Hallenheizungen mit Wärmetauscher
Wärmetauscher leisten einen wertvollen Beitrag, um die Energiekosten beim Betrieb von Heizungsanlagen zu reduzieren. Sie nutzen die Wärme aus der Abluft, um entweder Zuluft oder auch Wasser zu erwärmen, das für weitere Heizzwecke ohne weitere Kosten genutzt werden kann. Gerade in Zeiten steigender Energiepreise kann der Einbau einer Hallenheizung mit Wärmetauscher daher eine sinnvolle Investition sein, die sich schnell amortisiert. Dabei ist keineswegs immer die komplette Neuanschaffung einer Heizungsanlage nötig – teilweise lassen sich bestehende Systeme unkompliziert mit einem Wärmetauscher nachrüsten.
Funktionsweise von Wärmetauschern
Ein Wärmetauscher überträgt thermische Energie von einem Wärmestrom auf einen anderen. Beide Stoffe kommen dabei nicht direkt miteinander in Kontakt. Um eine gute Leitfähigkeit zu gewährleisten, besteht der Wärmetauscher meist aus einem Metall wie Edelstahl, Kupfer oder Aluminium. Die Effizienz des Wärmeaustauschs ist dabei besonders hoch, wenn die Temperaturdifferenz der beiden Stoffe möglichst hoch ist.
Bei der Wärmeaufnahme kommt entweder ein Zwischenspeicher wie Wasser zum Einsatz, oder die erzeugte Wärme wird ohne Zwischenspeicher direkt weiterverwendet.
Unterscheiden lassen sich Wärmetauscher daher nach der Art, wie die Wärmeströme übertragen werden sowie nach der Technik der Wärmeübertragung. Entsprechend der Führung der Stoffströme zueinander unterscheidet man die Wärmetauscher nach
- Gegenstromwärmetauscher, bei denen die Stoffe in entgegenkommender Richtung aneinander vorbei geführt werden, die vor allem bei Lüftungen mit Wärmerückgewinnung zum Einsatz kommen.
- Gelichstromwärmetauschern, bei denen die Stoffe parallel zueinander in der gleichen Richtung geführt werden.
- Kreuzstromwärmetauscher, bei denen die Stoffströme sich kreuzen, was sich vor allem anbietet, wenn ein Strom auf eine festgelegte Temperatur gebracht werden soll.
- Wirbelstromwärmetauscher, die unterschiedlich warme Stoffströme verwirbeln
- Kreuzgegenstrom-Wärmetauscher, die teilweise mit quer zueinander, teilweise mit parallel gegeneinander geführten Strömen arbeiten und so die Vorteile anderer Prinzipien ergänzend vereinen.
Die bekanntesten Typen sind dabei Rotationswärmetauscher, Heatpipes, regenerative Wärmetauscher, Rippenrohrwärmetauscher, Spiralwärmetauscher, Lamellenwärmetauscher, Plattenwärmetauscher, Rohrbündelwärmetauscher und Doppelrohrwärmetauscher, die sich jeweils für verschiedene Anwendungstemperaturen eignen und sehr unterschiedliche thermischen Leistungsklassen mitbringen.
Bauarten von Wärmetauschern bei Hallenheizungen
Wärmetauscher gibt es in unterschiedlichen Varianten. Für Hallenheizungen sind vor allem Luft-Luft-Wärmetauscher von Bedeutung, die die Wärme aus Abgasen von Strahlungsheizungen nutzen. Zudem besteht die Option, die Abwärme von Maschinen und Produktionsanlagen über einen Wärmetauscher zurückzugewinnen.
Daneben gibt es Luft-Wasser-Wärmetauscher, bei denen mittels des Abgases Wasser erwärmt wird, das als Zwischenspeicher dient. Dieses kann beispielsweise zum Betrieb wassergeführter Heizungssysteme genutzt werden. Insgesamt unterscheidet man
- Luft und Luft-Luft sowie Inverter-Wärmepumpen
- Industrie- und Gewerbe-Wärmepumpen
- Abwärme- und Prozess-Wärmepumpen
Abgaswärmetauscher für Infrarotheizungen
Eine innovative, bislang jedoch nur wenig genutzte Möglichkeit, eine Hallenheizung mit Wärmetauscher auszustatten ist die von Infrarotheizungen. Abgaswärmetauscher holen Energie aus der Abwärme heraus und nutzen diese zur Erwärmung von Luft.
Lange Zeit galt die Kombination von Wärmetauschern und Infrarotheizungen aufgrund ihrer konträren Technologien als nicht effizient. So hängt die Effizienz eines Dunkelstrahlers von der hohen Temperatur der Strahlungsrohre ab, während die Brennwerttechnologie umgekehrt durch geringere Temperaturen effizient wird. Die neuartigen Anlagen sind speziell für gasförmige Medien konzipiert (Luft-Luft, Abgas-Luft) und eignen sich für Temperaturen von bis zu 950°C (Abgas) und 450°C (Luft).
Die Energie aus Abgasen kann in einem Luft-Luft-Wärmetauscher direkt genutzt werden, um die Frischluft von außen vorzuwärmen oder wird als Wärme ohne Zwischenspeicher direkt wieder in den Raum geblasen. Alternativ übertragen sie die Wärme der Abgase an das Speichermedium Wasser, das dann für wassergeführte Heizungssysteme in Büro- oder Sozialräumen genutzt werden kann.
Wärmetauscher in die Beheizung von Hallen einbinden
Die Nutzung der Brennwerttechnik ist prinzipiell mit unterschiedlichen Heizungstypen möglich. So kann die gewonnene Wärmeenergie aus Infrarotheizungen oder Abwärme für dezentrale Warmlufterzeuger, aber auch zentrale Lufterhitzer zum Einsatz kommen. Luft-Wasser-Wärmetauscher hingegen nutzen das Warmwasser entweder für klassische Konvektionsheizungen oder für flächige Fußboden.- und Wandheizungen.
Vorteile der Wärmerückgewinnung bei Hallenheizungen
- Nutzung der Brennwerttechnik für die Energie der Abgase
- Steigerung des Wirkungsgrades des Heizsystems auf ca. 110 %
- Senkung der Energiekosten um bis zu 50 %
- Geringere Betriebskosten um bis zu 50 %
- Reduzierung der Betriebskosten für angeschlossene wassergeführte Heizungsanlagen oder Warmwassersysteme
- Integration der Steuerung in die Gebäudetechnik möglich
- Erwärmung von Frischluft
- Verringerung der CO2-Emissionen
Hallenheizungen mit Wärmetauscher – eine Investition, die sich auszahlt
Angesichts steigender Energiekosten und des Klimawandels treten Heizungsanlagen in den Fokus, die sowohl möglich umweltschonend als auch energiesparend arbeiten. Der Einbau von Wärmetauschern ist oft auch in bestehende Anlagen möglich und bietet z. B. in Kombination mit einer Strahlungsheizung und einer intelligenten Steuerung eine effiziente Lösung für Industrie- und Gewerbehallen. Durch die Wärmerückgewinnung amortisiert sich die Investition dabei schon nach kurzer Zeit. Lassen Sie sich von unseren Expert:innen zu einer optimalen Hallenheizung mit Wärmetauscher beraten, die ermitteln, ob eine Wärmepumpe eine wirtschaftliche Hallenheizung darstellt. Gemeinsam entwickeln wir eine individuelle Heizungsanlage, die optimal Ihren Anforderungen entspricht.
