Eine defekte Schicht kann im laufenden Betrieb aus dem Übertragungsprozess ausgekoppelt werden. Bei einem GSWT mit 20 Schichten würde bei Ausfall einer Schicht 95 % der Wärmeübertragungsfläche erhalten bleiben und weiterhin einen hohen Temperaturaustauschgrad gewährleisten. Dies erhöht die Verfügbarkeit und die Zuverlässigkeit der Anlage und bietet eine unvergleichlich hohe Betriebssicherheit.

Zudem weist er kleine Strömungskanäle auf, die seitlich durch die Lamellen und in der Höhe durch die Trennlagen begrenzt sind. Diese tragen zur sehr guten und einfachen Reinigungsfähigkeit des Wärmeübertragers bei.

Die GSWT-Technologie zeichnet sich durch ihre hohe Rückwärmezahl und Effizienz aus. Für ein hocheffizientes GSWT-System werden zwei GSWT zu einem Kreislaufverbundsystem kombiniert und erzielen Rückwärmzahlen von bis zu 80 %, d.h. 80 % der Abluftwärme (Differenz Abluft zu Außenluft) wird zurückgewonnen. Diese hohen Rückwärmezahlen in Verbindung mit hoher Redundanz erlauben eine multifunktionale Nutzung, wodurch die Effizienz weiter gesteigert wird.

Das Kreislaufverbundsystem
Das Kreislaufverbundsystem (KVS) auf GSWT-Basis verbessert die Effizienz von luft- und klimatechnischen Anlagen durch eine intelligente Kreislaufverbundregelung. Dieses System ermöglicht eine präzise Steuerung und Optimierung der Energieverteilung in Gebäuden, indem es verschiedene Komponenten wie Lüftungs-, Heizungs- und Klimaanlagen miteinander verbindet und synchronisiert. Durch die Integration von Sensoren und intelligenten Regelungsalgorithmen kann das KVS den Energieverbrauch reduzieren und den Komfort für die Nutzer erhöhen.

Mit Einsatz der GSWT-Technologie wird im KVS gleichzeitig die Betriebssicherheit verbessert und ermöglicht Substitutionen in anderen Gewerken. Insgesamt bietet das Kreislaufverbundsystem eine Lösung zur Effizienzsteigerung und Optimierung von TGA-Anlagen in verschiedenen Anwendungsbereichen.

Ein weiterer entscheidender Vorteil der Kreislaufverbundsysteme ist ihre Fähigkeit zur keim- und schadstofffreien Wärmeübertragung. Im Gegensatz zu anderen Wärmerückgewinnungssystemen wie Rotationswärmetauscher und Plattenwärmetauscher können auch bei belasteter Fortluft oder erhöhten Hygieneanforderungen hohe Rückgewinnungsleistungen erzielt werden. Zudem ermöglicht sie den Einsatz einer indirekt adiabatischen Kühlung, ohne Feuchtigkeit oder Keime zu übertragen.

Betriebssicherheit
Die hohe Betriebssicherheit der GSWT gewährleistet im Winter eine ausfallsichere Wärmerückgewinnungsleistung, sodass die eingesparte Wärmeleistung bei der Auslegung der noch vorzuhaltenden Heizleistung berücksichtigt und die Heiztechnik um bis zu 80 % kleiner ausgelegt werden kann.
Da das GSWT-System im Sommer auch zur Kälterückgewinnung eingesetzt werden kann, wird somit auch Kälteleistung eingespart. Durch die eingesparte Kälteleistung in Kombination mit adiabatischer Vorkühlung fällt die Kältetechnik sowie die zugehörige Rückkühltechnik deutlich kleiner aus.

Die GSWT-Technologie bietet somit die Möglichkeit zur Substitution von Heiz-, Kühl- und Rückkühlleistung. Durch ihren redundanten und betriebssicheren Aufbau können Leistungen angepasst und reduziert werden, was zu erheblichen Einsparungen bei den Investitionen führt. Die Substitution von Heiz-, Kühl- und Rückkühlleistung ermöglicht auch eine effizientere Nutzung von Ressourcen.

