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Glossar

Wärmeaustauscher

Der Wärmeaustauscher - oder Wärmeübertrager - ist ein Apparat, der thermische Energie von einem Stoffstrom auf einen anderen überträgt.

Im Bereich der Nah- und Fernwärme handelt es sich um eine technische Anlage, in der die Fernwärme an die Hausanlage übergeben wird. Das Ausmaß der Wärmeübertragung ist stark von der geometrischen Führung beider Stoffströme zueinander abhängig. Diese lässt sich in drei Grundformen unterscheiden: Gegenstrom führt die Stoffe so, dass sie entgegenkommend aneinander vorbei strömen. Idealerweise werden die Temperaturen der Stoffströme getauscht, das heißt, dass das ursprünglich kalte Medium die Temperatur des ursprünglich heißen Mediums erreicht und umgekehrt. Gleichstrom führt die Stoffe so, dass sie nebeneinander in gleicher Richtung strömen. Idealerweise werden beide Stofftemperaturen angeglichen und liegen immer zwischen den Ausgangstemperaturen. Kreuzstrom führt die Stoffströme so, dass sich ihre Richtungen kreuzen. Diese Stoffführung liegt im Ergebnis zwischen Gegen- und Gleichstrom.

Wärmeübertrager bestehen in den meisten Fällen aus Metall, daneben auch aus Emaille, Kunststoff, Glas oder Siliciumcarbid. In der Klimatechnik kommen überwiegend Kupfer und Aluminium aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeiten zum Einsatz. Für die Wärmeübertragung flüssiger und gasförmiger Medien existieren verschiedene Bauformen: Rekuperatoren (wie z. B. Plattenwärmetauscher, Spiral- oder Rohrwärmeübertrager) besitzen für beide Medien je einen getrennten Raum. Dagegen werden Regeneratoren abwechselnd vom heißen und vom kalten Medium (vor allem Luft) durchströmt und funktionieren aufgrund ihrer Wärmekapazität. Hier unterscheidet man bewegliche Speichermassen wie beim Rotationswärmeübertrager und ortsfeste Speichermassen wie beim Winderhitzer oder dem Stirlingmotor.

Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe entzieht dem Erdreich, dem Grundwasser oder der Außenluft Wärme und gibt sie in ein Heizungssystem ab. Für den Betrieb wird elektrische Energie eingesetzt.

Das Verhältnis von genutzter Wärmeenergie zu aufgewendeter elektrischer Leistung ist die Leistungszahl (engl. coefficient of performance, COP).

Wärmerückgewinnung

Wärmerückgewinnung (WRG) bezeichnet die Verwendung von thermischer Energie, die sonst ungenutzt das Gebäude über die Lüftung verlassen würde.

Dabei wird über einen Wärmetauscher der Energieinhalt der Abluft verwendet, um die Zuluft zu temperieren. Ggf. kann auch die Rückgewinnung von Wärme aus Abwasser (mit Wärmepumpe) sinnvoll sein.

Wärmeträger

Als Wärmeträger oder Wärmetransportmittel bezeichnet man ein Medium, welches (in einem Kühl- bzw. Heizkreislauf) Wärme von einem Ort höherer Temperatur zu einem Ort niedrigerer Temperatur transportiert.

Wärmeträger werden je nach Anwendungszweck und Temperaturbereich auch als Heizmittel (Heizmedium), als Kälteträger oder als Kühlmittel bezeichnet. Um die Transportverluste zu minimieren, werden möglichst kurze und gut isolierte Rohrleitungsführungen angestrebt. Üblicherweise verwendete Wärmeträger sind: Wasser, Luft, Thermalöle bzw. Thermoöle, Salzschmelzen, flüssige Metalle.

Wärmetransport

Wärmeübertragung ist der Transport thermischer Energie infolge eines Temperaturunterschiedes über mindestens eine thermodynamische Systemgrenze hinweg.

Diese transportierte Energie wird als Wärme bezeichnet und ist eine Prozessgröße. Der Wärmeübergang erfolgt in Richtung kälterer Bereiche. Damit verbunden ist ein Wärmeausgleich über die Systemgrenzen hinweg.