Uit de afvoerlucht van klimaatinstallaties kan energie worden teruggewonnen. Deze techniek noemen we warmteterugwinning. Als de klimaatinstallatie ook voor koeling zorgt, kan er in de zomer ook koelenergie worden teruggewonnen. De aangezogen warme buitenlucht wordt dan voorgekoeld met de gekoelde afvoerruimtelucht. Dit gebeurt met hetzelfde warmteterugwinsysteem.

Warmteterugwinning: recuperatieve en regeneratieve systemen

Voor warmteterugwinning bestaan verschillende systemen, ook wtw-systemen genoemd. Deze zijn onder te verdelen in recuperatieve en regeneratieve systemen.

Recuperatieve wtw-systemen

Onder de recuperatieve systemen vallen de systemen met kruisstroomwisselaars, tegenstroomwisselaars, de heatpipes en de twincoilsystemen. Bij een recuperatieve warmtewisselaar worden beide media altijd via een wand van elkaar gescheiden.

Regeneratieve wtw-systemen

Onder de regeneratieve systemen vallen de accumulerende warmteterugwinsystemen en de warmteterugwinsystemen met een warmtewiel. Bij deze systemen is ook vochtterugwinning mogelijk. Daarbij kan ook latente warmte teruggewonnen worden door condensatie van de luchtstroom.

Hoe werkt een warmtewiel?

Warmteterugwinning wordt bij warmtewielen gerealiseerd door een roterend wiel dat in beide luchtstromen ronddraait.

Onderdelen warmtewiel

Het warmtewiel bestaat uit een accumulerend pakket gegolfde en gladde aluminium banden dat gezamenlijk om een naaf is gewikkeld. Om ook vocht over te dragen is het warmtewiel voorzien van een chemisch aangebrachte, hygroscopische laag. Wanneer vochtterugwinning niet hoeft plaats te vinden, worden ook wel cellulose of keramische materialen toegepast.
Verder zijn er diverse afdichtingsmogelijkheden om retour- en aanvoerlucht van elkaar te scheiden.

Warmtewielen bezitten een zelfreinigende werking. omdat vuildeeltjes steeds worden weggeblazen door de tegengestelde stromingsrichting van de beide luchtstromen.

Speciale spoelkamer

Als er extra hoge eisen worden gesteld aan de luchtkwaliteit en er zich geen afvoerlucht in de toevoerlucht mag bevinden, is er een speciale spoelkamer vereist. Deze voorkomt dat afvoerlucht die zich nog in de rotorkamer bevindt door de rondgaande beweging wordt meegevoerd naar de toevoerluchtsectie. Een gedeelte van de toevoerlucht wordt in de afvoersectie omgeleid en spoelt zo de in de rotor verblijvende afvoerlucht eruit. Op deze wijze komt er alleen maar toevoerlucht in de rotor voordat deze wordt opgewarmd.

Aandrijving rotor

De aandrijving van de rotor geschiedt in de meeste gevallen door middel van een platte riem die onder veerspanning wordt gehouden.
Temperatuurregeling is mogelijk door het toerental van de rotorfrequentie te regelen. Het maximale rendement wordt bereikt bij een toerental van ongeveer tien omwindingen per minuut. Op deze wijze kan zowel ’s zomers als ’s winters een optimale energieoverdracht worden gewaarborgd.

Indeling op basis van vochtterugwinning

Warmtewielen kunnen worden ingedeeld op basis van hun eigenschappen op het vlak van vochtterugwinning. De volgende indeling is hierbij te maken:

Condensatierotor

Het wikkelmateriaal van deze rotor bestaat uit blank aluminium zonder oppervlaktebehandeling. In de winterperiode kan hiermee ook vocht worden overgedragen, wat het latente rendement verhoogt. In de zomerperiode treedt condensatie niet op. Om de corrosieweerstand te vergroten kunnen deze rotors ook zijn voorzien van een epoxy coating.

Hygroscopische rotor

Na vervaardiging wordt het materiaal door onderdompeling in een etsende vloeistof hygroscopisch gemaakt. Ook in de zomerperiode is een beperkte latente energiewinst te behalen.

Sorptierotor

Hierbij is het oppervlak chemisch behandeld met silicagel of lithiumchloride. Het vochtabsorberend vermogen is hierbij het grootst, terwijl het latente rendement onafhankelijk is van de omgevingstemperatuur en het vochtgehalte in beide luchtstromen. Wat betreft rendement scoren de sorptiewielen dus het beste. Sorptierotoren kunnen echter niet horizontaal worden gemonteerd en ook kunnen ze niet worden gereinigd met een hogedrukspuit omdat ze zeer kwetsbaar zijn.

Meer kennisartikelen over klimaattechniek

Dit kennisartikel komt uit hoofdstuk 4: Warmteterugwinning van de Vakbase W-installatie, het digitale naslagwerk van gawalo.nl over klimaattechniek

De Vakbase W-installatie bestaat uit twee onderdelen: Klimaatbeheersing 1 bevat informatie over de theorie en praktijktoepassingen van warmtetechnieken en Klimaatbeheersing 2 behandelt luchtbehandeling, ventilatie en koeling.

Abonnees van Gawalo kunnen gratis gebruikmaken van de Vakbase W-installatie.