Multifunktionale Nutzung
Die GSWT-Technologie verbindet hohe Rückwärmezahlen mit hoher Redundanz und bilden damit die Grundvoraussetzungen für eine multifunktionale Nutzung. Es existiert eine beeindruckende Palette von integrierten Funktionen. Neben der Wärmerückgewinnung können auch Funktionen wie Kälterückgewinnung, indirekt adiabatische Verdunstungskühlung, Nacherwärmung, Nachkühlung, Abwärmenutzung, Solarwärmenutzung, Kältemaschinen-Rückkühlung, Freie Kühlung und viele andere integriert werden.

Alle Funktionen werden zusammen mit einer Schalteinheit in einer Elektro-Hydraulische-Baugruppe komplett anschlussfertig installiert. Die integrierte Steuerung übernimmt die komplette Regelung der GSWT-Technologie und kann in jede übergeordnete MSR-Technik eingebunden werden. Auch die Elektro-Hydraulische-Baugruppe wird betriebssicher aufgebaut und beinhaltet eine Not-Handbedienebene, sodass alle Funktionen auch bei Ausfall der Regeleinheit verfügbar bleiben.
In Bezug auf die Wärme-/Kälterückgewinnung eines gesamten Betriebsjahres bietet die GSWT-Technologie eine beeindruckende Effizienz. Mit integrierter Nacherwärmung und Nachkühlung können Effizienzwerte von bis zu 1:30 erreicht werden. Zusätzliche Funktionen wie freie Kühlung, Entfeuchtungskälterückgewinnung und Rückkühlung der Kältemaschine können die Effizienz sogar auf bis zu 1:100 steigern.

Der GSWT übernimmt somit auch die Funktion eines Erhitzers, Kühlers, Rückkühlers, etc. Zusätzliche luftseitige Wärmetauscher oder Rückkühlaggregate sind nicht erforderlich, was den Platz- und Strombedarf der Anlagentechnik erheblich reduziert und die GSWT-Technologie besonders attraktiv für die Sanierung von Bestandsanlagen macht.

Retrofit - Sanierung von Bestandsanlagen
Die Anwendung der GSWT-Technologie bei der Sanierung von Bestandsanlagen bietet eine Reihe von Vorteilen, insbesondere in Bezug auf die Modernisierung bestehender Lüftungssysteme. Oftmals sind diese Systeme veraltet und entsprechen nicht mehr den aktuellen energetischen Anforderungen. Durch die Integration der GSWT-Technologie können diese Systeme effizienter gestaltet und der Energieverbrauch reduziert werden.

Eine der größten Herausforderungen bei der Sanierung von Bestandsanlagen ist häufig der begrenzte Platz in den vorhandenen Lüftungszentralen oder Bereichen, die schwer zugänglich sind. Die modulare Bauweise und die Zerlegbarkeit der einzelnen Wärmetauscher ermöglichen jedoch eine flexible Installation, selbst unter beengten Verhältnissen. Dies minimiert die Notwendigkeit von aufwändigen baulichen Maßnahmen wie Wanddurchbrüchen und erleichtert den Einbau in bestehende Systeme.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Möglichkeit, fast jede Luftleistung an die spezifischen Gegebenheiten des Gebäudes anzupassen. Dies ermöglicht eine maßgeschneiderte Lösung für jede Situation, unabhängig von der Größe oder Komplexität des Projekts. Darüber hinaus kann die GSWT-Technologie auch in historischen Gebäuden eingesetzt werden, ohne die Fassaden öffnen zu müssen, was den Erhalt des architektonischen Erbes unterstützt.
Insgesamt ist die Anwendung der GSWT-Technologie bei der Sanierung von Bestandsanlagen eine zukunftsweisende Lösung, um bestehende Lüftungssysteme zu modernisieren, den Energieverbrauch zu reduzieren und gleichzeitig den Komfort und die Effizienz zu verbessern.

Fazit
Die Gegenstrom-Schicht-Wärmetauscher-Technologie (GSWT) steht mit für den Fortschritt in der Luft- und Klimatechnik, indem sie eine hohe Effizienz und multifunktionale Einsatzmöglichkeiten bietet.
Weitere Informationen finden Sie auf http://www.sew-kempen.de

(Die Bildrechte liegen bei dem Verfasser der Mitteilung.)

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