Wärmerückgewinnungsgrad: sensible, latente und totale Kennwerte

Kurzinfos

Der Wärmerückgewinnungsgrad bezeichnet ein angegebenes Verhältnis der Energieübertragung. Vergleichen Sie dieselbe Kenngröße bei gleichem Volumenstrom und identischen Prüfbedingungen. Die sensible Rückgewinnung bezieht sich auf die Temperatur, die latente auf die Feuchte und die totale auf die Enthalpie. Beispiel für das Temperaturverhältnis: 75 % bei −5°C Außenluft und 22°C Rückluft ergeben 15,25°C Zuluft am Austritt.

Ein Wärmerückgewinnungsgrad von 80 % bei einem Anbieter kann sich von 75 % bei einem anderen Anbieter unterscheiden. Der eine verwendet möglicherweise ein trockenes Temperaturverhältnis des Kerns, während der andere Ventilatorenergie und Leckagekorrekturen einbezieht. Wer einfach den höheren der beiden Werte kauft, riskiert einen höheren Strombedarf für das Gebäudeteam, ohne eine vergleichbare Leistungsgarantie zu erhalten.

Der Wärmerückgewinnungsgrad ist ein ausgewiesener Messwert für die Energieübertragung zwischen Luftströmen. Sensible, latente und totale Kennwerte erfassen unterschiedliche Größen. Vergleichen Sie übereinstimmende Prüfbedingungen und berücksichtigen Sie anschließend Ventilatorleistung und Regelung, bevor Sie Einsparungen abschätzen.

Die wichtigsten Erkenntnisse
  • Ein leistungsfähigerer Wärmeübertrager kann weniger eingekaufte Energie einsparen, wenn sein zusätzlicher Druckverlust den Ventilatorbedarf zu stark erhöht.
  • Aus einem Temperaturverhältnis lassen sich weder die latente noch die totale Energierückgewinnung ableiten.
  • Um Ventilatorleistung bereinigte Anlagenkennwerte dürfen nicht in eine Berechnung des Kerns eingesetzt werden, bei der die Ventilatorenergie nochmals abgezogen wird.
  • Gleiche Volumenströme belegen weder gleiche Abmessungen noch eine Zertifizierung oder jährliche Einsparungen.

Was misst der Wärmerückgewinnungsgrad bei der Energierückgewinnung?

Plattenwärmerückgewinnungseinheit mit Anforderungen an Kennwertdefinition, Volumenstrom und Ventilatorbedarf beim Vergleich

Der Wärmerückgewinnungsgrad gibt an, welcher Anteil einer definierten Übertragungsmöglichkeit unter bestimmten Bedingungen von einem Gerät genutzt wird. Dabei kann es sich um eine Temperaturänderung, eine Feuchteübertragung oder den Gesamtenergiegehalt der Luft handeln. Ein Effizienzprozentsatz ist nur dann aussagekräftig, wenn Definition, Volumenstrombasis und Anlagenbegrenzung angegeben sind.

In Lüftungsanlagen nutzt ein Wärmeübertrager die Abluft, um die einströmende Frischluft vorzuwärmen. Bei der sensiblen Wärmerückgewinnung wird Wärme aus der Abluft zurückgewonnen. Ein geeignetes Energierückgewinnungsgerät kann sowohl sensible als auch latente Wärme übertragen. Je nach Bauart und Betriebsbedingungen tauscht sein Kern Wärme und Feuchte aus. Ziel ist es, Energie zurückzugewinnen, die andernfalls mit der verbrauchten Luft abgeführt würde. Der Überblick des U.S. Department of Energy zur Lüftung erläutert diesen Unterschied bei Lüftungsgeräten für Wohngebäude. Die Übertragungsmengen helfen dabei, die Rückgewinnung in Gewerbegebäuden zu beschreiben. Sie verdeutlichen auch deren Funktionsweise; Kennwertverfahren und Installationsanforderungen müssen jedoch zur jeweiligen Anwendung passen.

Die Wärmerückgewinnung senkt einen Teil des Heizenergiebedarfs, der entsteht, wenn Innenluft durch Außenluft ersetzt wird. Diese Verringerung der Lüftungswärmeverluste belegt keine Energieeffizienz des gesamten Gebäudes. Die erforderliche Luftmenge und -verteilung müssen weiterhin gewährleistet sein. Die Wärmerückgewinnung legt weder den erforderlichen Außenluftwechsel fest noch bestätigt sie die Raumluftqualität. Dies ist nicht dasselbe wie die Berechnung industrieller Abwärmenutzung aus einem Ofen oder einem Kraft-Wärme-Kopplungswerk.

Häufiger Fehler: Ein häufiger Fehler ist, einen Prozentwert mit einer Energieeinsparung des Gebäudes gleichzusetzen. Eine angegebene sensible Effektivität von 75 % bei einer Eintrittstemperaturdifferenz von 20 K bedeutet bei gleichen Wärmekapazitätsströmen trockener Luft einen Temperaturanstieg auf der Zuluftseite von 15 K. Auch die verbleibende Heizlast, der Ventilatorbedarf und die Betriebsstunden müssen berechnet werden. Wer „75 % Energieeinsparung“ annimmt, sollte nachfragen, welche Energie als Bezugsgröße verwendet wurde.

Sensible, latente und totale Kennwerte: Vergleichen Sie dieselbe Größe

Sensible, latente und totale Effektivität erfassen Temperatur, Feuchte und Enthalpie

Sensible und latente Kennwerte sind nicht austauschbar. Auch totale Kennwerte sind nicht mit sensiblen oder latenten Kennwerten austauschbar. Ein angegebener Prozentsatz für die totale Wärmerückgewinnung lässt sich nicht durch Mittelung der sensiblen und latenten Prozentsätze rekonstruieren, da ihre Beiträge von den Eintrittsbedingungen der Luft abhängen.

Was bedeutet sensible Rückgewinnungseffizienz?

