So geht Wärmerückgewinnung

Dadurch wurde die Wärmerückgewinnung in RLTs mittlerweile nicht nur zum Regelfall, sondern in vielen Fällen zur Pflicht. Doch wie genau wirken sich Wärmeübertrager in Lüftungsgeräten auf Effizienz, Kosten und Nachhaltigkeit aus? Welche Techniken stehen zur Wahl? Und welche Faktoren sind bei Planung, Auswahl und Wartung am wichtigsten?

Welche Auswirkungen hat WRG?

Eine Wärmerückgewinnungseinheit nutzt die Abwärme der Abluft, um die Zuluft ohne zusätzlichen Energieaufwand vorzuwärmen. Dadurch können Betreiber im Jahresverlauf ca. 30 bis 40 Prozent der Gesamtenergie im Vergleich zu einer Anlage ohne WRG einsparen. Diese Einsparung wirkt sich direkt auf die Betriebskosten aus und leistet einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks eines Gebäudes.

Über die gesamte Lebensdauer einer RLT-Anlage betrachtet sind die Energieeinsparungen beachtlich. Zwar ist die Herstellung einer WRG-Einheit meist energetisch aufwendiger, und die Investitionskosten liegen in der Regel 10 bis 20 Prozent höher als bei Anlagen ohne WRG, im Betrieb amortisieren sich diese Mehrkosten jedoch oft bereits nach vier bis sieben Jahren – abhängig von Energiepreisentwicklung, Auslegung und Betriebsführung. Bei guter Planung und bedarfsgerechter Steuerung lassen sich somit über die Lebensdauer von 20 bis 25 Jahren erhebliche Energiemengen und -kosten einsparen.

Gesetzliche Anforderungen und Normen

Wärmerückgewinnung ist nicht nur wirtschaftlich, sondern mittlerweile auch gesetzlich und normativ fest verankert. Das Gebäudeenergiegesetz (GEG), die EU-Gebäuderichtlinie (EPBD), die DIN EN 16798 und die ErP-Verordnungen definieren klare Anforderungen an die energetische Effizienz von RLT-Anlagen – und Wärmerückgewinnung spielt hier eine Schlüsselrolle. Auch für Nachhaltigkeitszertifizierungen wie DGNB oder LEED ist der Einsatz von Wärmeübertragern oftmals Voraussetzung, insbesondere in öffentlichen oder gewerblich genutzten Gebäuden wie Büros, Schulen oder Krankenhäusern.

Planer und Betreiber sollten diese Vorgaben frühzeitig in der Planung berücksichtigen. Das ermöglicht nicht nur Fördermöglichkeiten, sondern stellt auch die langfristige Zukunftsfähigkeit eines Projekts sicher.

WRG amortisiert sich oft nach vier bis sieben Jahren.

Techniken der Wärmerückgewinnung

Die Auswahl des passenden WRG-Systems hängt stark von den jeweiligen Anforderungen ab. Grundsätzlich stehen mehrere gängige Technologien zur Verfügung:

Kreuzgegenstrom-Wärmeübertrager:

Diese Art von Wärmeübertragern ist die wohl am weitesten verbreitete. Grund dafür ist, dass sie meist die höchsten Wärmerückgewinnungsgrade bieten – und das bei sehr geringer Leckage. Allerdings benötigen sie je nach Anlagengröße relativ viel Platz in dem Gerät selber. Zudem findet bei dieser WRG-Variante keine Feuchterückgewinnung statt, es sei denn der Wärmeübertrager hat eine enthalpische Beschichtung.

Rotations-Wärmeübertrager (Wärmerad):

Diese kompakte Variante erreicht ebenfalls hohe Rückgewinnungsraten und kann zusätzlich Feuchte übertragen – ein Vorteil in Büros oder Wohngebäuden mit trockener Raumluft im Winter. Aufgrund der potenziellen Übertragung von Partikeln oder Aerosolen standen die sogenannten Wärmeräder während der Corona-Pandemie in der Kritik. Moderne Geräte, wie die von Airflow, setzen jedoch Labyrinthdichtungen und Spülkammern ein, um Leckagen weitgehend zu vermeiden.

WRG-Systeme sollten mindestens einmal jährlich gewartet werden.

Enthalpie-Wärmeübertrager:

Auch Enthalpie-Wärmeübertrager ermöglichen eine Feuchteübertragung während der WRG. Hierfür wird neben Wärme auch Feuchte im Gegenstrom-Prinzip übertragen. Die Übertragung erfolgt mit Hilfe von Osmose durch eine Polymermembran mit Porenstruktur. Gleichzeitig sorgt die Membran für eine sichere Trennung der Luftströme, so dass schlechte Luft oder Verschmutzungen nicht wieder zurück in den Raum gelangen können

Kreislaufverbundsysteme (KVS):

Diese speziellen Systeme arbeiten mit einem Wärmeträgerfluid, wodurch eine vollständige Trennung zwischen Zu- und Abluft ermöglicht wird. Sie kommen fast ausschließlich bei besonders hohen Hygieneanforderungen zum Einsatz, etwa in Krankenhäusern oder der Lebensmittelindustrie.

