Vorteile der GSWT®-Technologie

Vor 35 Jahren begann SEW® mit der Lieferung von hocheffizienten Wärme- / Kälterück-gewinnungssystemen (WRG-Systemen) und in diesen Jahren wurden die Systeme immer weiter entwickelt und ausgereifter – die Sonderlösung unserer Kunden ist unser Standard. Nach mehr als 1700 ausgeführten WRG-Systemen sind der Name SEW® und die GSWT®-Technologie heute ein Synonym für:

Multifunktionale Kreislaufverbundsysteme

Bis 1983 hatten WRG-Systeme, insbesondere die Kreislaufverbundsysteme, nur eine Winterfunktion und eingeschränkt auch eine Vorkühlfunktion im Sommer. Die Rückwärmzahlen waren lagen eher unter als über 40 %. Mit der GSWT®-Technologie, den hohen Austauschgraden und der hohen Redundanz haben sich neue Anwendungsfälle für WRG-Systeme ergeben. Mit Rückwärmzahlen von über 75 % machte es nun Sinn, auch die Nacherwärmung, Nachkühlung bis hin zur Rückkühlung von Kältemaschinen über das WRG-System zu betreiben. Heute gibt es bis zu 21 multifunktionale Erweiterungen. (Mehr)

Mit den hohen Austauschgraden der GSWT®-Technologie erfolgen die Funktionen bei geringsten Verlusten, dafür können weitere luftseitige Wärmetauscher bzw. Rückkühlaggregate entfallen. Mit der eingesparten Elektroenergie erhöht sich die Effizienz einerseits, andererseits kann sehr platzsparend gebaut werden. 

Keim- und schadstofffreie Wärmeübertragung

Kreislaufverbundsysteme sind dafür bekannt, dass diese keine Keime und Schadstoffe von der Fortluft auf die Außenluft übertragen. Allein die Rückwärmzahlen der KVS der 1. und 2. Generation waren nicht zufriedenstellend. Mit der GSWT®-Technologie konnten endlich auch bei belasteter Fortluft oder bei gesteigerten Hygieneanforderungen hohe Rückgewinnungsleistungen erzielt werden. Zudem ist es damit möglich die Luftführung im Gebäude optimal anzuordnen (Fortluft über Dach). Insbesondere die von SEW® seit 1986 angewendete indirekt adiabatische Kühlung ist nunmehr möglich, weder Feuchtigkeit noch Keime werden übertragen – nur die Kälte.

Hohe Rückwärmzahlen und Effizienz

Eine der wichtigsten Kenngrößen von Wärmetauschern und WRG-Systemen sind der Austauschgrad und die Rückwärmzahl. Der Gegenstrom-Schicht-Wärmetauscher (GSWT®) erzielt durch einen Gegenstromanteil von > 99 % Austauschgrade von 90 % und zwar gleichzeitig (!) für Fluid und Luft. Dass die Austauschgrade beiderseits hoch sind, ist wichtig für das Zusammenspiel in einem Kreislaufverbundsystem (KVS). Im KVS werden damit Rückwärmzahlen von bis zu 80 % unter Normbedingungen erreicht. Wärmetauscher und WRG-Systeme nur nach der Rückwärmzahl zu beurteilen, greift zu kurz. Die zweite wichtige Kenngröße ist die Effizienz. Die hohen Rückwärmzahlen in Verbindung mit der hohen Redundanz erlauben die multifunktionale Nutzung. Mit jeder weiteren Zusatzfunktion nimmt der Nutzen bei nahezu gleichbleibendem Aufwand zu – und damit die Effizienz. Mit der EN 13053:2012 wurde erstmals der Versuch unternommen, den Eigenaufwand des Systems mit zu berücksichtigen. Bei der Berechnung des energetischen Wirkungsgrades fehlt jedoch die genaue Vorgabe, was an elektrischem Aufwand zu berücksichtigen ist. Die Effizienzsteigerung durch Wegfall luftseitiger Erhitzer und Kühler findet offiziell keine Berücksichtigung. Da die Berechnung nur einen Betriebsfall berücksichtigt, bleibt die Betrachtung nach EN 13053 eine Momentaufnahme und ohne Nachweispflicht ein Muster ohne Wert.

Wesentlich informativer ist eine Betrachtung über das ganze Betriebsjahr. Rein auf die Wärme-/ Kälterückgewinnung bezogen liefert die GSWT®-Technologie eine Effizienz von etwa 1:20, mit der integrierten Nacherwärmung und Nachkühlung steigt diese auf 1:30, mit Freier Kühlung, Entfeuchtungskälterückgewinnung und Rückkühlung der Kältemaschine können bis zu 1:100 erreicht werden, d.h. mit 1 Teil Strom werden 100 Teile Wärme, Kälte und Rückkühlung erwirtschaftet – dafür steht die GSWT®-Technologie.

Hohe Redundanz und Betriebssicherheit

Der modulare Aufbau des GSWT®-Wärmetauschers ist die Basis für multifunktionale Wärme-/ Kälterückgewinnungssysteme . Durch die Vielzahl von eigenständigen, absperrbaren Wärmetauschermodulen kann bei der Leckage eines Wasserweges diese lokalisiert und abgesperrt werden und die andern Module werden weiter betrieben. Damit fällt das WRG-System nicht komplett aus und die Übertragungs- bzw. WRG-/KRG-Leistung bleibt nahezu vollständig erhalten. Ergänzt wird die Redundanz des GWSTs® von Doppelpumpen, separaten Frequenzumformern, Betriebssicherheitsroutinen und letztlich durch die hochwertige Siemens Simatic S7-Steuerung.