Im Bewertungssystem des Home Ventilating Institute (HVI) ist die Sensible Recovery Efficiency (SRE) als spezifischer Anlagenkennwert definiert. Sie berücksichtigt bestimmte Einflüsse wie Stromverbrauch, Leckage und Ungleichgewicht der Volumenströme. Ein Temperaturverhältnis der Zuluft bildet diesen Wert nicht ab. Fragen Sie den Anbieter, welche Definition der SRE seinem Angebot zugrunde liegt.

Das Lüftungsglossar des HVI erläutert diese Begriffe. Der Leitfaden für Bauherren zu Kennwerten von HRV- und ERV-Geräten erklärt, dass die Adjusted Sensible Recovery Efficiency (ASRE) für Energiemodelle vorgesehen ist, in denen die Ventilatorleistung separat berücksichtigt wird. Sie unterscheidet sich von der im Glossar definierten Apparent Sensible Effectiveness (ASEF) und darf nicht als Ersatz für einen unkorrigierten Kernkennwert verwendet werden.

Wenn in einem Angebot eine Enthalpieeffizienz angegeben ist, verlangen Sie die Definition des Kennwerts für die totale Wärmerückgewinnung. Dasselbe gilt für die sensible Wärmeeffizienz. Für die Effizienz eines ERV gibt es keine universelle Einzelkennzahl.

Vergleichsblatt für 3 Kennwerte

Ein Arbeitsblatt, mit dem sich die zurückgewonnene Größe getrennt erfassen, die Berechnungsgrenze festlegen und Nachweise anfordern lassen, bevor zwei Effizienzwerte verglichen werden.

Entscheidungsblatt für Kennwerte: Fordern Sie vergleichbare Größen an, bevor Sie Angebote bewerten
AngebotsfeldBeschreibungErforderlicher Vergleichsnachweis
Sensible EffektivitätTemperaturbezogene RückgewinnungFormel, Massenstrombasis und Eintrittstemperaturen
Latente EffektivitätFeuchtebezogene RückgewinnungFeuchteverhältnisse und Massenstrombasis
Totale EffektivitätEnthalpierückgewinnungEintrittsenthalpien und geprüfte Volumenströme
HVI SREKorrigierter sensibler AnlagenkennwertHVI-Modellangabe, Bedingungen und berücksichtigte Korrekturen
HVI ASREKennwert für die separate Modellierung der VentilatorleistungKompatibles Modellverfahren und separate elektrische Leistungsaufnahme
Scheinbare sensible EffektivitätAngegebene scheinbare, temperaturbasierte LeistungGenaue Definition des Verfahrens und Normierung des Volumenstroms
Totale RückgewinnungseffizienzDefinierter Kennwert für die totale AnlagenrückgewinnungBewertungsverfahren und Prüfbedingungen für die Kühlung
EATRAbluftübertragungsverhältnisDruckverhältnisse und Ergebnis der Übertragungsprüfung
OACFKorrekturfaktor für AußenluftGrundlage der Volumenstromkorrektur und Prüfbedingungen
Jährliche EnergieeinsparungModellierte oder gemessene Differenz beim EnergiebezugReferenzszenario, Wetter, Zeitplan und alle relevanten Anlagenparameter

Hypothetische Angebotsprüfung: Ein Beschaffungsteam erhält für den sommerlichen Betrieb bei hoher Luftfeuchtigkeit ein Angebot mit 80 % Temperatureffektivität und eines mit 72 % totaler Rückgewinnung. Keiner der beiden Werte ermöglicht eine Rangfolge der Angebote. Beim ersten bleibt die latente Leistung offen; der zweite verbindet Temperatur- und Feuchteeffekte bei nicht angegebenen Eintrittsbedingungen. Der Fachplaner fordert beide Übertragungsgrößen bei gleichem Volumenstrom und identischen eintretenden psychrometrischen Bedingungen an. Die Finanzabteilung hält die Einsparschätzung zurück, bis diese Angaben vorliegen. Überträgt der erste Kern keine Feuchte, kann er dennoch die Anforderungen an die sensible Kühllast erfüllen, aber keine Gutschrift für eine Verringerung der latenten Kühllast erhalten. Aus der offenen Frage wird eine konkrete Rückfrage zum Angebot statt eines angenommenen Leistungsvorteils.

Es wird angenommen, dass über dem Wärmeübertrager eine Temperaturdifferenz von 20 K besteht. Bei einer hypothetischen Eintrittstemperaturdifferenz von 20 K bedeutet eine Temperatureffektivität von 80 % nur unter den genannten Annahmen gleicher Volumenströme eine Änderung auf der Zuluftseite um 16 K. Für die Berechnung der definierten SRE des HVI gilt eine andere Berechnungsgrenze. Eine Ausschreibung, die dieselbe Kennzeichnung und Korrekturbasis verlangt, verhindert, dass eine Temperaturmessung mit einem korrigierten Anlagenkennwert verglichen wird.

Ein Temperaturverhältnis berechnen, ohne es als jährliche Einsparung zu bezeichnen

Hypothetische Temperaturwärmerückgewinnung von 75 Prozent von minus fünf bis 15.25 Grad Celsius bei 22 Grad Rückluft

Bei einer Messung auf der Zuluftseite entspricht das Temperaturverhältnis der Temperaturänderung über dem Wärmerückgewinnungsabschnitt im Verhältnis zur verfügbaren Eintrittstemperaturdifferenz. Unter kontrollierten Bedingungen kann es als Diagnosewert hilfreich sein. Dieses Verhältnis beschreibt jedoch weder die latente Rückgewinnung noch die jährliche Energiemenge der Einsparung. Es kann auch die Rückgewinnungsleistung nicht eindeutig erfassen, wenn die Temperatursensoren zugleich Wärme vom Ventilator oder Wärmetauscherregister aufnehmen.

Wie berechnet man den Wärmerückgewinnungsgrad?