Auch die Entscheidung zwischen zentralen und dezentralen Lüftungsgeräten spielt für die Auswahl der WRG-Systeme eine Rolle. Während bei zentralen Anlagen sowohl Kreuzgegenstrom- und Rotations-Wärmeübertrager üblich sind, setzen einige Hersteller bei dezentralen Anlagen ausschließlich auf Kreuzgegenstrom-Wärmeübertrager. Diese haben ein gutes Verhältnis aus Schallentwicklung, Luftstrom sowie Effizienz und eignen sich somit besonders für die Nachrüstung in dicht besetzten Lern- und Arbeitsstätten wie Schulen oder Großraumbüros. Dennoch gibt es auch dezentrale Geräte mit Rotations-Wärmeübertragern – abhängig von den baulichen und konstruktiven Gegebenheiten des jeweiligen Modells.

Feuchterückgewinnung und ergänzende Heiz- oder Kühlsysteme

Neben der Wärmerückgewinnung spielt die Feuchterückgewinnung in bestimmten Gebäuden eine zentrale Rolle. Gerade in Räumen (z. B. in Büros) mit geringer Belegung kann trockene Raumluft schnell zu gereizten Augen und Schleimhäuten führen und so Wohlbefinden und Produktivität merklich einschränken.

Hier haben Rotations-Wärmeübertrager einen klaren Vorteil, da sie Feuchte effizient zurückgewinnen. In stark frequentierten Räumen wie Klassenzimmern hingegen ist eine Feuchterückgewinnung meist nicht notwendig, da eine angenehme Raumluftfeuchte durch die hohe Anzahl anwesender Personen und deren Aktivitäten automatisch gegeben ist.

Wichtig dabei: WRG ist lediglich eine passive Technik zur Temperaturübertragung. Für Spitzenlasten, etwa an sehr kalten Wintertagen oder immer heißeren Sommertagen, können zusätzliche Heiz- oder Kühleinheiten notwendig werden. Diese Geräte werden nachgeschaltet und gleichen Restbedarfe aus, um jederzeit für thermischen Komfort zu sorgen.

Die Entscheidung zwischen den verschiedenen WRG-Möglichkeiten ist faktenbasiert zu treffen.

Sonderfälle: Wann ist Wärmerückgewinnung kontraproduktiv?

Trotz der vielen Vorteile ist Wärmerückgewinnung nicht in allen Fällen hilfreich oder sinnvoll. Besonders in Industrien mit sehr hohen Prozessabwärmen – wie der Stahlindustrie oder Produktionsstätten mit starker Maschinenabwärme – kann WRG sogar kontraproduktiv sein. Hier möchte man die überschüssige Wärme gezielt abführen anstatt sie zurückzugewinnen, um Überhitzung zu vermeiden.

In solchen Fällen ist eine reine Zu- und Abluftanlage oft die bessere Wahl, um gezielt überschüssige Wärme abzuleiten und die Raumtemperatur niedrig zu halten. Planer sollten deshalb in der frühen Projektphase in diesen speziellen Einzelfällen genau prüfen, ob Wärmerückgewinnung tatsächlich sinnvoll ist oder ob sie die thermischen Bedingungen im Gebäude eher verschlechtert.

Wartung, Instandhaltung und ein Ausblick

Ein weiterer Erfolgsfaktor für effiziente WRG-Anlagen ist die regelmäßige Wartung. Verschmutzte Wärmeübertrager oder defekte Dichtungen führen zu höheren Druckverlusten und damit zu sinkender Effizienz. Deshalb sollten WRG-Systeme mindestens einmal jährlich – abhängig von den Einsatzbedingungen gegebenenfalls häufiger – von Fachpersonal gewartet werden. So wird man nicht nur hygienischen Anforderungen (z. B. VDI 6022) gerecht, sondern unterstützt einen reibungslosen und energieeffizienten Betrieb.

Zukunftsweisend sind zudem neue Regelungsstrategien: Intelligente Steuerungen, die etwa Wetterdaten einbeziehen, können Anlagen mit WRG noch effizienter machen. Beispielsweise lassen sich nächtliche Abkühlphasen im Sommer gezielt nutzen. Künstliche Intelligenz (KI) wird hier künftig eine wichtige Rolle spielen. Es ist absehbar, dass sich die rasanten technologischen Entwicklungen in den nächsten Jahren auch im Kälte- und Klimabereich durchsetzen und deutliche Fortschritte in Sachen Effizienz erbringen.

Fazit

Wärmerückgewinnung ist heute ein unverzichtbares Element moderner Raumlufttechnischer Anlagen. Sie reduziert nicht nur die Betriebskosten, sondern verbessert auch die Umweltbilanz deutlich. Gleichzeitig erfüllen Anlagen mit WRG die gesetzlichen Vorgaben und schaffen die Basis für Fördermöglichkeiten und Zertifizierungen.

Doch nicht jede WRG-Technik passt zu jedem Projekt. Eine sorgfältige Planung und Abstimmung mit Planern, Betreibern und Herstellern ist wichtig, um das geeignetste System zu finden – sei es Kreuzgegenstrom-, Rotations-Wärmeübertrager oder ein KVS-System. Regelmäßige Wartung sowie etwaige ergänzende Systeme runden ein nachhaltiges und effizientes Gesamtkonzept ab. So lassen sich Energieeinsparungen nutzen – während Nutzer eine angenehme Raumluft genießen können.

www.airflow.de

Simon Morherr

Leiter Produktmanagement Lüftungsgeräte bei der Airflow Lufttechnik GmbH, Rheinbach

Bild: Airflow / Morherr