Gegenstrom

Der Gegenstrom ist ein grundlegendes Prinzip in der Stoff- und Wärmeübertragungstechnik (siehe auch Verfahrenstechnik). Das Gegenstromprinzip findet man auch in der Biologie, etwa bei der Sauerstoffaufnahme mancher Tiere in Lunge oder Kiemen oder bei der Durchblutung von Wasservögelfüßen.

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Man lässt hierbei zwei Stoffströme, beispielsweise kalte und warme Luft (im Wärmeübertrager) oder Rauchgas und Waschflüssigkeit (in einer Kolonne) aus entgegengesetzter Richtung aneinander vorbeiströmen und bringt sie derart in Kontakt zueinander, dass zwischen ihnen der Austausch von Stoff oder Wärme möglich ist.

Da durch die Stromführung immer ein Temperatur- oder Konzentrationsgefälle zwischen den Stoffströmen besteht, ist es (im Idealfall) möglich, nahezu die gesamte Wärme- oder Stoffbeladung von einem Stoffstrom auf den anderen zu übertragen. Dies ist insbesondere in der Trenntechnik und in der Wärmerückgewinnung von überragender Bedeutung.

Rechts im Bild ist ein Wärmeüberträger dargestellt, der nach dem Gegenstromprinzip arbeitet. Der untere Luftstrom sei die Frischluftzufuhr eines Wohnhauses, welche mit der Abluft des selben Hauses vorgewärmt werden soll.

Man kann erkennen, dass die Frischluft während des Durchlaufens des Wärmeüberträgers von rechts nach links nach und nach nahezu die gesamte Wärmeenergie der Abluft übernimmt. Am Ende geht nur noch ein kleiner Teil der Wärme verloren; dies kann nicht verhindert werden, da zur Wärmeübertragung immer ein endlich großes treibendes Temperaturgefälle notwendig ist (der Wärmeüberträger müsste sonst unendlich lang sein).

Bei einer Stromführung nach dem Gleichstromprinzip könnte höchstens die Hälfte der Wärme zurückgewonnen werden.

Stoffübertragenden Verfahren (thermische Trennverfahren, Membrantrennverfahren, ...) --> völlig analog.