Betrachten Sie beispielsweise einen ausgeglichenen, trockenen Wärmeübertrager für sensible Wärme. Teilen Sie den Temperaturanstieg der Zuluft durch den Kern durch die Differenz zwischen der Eintrittstemperatur der Rückluft und der Eintrittstemperatur der Außenluft. Multiplizieren Sie das Ergebnis mit 100, um es als Prozentsatz auszudrücken. Verwenden Sie Temperaturmessungen an den Grenzen des Wärmerückgewinnungsabschnitts und stellen Sie sicher, dass sich dazwischen kein Heizregister befindet. Berücksichtigen Sie vor der Auswertung auch die Betriebsart.

Temperaturverhältnis = (TZuluft,aus − TAußenluft,ein) / (TRückluft,ein − TAußenluft,ein). Bei einer Außenlufttemperatur von -5°C, einer Rücklufttemperatur von 22°C und einem angenommenen Verhältnis von 0.75 beträgt die Temperatur der austretenden Zuluft -5 + 0,75 × 27 = 15,25°C. Bis 22°C verbleibt ein Temperaturhub von 6.75 K. Dies sind Beispielwerte und keine tatsächlichen Prüfergebnisse von Koven Air.

Den Wärmerückgewinnungsabschnitt messen
  1. Positionieren Sie beide Eintrittssensoren und den Zuluft-Austrittssensor an den Grenzen des Kerns.
  2. Erfassen Sie den Volumenstrom in beiden Luftwegen und bestätigen Sie einen stabilen Betrieb.
  3. Erfassen Sie die Bypassstellung, den Frostschutzmodus und eine eventuell aktive vorgeschaltete Heizung.
  4. Berechnen Sie das Temperaturverhältnis und geben Sie die Bedingungen dazu an.
  5. Vergleichen Sie mit einem passenden Auslegungspunkt und nicht mit einem maximalen Katalogwert.

Verwenden Sie zur Berechnung der Effektivität auf Temperaturbasis den Temperatur-Effizienzrechner der Website zusammen mit der Formel und gleichen Sie die Eingabedefinitionen mit den Messstellen ab. Bei ungleichen Volumenströmen muss die Wärmekapazitätsrate angemessen berücksichtigt werden. Bei einer Eintrittsdifferenz von fast 0 K eignet sich der Nenner nicht für eine verlässliche Prozentangabe; die Sensorunsicherheit kann dann die größte Fehlerquelle sein. Ein Messwert hinter einem laufenden Ventilator entspricht nicht der Lufttemperatur am Kernaustritt.

Technischer Hinweis: Legen Sie die Sensorpositionen fest und berücksichtigen Sie die Messunsicherheit gemäß dem gewählten Verfahren, zum Beispiel ASHRAE 84. Geben Sie die Sensorgenauigkeit im Prüfplan an; dieses Beispiel schreibt keine allgemeingültige Temperaturtoleranz vor.

Im Beispiel mit −5°C und 22°C ergibt ein Temperaturverhältnis von 75 % vor einer nachgeschalteten Heizung 15,25°C. Für einen geplanten Zuluft-Sollwert von 22°C ist weiterhin ein Temperaturhub von 6.75 K erforderlich. So kann der Fachplaner die verbleibende Leistung auslegen, ohne den Prozentsatz des Wärmeübertragers als Energieeinsparung des gesamten Gebäudes darzustellen.

Welche Prüfbedingungen müssen vor dem Kennwertvergleich übereinstimmen?

Prüfverfahren, Bewertungssystem und aktuelle Modellzulassung bei übereinstimmenden Betriebsbedingungen vergleichen

Prüfen Sie das bewertete Objekt, den Zu- und Abluftvolumenstrom, Eintrittstemperatur und -feuchte, Druckverhältnisse sowie die Leckagekorrektur. Ermitteln Sie das Prüfverfahren und das Bewertungssystem. Die bloße Erwähnung einer Norm in einer Broschüre bedeutet weder, dass ein darin aufgeführtes Modell aktuell zertifiziert ist, noch dass die komplette Lüftungsanlage bewertet wurde.

ASHRAE Standard 84-2024 befasst sich mit der Prüfung von Luft-Luft-Wärme- und Energieübertragern. Der öffentliche Geltungsbereich von AHRI 1060/1061 umfasst die Leistungsbewertung von Komponenten und Kompaktgeräten, jedoch keine Kreislaufverbundsysteme. Ein Prüfverfahren, eine Bewertungsnorm und ein Zertifizierungseintrag liefern jeweils eine eigenständige Aussage.

Der AHRI-Leitfaden zu Luft-Luft-Energierückgewinnungsgeräten weist darauf hin, dass der Jahresbetrieb nicht anhand eines einzelnen Betriebspunkts vorhergesagt werden sollte.

„und es bietet auch keine Möglichkeit, den jährlichen Energieverbrauch abzuschätzen.“

Air-Conditioning, Heating, and Refrigeration Institute, öffentliche ERV-Leitlinien zu Guideline V.

Fragen Sie nach dem Modell und seinem Zertifizierungseintrag und anschließend nach den Daten für den ausgewählten Betriebspunkt. EATR und OACF beziehen sich auf Luftübertragung und Volumenstromkorrektur. Keiner der beiden Werte ist ein Synonym für Wärmeaustauscheffizienz. Eine Ventilatorzertifizierung, eine Liste zugelassener Hersteller oder ein Komponenten-Zertifikat darf nicht als Zertifizierung der Wärmerückgewinnung für die gesamte HLK-Anlage ausgegeben werden.

Eine Auslegung für 8.000 m³/h sollte Ergebnisse für genau diesen angegebenen Betriebspunkt enthalten; Abluftvolumenstrom und Druckverhältnisse müssen definiert sein. Ein höherer Prozentwert aus einem Katalogpunkt mit niedrigerem Volumenstrom löst den Vergleich nicht. Kann ein Anbieter keine zur Spezifikation passenden Bedingungen angeben, ist das Angebot technisch ungeklärt. Akzeptieren Sie den angegebenen Spitzenwert nicht als Nachweis für gleichwertige Leistung.