Substitution von Heiz-, Kühl- und Rückkühlleistung

Erst wenn das WRG-/KRG-System redundant und betriebssicher aufgebaut ist, können die üblicherweise vorzuhaltenden Leistungen reell reduziert und angepasst werden. Die dabei möglichen Investitionseinsparungen „finanzieren“ die Energieeinspartechnik. Neben kleineren und effizienteren Heiz- und Kälteaggregaten kann ggf. die komplette Rückkühltechnik ersetzt werden. Eine gelungene Substitution erkennt man auch an kleineren Rohrdimensionen und Elektroleitungen.

Bei einer bestehenden Zentraltechnik wird man nicht die Aggregate austauschen wollen oder es gibt andere Gründe für eine entsprechende Vorhaltung der Leistungen – dann führt die GSWT®-Technologie zur Schaffung von Leistungsreserven. Insbesondere die indirekt adiabatische Verdunstungskühlung (IAVK) ist ein wirksamer Schutz bei sommerlichen Hitzerekorden. Durch die GSWT®-Technologie tragen eine sichere Energieeinsparung und die reelle Substitution von Heiz-, Kühl- und Rückkühlleistungen zu einer dauerhaft hohen Wirtschaftlichkeit bei.

Zerlegbarkeit und Vorortmontage unter beengten Verhältnissen

Der modulare Aufbau des GSWT®-Wärmetauschers ermöglicht die Montage auch bei sehr beengten Platzverhältnissen. Quasi eine normale Zimmertüre und einfache Treppen reichen aus, um auch Wärmetauscher für 100.000 m³/h zu montieren. Darüber hinaus wird mit der Zerlegbarkeit die erforderliche Auszugslänge, d.h. der Platzbedarf vor dem Lüftungsgerät auf etwa 1 m zusammen geschoben. Dies wiederum ermöglicht breitere Geräte für eine höhere Effizienz. Im Reparatur- und Sanierungsfall ist der Wärmetauscher zerlegbar und kann mit einfachen Hebewerkzeugen aus- und wieder eingebaut werden.

Geringe Verschmutzungsneigung, reinig- und desinfizierbar

Trotz einer Baulänge von bis zu 1 Meter ist auch nach über 30 Jahren Einsatz kaum eine gravierende Verschmutzung zu erkennen – wie kommt es zu dem Selbstreinigungseffekt?

Durch Trennlagen zwischen den Wärmetauschmodulen und den glatten, durchgehenden Lamellen, ohne Turbulatoren und ohne innenliegende Lamellenstöße besteht eine Zwangsströmung. Luft kann nicht mehr vertikal oder horizontal strömen und somit Verunreinigungen an weniger stark durchströmten Bereichen ablagern. Auch ein lichter Lamellenabstand von 3 mm trägt dazu bei. Eine Verschmutzung hat auch Auswirkung auf die Effizienz. Eine geringere Anforderung an die Filterung, z.B. F5 anstelle F7, wirkt sich ebenfalls positiv auf die Effizienz aus.

Ein weiterer wichtiger Vorteil liegt in der Reinigungsfähigkeit des GSWT®-Wärmetauschers. Es besteht die Möglichkeit, den GSWT®-Wärmetauscher mit Reinigungsflüssigkeit oder -schaum zu spülen. Dies ist eben nur aufgrund der Trennlagen möglich. Bei schwerwiegenden und fast hoffnungslosen Verunreinigungen ist der GSWT®-Wärmetauscher zu Reinigungszwecken zerlegbar und mit einer Durchdringungstiefe von nur ca. 150 mm sind gute Erfolge garantiert. Mit entsprechenden Reinigungszusätzen kann der GSWT®-Wärmeaustauscher auch desinfiziert werden.

KVS-Systemhersteller mit Wärmetauscher, Hydraulik, Steuerung

Bei einem KV-Wärmerückgewinnungssystem sind 3 Gewerke beteiligt, Lüftung, Heizung und MSR. Der Lüftungsbau liefert die Wärmetauscher, der Heizungsbauer erstellt die Verrohrung und Pumpe und die MSR-Technik soll alles ansteuern und regeln. Dies führte früher und führt immer noch zu Abstimmungsproblemen bei den Schnittstellen.

SEW® war ab 1984 der erste KVS-Hersteller, der für ein KV-System alle wesentlichen Bauteile und Leistungen geliefert hat. Dazu ist das Definieren und Abarbeiten der Schnittstellen erforderlich. Das Zusammenfassen der Verantwortlichkeit bringt dem Betreiber Vorteile und lässt ihn bei Problemen nicht im Regen stehen.

Die Entwicklung der Pumpen- und Armaturenbaugruppen (PAG) und Anschlussschalteinheit (ASE), welche die Optimierung auf alle Betriebsfälle übernimmt, führt zu einer abgeschlossenen Einheit – dem neuen Gewerk WRG-System.

Werksinbetriebnahme und Werksservice

SEW® bietet für die GSWT®-Technologie eine eigene Werksinbetriebnahme und einen eigenen Werksservice an. Dabei werden alle Schnittstellen geklärt. Die GSWT®-Systeme werden vor Ort in Betrieb genommen und eingestellt, bis diese betriebsoptimiert übergeben werden können. Der angebotene Werksservice garantiert eine fachgerechte Wartung mit entsprechendem Anlagen-Know-how. Eine Anlagenlebensdauer von 30 Jahren und mehr ist damit erreichbar. Übertragungsleistung und Effizienz liegen immer noch auf dem Niveau der Inbetriebnahme.

Fazit

Wer sich heute für SEW® und die GSWT®-Technologie entscheidet, trifft eine nachhaltige Entscheidung mit garantierten Eigenschaften und Vorteilen für einen dauerhaft rentablen Betrieb seiner Lüftungs- und Klimaanlagen.