Warum der Wärmeüberträgertyp den Kennwert beeinflusst

Trockene Plattenwärmeübertrager für sensible Wärme und feuchteübertragende Medien übertragen unterschiedliche Lufteigenschaften

Die Wärmeübertragertechnologie bestimmt, welche Eigenschaften zwischen den Luftströmen übertragen werden. Sensible Plattenwärmeübertrager tauschen überwiegend Wärme aus; eine Feuchteübertragung ist auch über Membranplatten oder einen Sorptionsrotor möglich. Kreuzstrom-, Gegenstrom- und Rotationsanordnungen beschreiben Geometrie und Betrieb, ergeben für sich genommen aber keinen vollständigen Leistungskennwert.

Die AHRI-Leitlinien für Wärmeübertrager unterscheiden zwischen sensiblen Geräten und Enthalpieübertragern. Fragen Sie, welcher Übertragungsmechanismus bei der angebotenen Bauart zum Einsatz kommt.

Wärme wird aufgrund einer Temperaturdifferenz auf den kühleren Luftstrom übertragen. Bei einem Enthalpierotor nutzt der rotierende Rotor zusätzlich seine feuchteübertragende Oberfläche, sofern vorhanden. Die Bezeichnung „Wärmerotor“ allein weist nicht auf eine latente Rückgewinnung hin. Fragen Sie nach den vom Rotor übertragenen Größen und fordern Sie eine Auswahl für den jeweiligen Werkstoff an.

Matrix für Typen und Betriebsbedingungen: Wählen Sie den passenden Vergleich statt eines vermeintlichen Allround-Siegers
Typ oder BetriebsfallSinnvoller VergleichFehlende Angabe, die die Entscheidung beeinflusst
Trockener Plattenwärmeübertrager für sensible WärmeSensible EffektivitätDruckverlust beim angegebenen Volumenstrom
Feuchtedurchlässiger PlattenwärmeübertragerSensible und latente RückgewinnungMembraneigenschaften und Betriebsbedingungen
Sensibler RotationswärmeübertragerTemperaturbezogene RückgewinnungAntriebsleistung und Übertragungseigenschaften
Sorptionsbehandelter EnthalpierotorSeparate sensible und latente KennwerteBeschichtung, Spülsektor und Druckverhältnisse
KreuzstromanordnungPassender AuslegungspunktKernbauart und Druckverlust
GegenstromanordnungPassender AuslegungspunktPlatzbedarf und Druckverlust
Kältebetrieb mit FrostschutzBetriebsabhängige Netto-RückgewinnungVorheizung, reduzierter Volumenstrom oder Abtauregelung
Ungleiche Zu- und AbluftvolumenströmeDefinierte Berechnung der WärmekapazitätsratenMassenströme und Bezugsgröße des Kennwerts
Economizer- oder BypassbetriebLüftungslast bei deaktivierter WärmerückgewinnungLuftklappenstellung und Auslöser der Regelung
Kühlbetrieb bei hoher LuftfeuchtigkeitVerbleibende Gesamt- und latente KühllastFeuchteverhältnisse und Leistung des nachgeschalteten Wärmetauscherregisters

Grenzen der Auswahl: Die Bezeichnung „Platte“ oder „Rotor“ garantiert weder Leckagefreiheit noch eine unzulässige Übertragung. Maßgeblich sind die Kontaminationsanforderungen des Projekts und das geprüfte Luftübertragungsverhalten. Eine größere Auswahl an Geräten sowie Informationen zu Zugang und Wartung finden Sie im separaten Leitfaden zur Geräteauswahl und Wartung.

Warum kann ein guter Laborwert irreführend sein?

Prüfungen der Wärmerückgewinnung im Betrieb umfassen Bypassstellung, Sensoren, Volumenströme und Druckverlust

Energieverbrauch und andere Probleme können die Leistung der Wärmerückgewinnung im Betrieb beeinflussen. Ein Laborwert beschreibt eine genau definierte Bedingung. Für weitere Analysen können daher Betriebsparameter und Regelungszustände erforderlich sein, insbesondere wenn der angegebene Rückgewinnungsprozentsatz hoch bleibt, während der Energieverbrauch oder die verbleibende Registerlast steigt.

Welche Nachteile hat ein Wärmerückgewinnungssystem?

Ein Wärmerückgewinnungssystem erfordert in der Regel zusätzliche Geräte, erhöht den Widerstand im Luftweg und den Wartungsaufwand; bestimmte Betriebsarten verringern die Rückgewinnung. Die Feuchteübertragung allein regelt die Raumfeuchte nicht direkt. Die tatsächlichen Einschränkungen hängen vom Kern und seiner Installation ab. Bewerten Sie deshalb unter anderem die Nettoenergie, die Einschränkungen bei der Luftübertragung und die Betriebsfolge im Verhältnis zur angegebenen Effizienz.

Die HVI-Definitionen der Kennwerte erläutern, warum Stromverbrauch, Ungleichgewicht der Volumenströme und Abtaukorrekturen im Bewertungssystem für Wohngebäude berücksichtigt werden. Fragen Sie bei einem gewerblichen Angebot nach den Betriebsannahmen des angegebenen Verfahrens.

Vorteile

Die Wärmerückgewinnung kann die Lüftungslast und die verbleibende Heiz- oder Kühllast verringern.

Einschränkungen

Druckverlust, Zusatzaggregate und ungeeignete Betriebsarten können den Energievorteil verringern oder ins Gegenteil verkehren.

Übersicht zu versteckten Engpässen: Ein höherer Druckverlust im Wärmerückgewinnungsabschnitt weist auf einen höheren elektrischen Ventilatorbedarf hin; Frostschutz auf Zusatzheizung und unterbrochene Rückgewinnung; eine unerwartete Zulufttemperatur auf Bypassstellung und Sensorposition. Bei unzureichender Lüftungsleistung sollten auch die tatsächlichen Luftvolumenströme geprüft werden. Eine höhere Effektivität der Wärmerückgewinnung kann eine Unterversorgung des Gebäudes nicht allein beheben. Wärmerückgewinnung kann den Energiebedarf für die Klimatisierung senken, aber die fehlende Luftmenge nicht ersetzen.

Hypothetisches Inbetriebnahmeszenario: An einem kalten Morgen stellt ein Gebäudeteam eine niedrige Zulufttemperatur fest. Zunächst wird ein defektes Heizregister vermutet. Die protokollierte Stellung der Wärmerückgewinnungsklappe zeigt jedoch, dass sie aufgrund eines Economizer-Befehls geöffnet ist. Der MSR-Techniker stellt fest, dass das Gebäude keine Freikühlung anfordert, prüft die Regelungsfolge und passt den Befehl bei Bedarf an. Widerspricht der Bypass dem angeforderten Befehl, muss der widersprüchliche Regelungsbefehl korrigiert und erneut geprüft werden. Prüfen Sie anhand von Tests der Regelungsfolge, ob die Regelung wie vorgesehen funktioniert. Liegen keine Testergebnisse der Regelung vor, verlangt der Betreiber vor der Abnahme der integrierten Regelung einen beobachteten Sequenztest.

Bei einem angenommenen Volumenstrom von 2 m³/s pro Luftweg würde ein zusätzlicher Druckverlust von 150 Pa auf jedem Luftweg bei einem Gesamtventilatorwirkungsgrad von 0.60 eine zusätzliche Ventilatorleistung von 1,00 kW erfordern. Bei der Temperaturmessung der Wärmerückgewinnung sollte auch der Druck gemessen werden. Derselbe Prozentwert kann bei verändertem Widerstand im Luftweg mit anderen Betriebskosten verbunden sein.

Ab wann spart eine höhere Effektivität keine Energie mehr?

Hypothetischer Netto-Stromvorteil von Kern A und B bei 20 Kelvin und einer Leistungszahl der Wärmepumpe von drei

Die Einsparung beim Energiebezug steigt so lange, bis der zusätzliche Ventilator- und Hilfsenergiebedarf dem zusätzlichen nutzbaren Rückgewinnungsbeitrag entspricht, ausgedrückt als vermiedene Anlagenleistung. Ziehen Sie elektrische Mehrverbräuche erst ab, nachdem Sie die zurückgewonnene Wärmeenergie in vermiedene Anlagenleistung umgerechnet haben. Die Umrechnung hängt von der Heizungsanlage ab. Auch der zusätzliche Energiebedarf von Hilfsaggregaten zählt; zudem muss ein aktueller Bedarf die vom Kern zurückgewonnene Wärme nutzen können.

Eine Studie des National Institute of Standards and Technology aus dem Jahr 2015 ergab in einer Fallstudie zu einem Einfamilienhaus, dass der zusätzliche Ventilatorenergiebedarf eines HRV die Einsparungen durch Wärmepumpen aufhob. Die Studie erlaubt zwar keine Prognose der Einsparungen in einem Gewerbegebäude, zeigt aber, warum „zurückgewonnene Wärme“ und „vermiedener Stromverbrauch“ getrennt betrachtet werden müssen.

Nettoenergievergleich bei übereinstimmendem Betriebspunkt

Hypothetisches Heizszenario: Betrachten wir ein hypothetisches Heizbeispiel mit zwei trockenen sensiblen Übertragern, wobei jeder Übertrager pro Luftweg einen Volumenstrom von 2 m³/s verarbeitet. Es gelten eine Luftdichte von 1,2 kg/m³, eine spezifische Wärmekapazität von 1,005 kJ/(kg·K), eine Eintrittstemperaturdifferenz von 20 K und eine Heiz-COP der Wärmepumpe von 3. Die Wärmepumpen für beide Übertrager haben eine Heiz-COP von 3. Übertrager A hat eine Wirksamkeit von 70 % und einen Druckverlust bei der Wärmerückgewinnung von 100 Pa pro Luftweg; Übertrager B hat eine Wirksamkeit von 80 % und 250 Pa pro Luftweg. Jeder Ventilator hat einen Wirkungsgrad von 0.60 von der elektrischen Leistung bis zur Luftleistung. Alle angegebenen Eingangsgrößen sind hypothetisch. Bei beiden Systemen ist der Heizbedarf groß genug, um die gesamte zurückgewonnene Wärme zu nutzen. Für dieses Beispiel wurden Feuchteübertragung, Frostschutz und weitere Nebenverbraucher vernachlässigt; für einen vollständigen Vergleich unter realen Bedingungen müssten auch die Leistungsaufnahme der Rotormotoren und weiterer Nebenverbraucher berücksichtigt werden.

Die zurückgewonnene sensible Wärmeleistung ergibt sich aus ρ × cp × Volumenstrom × Temperaturdifferenz × Wirksamkeit des Übertragers. Die zusätzliche Ventilatorleistung pro Luftweg berechnet sich als Volumenstrom × Druckverlust bei der Wärmerückgewinnung / (Gesamtventilatorwirkungsgrad × 1.000) in kW. Dies entspricht dem Zusammenhang zwischen Volumenstrom, Druck und Wirkungsgrad, den Scott Smith in Minimizing Fan Energy erläutert. Der Gesamtwirkungsgrad umfasst hier die Verluste von Motor und Antrieb.

Veranschaulichung des Nettovorteils bei 20 K unter Einbeziehung beider Ventilatorwege
GrößeÜbertrager AÜbertrager B
Sensible Wirksamkeit des Übertragers70%80%
Zurückgewonnene Wärmeleistung33,768 kW38,592 kW
Vermiedene Wärmepumpenleistung bei COP 311,256 kW12,864 kW
Wärmerückgewinnungsbedingte Leistungsaufnahme beider Ventilatoren0,667 kW1,667 kW
Elektrischer Nettovorteil10,589 kW11,197 kW

Übertrager B gewinnt 4,824 kW mehr Wärme zurück, erzielt nach Umwandlung durch die Wärmepumpe und zusätzlicher Ventilatorleistung aber nur 0,608 kW mehr elektrischen Nettovorteil. Unter diesen festen Annahmen liegt die Eintrittstemperaturdifferenz am Break-even-Punkt bei etwa 12.44 K. Bei 10 K bietet Übertrager A einen um etwa 0,196 kW höheren Nettovorteil. Unterhalb des Heizbedarfsbereichs bildet das Modell die Regelungsentscheidung nicht mehr ab.

Hinweis zur Wirtschaftlichkeitsberechnung: Setzen Sie keinen bereits um den Ventilatorenergiebedarf bereinigten SRE-Wert in diese Berechnung ein, um anschließend die Ventilatorleistung nochmals abzuziehen. Multiplizieren Sie auch keinen der Nettowerte mit den Stunden eines ganzen Jahres. Wetterbins, Zeitpläne, Teillastverhalten der Geräte und Bypass-Betriebsarten bestimmen das Jahresergebnis. Bei einem Vergleich mit einem Heizkessel müssen außerdem Brennstoffverbrauch und -kosten getrennt vom Ventilatorstrom betrachtet werden.

Bei einer Verbesserung von Übertrager B um 10 Prozentpunkte werden im angenommenen System mit 2 m³/s bei 20 K zusätzlich 0,608 kW elektrischer Vorteil erzielt. Bei etwa 12.44 K verschwindet dieser Vorteil. Bei einem höheren Kaufpreis ist eine jährliche Berechnung anhand der Wetterdaten erforderlich, um die Amortisation zu beurteilen.

Von der veröffentlichten Modelltabelle zu einem vergleichbaren RLT-Angebot

Rotationswärmerückgewinnung und Angebotsanforderungen für vergleichbare Betriebsbedingungen und vollständige Geräteabmessungen

Veröffentlichte Modelltabelle bieten zwar einen ersten Anhaltspunkt zu Volumenstrom und Platzbedarf, für die Leistung bei einer konkreten Geräteauslegung sind jedoch vergleichbare Daten erforderlich. Ordnen Sie jedes Maß dem jeweiligen physischen Bauteil zu. Die Abmessungen des Wärmerückgewinnungsabschnitts, des Ventilatorabschnitts und des Rotors lassen sich nicht als Stellfläche des kompletten Geräts verwenden, selbst wenn die angegebenen Volumenströme übereinstimmen.

Laut den veröffentlichten RLT-Konfigurationen zur Wärmerückgewinnung von Koven Air ist das Plattenmodell 0815 mit 8.000 m³/h, einem Wärmerückgewinnungsabschnitt von 1.600 mm und einem Ventilatorabschnitt von 900 mm angegeben. In der separaten Rotortabelle ist ein Rotor mit 1.400 mm bei 3 m/s und 8.000 m³/h aufgeführt. Diese Werte beschreiben unterschiedliche Geometrien und stehen weder für die vollständigen Gehäuseabmessungen noch für eine zertifizierte Wärmerückgewinnungsleistung oder die Nettoeinsparungen einer der beiden Ausführungen.

Übersicht der Lücken zwischen Katalog und Angebot
Angaben für die Angebotsanfrage
ParameterEmpfohlener BereichWarum es wichtig istSo überprüfen Sie es
Zuluft- und AbluftvolumenstromAuslegungsvolumenströme des Projekts in m³/hLegt vergleichbare Betriebsbedingungen festAuslegungsdatenblätter für beide Luftwege
EintrittsbedingungenAuslegungstemperaturen in °C und Feuchtewerte des ProjektsBestimmt das sensible und latente PotenzialVergleichbare Heiz- und Kühlbetriebspunkte
Wärmerückgewinnung des ÜbertragersGeforderte sensible und latente LeistungDefiniert die nutzbare ÜbertragungBenanntes Prüfverfahren und Nachweise zum Modell
DruckverlustDruckverlustbudget des Projekts in PaBeeinflusst die elektrische LeistungsaufnahmeBeide Wärmerückgewinnungswege beim ausgewählten Volumenstrom
Leistungsaufnahme von Ventilatoren und NebenverbrauchernLeistungsaufnahme bei den gewählten Betriebsbedingungen in kWErmöglicht den NettogesamtvergleichÜbersicht zu Motoren, Antrieben und Nebenverbrauchern
AufstellflächeVerfügbare Abmessungen in mmBerücksichtigt Zugang und Ausbau für WartungsarbeitenVollständige Aufstellungszeichnung
RegelungsartenBetrieb bei Belegung, Bypass- und FrostschutzsequenzBestimmt die nutzbaren WärmerückgewinnungsstundenDokumentierte Sequenz und Inbetriebnahmeprüfung

Einwand des Käufers: „Beide Optionen bieten einen Volumenstrom von 8.000 m³/h. Warum also weitere Angaben anfordern?“ Der Volumenstrom ist nur einer von vielen zu spezifizierenden Faktoren. Der Lieferant muss für beide Optionen denselben Informationsumfang bereitstellen und die Lieferung der Geräte mithilfe eines Vergleichs des Angebotsumfangs klar von der Installation trennen.

Aus den veröffentlichten Angaben zum 1.600 mm langen Wärmerückgewinnungsabschnitt und zum Rotordurchmesser von 1.400 mm lässt sich nicht ableiten, welches RLT-Gerät kleiner ist. Fordern Sie bei den angegebenen 8.000 m³/h Aufstellungszeichnungen und Leistungsdatenblätter an. So kann der Einkauf definierte Lösungen zur Wärmerückgewinnung vergleichen, ohne Abmessungen oder Wirkungsgrade schätzen zu müssen.

Branchenausblick: Betriebsbedingungen sind wichtiger als Marktanteile

Historische Marktanteile von Wärmetauschern belegen weder die Projekteffizienz noch die jährlichen Einsparungen

In künftigen Ausschreibungen sollten für verschiedene Betriebsbedingungen Angaben zur Leistung und Regelung angefordert werden, statt nur ein einziger maximaler Wirkungsgrad. Die Regelung des Wärmerückgewinnungs-Bypasses war kürzlich Gegenstand veröffentlichter Forschung; zudem liegen Marktdaten zu aktuellen Geräteentwicklungen vor. Weder ein weit verbreiteter Wärmetauschertyp noch eine aktuelle Forschungsarbeit belegen, dass eine bestimmte Regelungsstrategie oder ein bestimmter Gerätetyp bei einer konkreten Anlage die höchsten jährlichen Einsparungen ermöglicht.

Eine im September 2026 veröffentlichte NIST-Studie von Andrew Shore und Yunho Hwang vergleicht Freikühlungsstrategien in einem Wohngebäudemodell für 15 Städte in den USA. Sie untersucht temperatur- und enthalpiebasierte Bypass-Regelungen sowie zusätzliche Wärmeeinträge durch die Wärmerückgewinnung im Kühlbetrieb. Die Ergebnisse sprechen dafür, die Regelungsfrage zu prüfen. Sie liefern jedoch weder Einsparungsprozentsätze für gewerbliche RLT-Geräte noch den Nachweis, dass eine Bypass-Strategie überall überlegen ist.

Die öffentliche Zusammenfassung von Eurovent Market Intelligence vom Januar 2025 gibt an, dass Rotationswärmetauscher laut den Daten für 2023 einen Anteil von 37 % am europäischen RLT-Markt hatten, Plattenwärmetauscher einen Anteil von 32 %. Diese Werte zeigen historische Marktanteile und weder thermische Wirkungsgrade noch eine Prognose für 2026. Daten zu Wohnraumlüftungsgeräten mit Wärmerückgewinnung sollten nicht als Näherungswert für die Nachfrage nach gewerblichen RLT-Geräten dienen.

Eine bessere Energieleistung bedeutet für den Betreiber eine spürbare Verringerung der eingekauften Energie. Für den Vergleich von Umweltwirkungen und Primärenergie sind außerdem die relevanten Energiefaktoren erforderlich. Anbieter, die „energieeffiziente“ Wärmerückgewinnungsgeräte bereitstellen, sollten die betriebsartspezifischen Daten liefern, mit denen sich diese Aussage überprüfen lässt, und angeben, was im Sommer mit der Zuluft geschieht.

Fazit für die nächste Spezifikation

Vergleichen Sie zuerst die Leistungskennwerte. Berechnen Sie anschließend die eingekaufte Energie. Fordern Sie bei einer Anfrage über 8.000 m³/h Betriebspunkte für Heizen, Kühlen und Bypass, die Druckverluste in beiden Luftwegen sowie eine vollständige Gerätezeichnung an. Historische Marktanteile gehören nicht in die Effizienzberechnung.

Häufig gestellte Fragen

Bei Fragen zur Wärmerückgewinnung geht es oft zugleich um die Leistung von Wärmetauschern und Lüftungsanlagen. Die Antworten in diesem Abschnitt behandeln die Fragen jeweils getrennt. Bei gewerblichen Entscheidungen kommt es auf die konkreten Geräte, Volumenströme und Betriebssequenzen an. Faustregeln für Wohngebäude lassen sich nicht zur Bestimmung der Leistung eines großen Gebäudes heranziehen.

Was ist eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung?

Sie tauscht die Lüftungsluft aus und gewinnt dabei einen Teil der verfügbaren Energie zurück.

Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung tauschen Innen- und Außenluft aus und übertragen dabei einen Teil der Energie zwischen den getrennten Zu- und Abluftströmen. Ein sensibler Übertrager überträgt hauptsächlich Wärme; ein Enthalpieübertrager kann zusätzlich Feuchtigkeit übertragen. Der Wärmerückgewinnungsabschnitt verringert einen Teil der Lüftungsheizlast, doch Ventilatoren, Regelung sowie Heiz- oder Kühlgeräte verbrauchen weiterhin Energie.

Benötigen Sie einen Entfeuchter, wenn Sie eine ERV-Anlage haben?

Eine zusätzliche Feuchteregelung kann weiterhin erforderlich sein.

Eine Entfeuchtung kann weiterhin erforderlich sein, da ein Lüftungsgerät mit Enthalpierückgewinnung den Sollwert der Raumluftfeuchte nicht selbstständig einhält. Die Feuchteübertragung hängt vom Übertrager, vom Volumenstrom und vom Feuchteunterschied zwischen Zuluft und Abluft ab. Vergleichen Sie die verbleibende Feuchtelast der Außenluft mit der Leistung des Kühlregisters oder des separaten Entfeuchters unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen.

Sollte eine ERV-Anlage dauerhaft laufen?

Richten Sie sich nach den Lüftungsanforderungen des Gebäudes und der freigegebenen Regelungssequenz.

Die Betriebszeiten sollten sich nach dem Lüftungsbedarf des Gebäudes richten, nicht nach einer allgemeinen Regel für den Dauerbetrieb. Belegung, Außenbedingungen, Feuchte und Abluftbedarf können den Betrieb beeinflussen. Die Wärmerückgewinnung kann umgangen werden, wenn sie keinen Vorteil bietet, während die mechanische Lüftung weiterläuft. Bitten Sie den Fachplaner, für Ihr Projekt die Betriebsarten bei Belegung und Nichtbelegung, den Frostschutz und die freie Kühlung zu dokumentieren, einschließlich einer gegebenenfalls zulässigen Nutzung der natürlichen Lüftung.

Können Wärmepumpen einen Wirkungsgrad von 300 % haben?

Eine Heiz-COP von drei beschreibt das Verhältnis von abgegebener Wärme zur eingesetzten Energie.

Eine Wärmepumpe mit einer Heizleistungszahl von drei gibt unter den angegebenen Bedingungen drei Einheiten Wärme je Einheit eingesetzter Energie ab. In diesem Verhältnis ist auch die übertragene Umweltwärme enthalten. Es handelt sich um eine andere Kennzahl als die passive Wirksamkeit eines Wärmetauschers.

Was kostet eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung?

Für eine Preisangabe müssen Geräte- und Installationsumfang genau definiert sein.

Der Preis einer installierten Anlage lässt sich nicht allein aus dem Wärmerückgewinnungsgrad ableiten. Fordern Sie ein Angebot an, in dem Volumenstrom, Übertragertyp, Gehäuse, Ventilatoren, Filterung, Regelung, Frostschutz und Installationsumfang aufgeführt sind. Trennen Sie die Gerätelieferung von Luftkanälen, Elektroarbeiten, Inbetriebnahme und Wartungszugang. Halten Sie diese Positionen und die Auslegungsbedingungen bei Vergleichen konstant. Paketpreise für Wohngebäude lassen keine Rückschlüsse auf die Kosten einer gewerblichen RLT-Anlage zu, und ein höherer angegebener Wirkungsgrad allein belegt keine kürzere Amortisationszeit.

Kann der Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung negativ sein?

Ein negativer berechneter Temperaturquotient erfordert eine Prüfung der Messwerte und der Betriebsart.

Ein berechneter Temperaturquotient kann negativ sein, wenn die gemessene Temperaturänderung das entgegengesetzte Vorzeichen zur Referenzdifferenz hat. Prüfen Sie die Sensorpositionen, die Betriebsart und die Größe dieser Differenz, bevor Sie daraus auf eine mangelhafte Wärmerückgewinnungsleistung schließen.

Steigt der Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung mit der Temperatur?

Mehr zurückgewonnene Wärme bedeutet nicht zwangsläufig einen höheren Wirkungsgrad.

Eine größere Temperaturdifferenz kann die zurückgewonnene Wärmemenge erhöhen, ohne den Wirkungsgrad zu steigern. In einem einfachen Beispiel mit sensibler Wärme hängt die zurückgewonnene Wärmeleistung vom Volumenstrom, der Wärmekapazität, der Eintrittstemperaturdifferenz und der Wirksamkeit ab. Die Kennwerte des Übertragers können sich zudem mit dem Volumenstrom, der Feuchteübertragung, Kondensation oder dem Frostschutz ändern; sie sollten daher nicht für alle Betriebsbedingungen als konstant angenommen werden. Vergleichen Sie geprüfte Betriebspunkte und unterscheiden Sie zwischen zurückgewonnenen Kilowatt und dem Prozentwert zur Beschreibung des Wärmetauschers. Beide Größen beantworten unterschiedliche Fragen.

Möchten Sie eine Auslegungsanfrage stellen? Geben Sie die Volumenströme in den einzelnen Luftwegen, Auslegungstemperaturen und Feuchtewerte, den verfügbaren Platz und die Regelungsanforderungen an, um Ihre Anfrage zu gewerblichen RLT-Geräten zu begründen. Vergleichen Sie sensible, latente und elektrische Leistungsdaten, bevor Sie einen Wärmerückgewinnungsgrad bestimmen oder die Amortisation abschätzen.

Hinweis zu Umfang und Berechnung: Aktualisiert im Oktober 2026. Dieser Artikel vergleicht Kennzahlen zur Luft-Luft-Wärmerückgewinnung in Lüftungsanlagen. Die Rechenbeispiele verwenden ausdrücklich angegebene hypothetische Eingangsgrößen und stellen weder zertifizierte Leistungswerte von Koven Air noch Feldmessungen dar. Die Herstellerabmessungen stammen laut Quellenangabe aus dem öffentlichen Katalog. Einsparungen für ein bestimmtes Projekt erfordern eine geeignete Auslegungs- und Betriebsmodellierung.

Referenzen und Quellen

  1. Energierückgewinnung bei HVAC-Lüftungsanlagen, U.S. Department of Energy.
  2. Lüftung von A bis Z, Home Ventilating Institute.
  3. Neue Kennzahl für die Leistungsbewertung von HRV- und ERV-Geräten verfügbar, Home Ventilating Institute.
  4. Titel, Zweck und Anwendungsbereiche, ASHRAE, Eintrag zu Standard 84-2024.
  5. Anwendungsbereich der Leistungsbewertung nach AHRI 1060 und 1061, Air-Conditioning, Heating, and Refrigeration Institute.
  6. Luft-Luft-Wärmerückgewinnungsgeräte, Air-Conditioning, Heating, and Refrigeration Institute.
  7. Auswirkungen der Lüftung auf den Energieverbrauch eines Netto-Nullenergiehauses, National Institute of Standards and Technology, 2015.
  8. Ventilatorenergie minimieren, Scott Smith, HPAC Engineering, 2012.
  9. Strategien zur Freikühlung mit Lüftungsgeräten mit Wärmerückgewinnung in den USA, National Institute of Standards and Technology, 2026.
  10. HVACR-Bericht 2030 von Eurovent Market Intelligence, öffentliche Zusammenfassung, Januar 2025.
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Teilen Sie die Auslegungsbedingungen, den Luftvolumenstrom, die Temperatur, die Luftfeuchte, die Prozesslast, die Raumnutzung und die Umfangsgrenzen mit. Koven Air kann vor der Angebotserstellung eine geeignete Geräteauswahl empfehlen.

7Geräteproduktreihen ISO / GMPReinraumprüfung RFQVergleich des Umfangs
Herstellerangebot anfordern Geräteauswahl verwenden
Was Sie vor der Angebotserstellung vorbereiten sollten
  • AnwendungsbereichGewerbegebäude, Reinraum, Krankenhaus, Rechenzentrum, Prozessbereich oder Modernisierung.
  • BetriebsbedingungenLuftvolumenstrom, Last, Temperatur, Luftfeuchte, statischer Druck und Betriebsstunden.
  • RahmenbedingungenServicenetz, Zugang, Hygieneklasse, Material, Regelungstechnik, Dokumentation und Lieferumfang.

Die endgültige Geräteauswahl hängt von den örtlichen Vorschriften, den Projektzeichnungen und den bestätigten Standortbedingungen ab.