Jakým způsobem pracuje rotační výměník tepla?
Rotační regenerační výměníky zpětného získávání tepla jsou určeny pro přenos tepla (nehygroskopické provedení) nebo přenos vlhkosti (hygroskopické provedení) při současném zachování vlastnosti přenosu tepla z odváděného vzduchu do vzduchu přiváděného. K přenosu tepla nebo vlhkosti dochází na rotoru, který jednou polovinou zasahuje do proudu teplého odváděného vzduchu a druhou do proudu přiváděného vzduchu. Otáčením rotoru prochází teplosměnná plocha výměníku střídavě proudem odváděného a přiváděného vzduchu, čímž dochází k přenosu tepla nebo tepla a vlhkosti.
Rotační výměníky zpětného získávání tepla patří s ohledem ke své konstrukci a způsobu provozu mezi zařízení s největší účinností.U teplotního provedení je účinnost až 80 % a vlhkostního provedení je účinnost přenosu tepla až 80% a účinnost přenosu vlhkosti až 70 %. Použití rotačních regeneračních výměníků tepla je především jako součást sestavy do jednotek pro přívod a odvod větracího vzduchu. K montáži do sestavných jednotek se tyto výměníky dodávají pro uspořádání jednotek nad sebou nebo vedle sebe. Rotační výměníky lze také použít jako samostatné díly vřazené do potrubních rozvodů vzduchotechniky nebo stěn zděných strojoven. Před výměníky doporučujeme z důvodu zanášení předřadit filtry.
Rotační regenerační výměníky se používají pro vzduchový výkon od 300 m3/hod do 80.000 m3/hod. Jmenovité objemové průtoky jsou stanoveny jako optimální vzhledem k průměru rotoru. Pro standardní podmínky se doporučuje rychlost proudění vzduchu v rozmezí 2 až 4 m/s. Při požadavku na použití vyšších rychlostí proudění vzduchu je nutná konzultace s výrobcem, který navrhne nutná opatření konstrukce rotoru výměníku. Standardní teplota přepravované vzdušniny je -20°C až +55°C.
Nejdůležitější výhoda rotačních regeneračních výměníků tepla je snížení nákladů na vytápění, což v důsledku znamená snížení velikosti prostoru a nákladů na pořízení kotelny. Dále se snižuje velikost a zároveň pořizovací náklady na ohřívače vzduchu, potrubí a čerpadla. Snížení spotřeby tepelné energie, znamená snížení provozních nákladů. Zejména u výměníků s přenosem vlhkosti je výhodou snížení spotřeby energie pro zvlhčování vzduchu - systém pracuje s vlhkostí. Dochází ke snížení energetických nároků na chlazení, což znamená snížení velikosti a zároveň pořizovacích nákladů na chladící systém (kompresor …), ochlazovače vzduchu, čerpadla a potrubí a spotřeby energie na chlazení. Další velkou výhodou rekuperačních výměníků tepla je podíl na celkovém snížení znečišťování životního prostředí.
Typové velikosti rotačních výměníků vycházejí z průměrové řady rotorů. Přiřazení velikosti výměníku se provádí dle vzduchového výkonu s ohledem na tlakovou ztrátu a účinnost rotoru. Hlavní rozměry rotačních regeneračních výměníků jsou uvedeny v katalogovém listě. Jiné modifikace výměníků, jeho technické upřesnění včetně vypracování přesného výpočtu a rozměrového návrhu, je možné dohodnout s výrobcem dle konkrétních požadavků.
Vyráběné rotační výměníky v hygroskopickém a nehygroskopickém provedení lze používat pro vnitřní prostředí normální (standardní provedení), pro venkovní prostředí nebo pro prostředí normální s motorem zóna 1, zóna 2. Do agresivního prostředí je nutné zvolit výměník s povrchovou úpravou rotoru tzv.epoxidovou vrstvou.
Rotor výměníku je vyroben z hliníkové fólie pro přenos tepla,z hliníkové fólie specielně povrchově upravené pro přenos tepla a vlhkosti nebo z hliníkové fólie s povrchovou úpravou epoxidovou vrstvou pro přenos tepla do agresivního prostředí. Uložení hřídele rotoru je provedeno kuličkovými resp.kuželíkovými ložisky. Rotor výměníku do velikosti 2920 mm je běžně dodáván vcelku nad tuto velikost je dodán vždy dělený. Rám výměníku je tvořen z profilů z ocelového pozinkovaného plechu,z hliníkových profilů nebo z ocelových uzavřených pozinkovaných profilů. Pozinkované a hliníkové profily jsou spojeny rohovníky. Spojení je provedeno nalisováním a zajištěno nýtováním nebo šrouby. Uzavřené pozinkované profily jsou spojeny svářením. Opláštění je tvořeno sendvičovými panely s tepelně-izolačními vlastnostmi. Plášť panelů je tvořen převážně ocelovým pozinkovaným plechem, na přání v barevné povrchové úpravě. Těsnění rámů a panelů je zajištěno těsnící páskou. Rotační výměník může být opatřen vyplachovací komorou, která omezuje průnik odváděného vzduchu do přiváděného. Vyplachovací komora je klínovitá komora osazená v dělící rovině rotačního výměníku. Vyplachovací komora plní svou funkci tehdy, je-li směr proudění přiváděného a odváděného vzduchu opačný. Rotor vůči komoře je těsněn speciálním těsněním. Rotační výměník je standardně vybaven pohonem, který se skládá z elektromotoru se šnekovou převodovkou, řemenice a řemenu. Elektromotor je dodáván s napájecím napětí 3x400 V nebo 1x230V. Výkon motoru je dle velikosti rotoru od 90W do 750 W. Přenos hnací síly mezi motorem a rotorem výměníku zajišťuje pryžový řemen, který se spojuje svářením nebo na přání mechanickou spojkou.
Rotační výměník pro zpětné získávání tepla lze provozovat s konstantními otáčkami (bez regulace), s frekvenčním měničem pro externí řízení nebo s vlastní regulací otáček (autonomní řízení). Rotační výměník s frekvenčním měničem pro externí řízení je provozován s proměnnými otáčkami, otáčky jsou regulovány frekvenčním měničem s analogovým signálem 0-10 V nebo 4-20 mA. Doporučené otáčky rotoru jsou 11-13/min. U výměníků s vlastní regulací otáček je rychlost otáčení rotoru výměníku automaticky stanovena řídícím regulátorem a předávána do frekvenčního měniče. Regulátor s frekvenčním měničem jsou dodávány v kompaktním celku.
Při provozu zařízení je třeba kontrolovat znečištění teplosměnných ploch. Vyčištění se doporučuje teplou tlakovou vodou, nejlépe zařízením WAP. Při proplachování je nutné postupovat velmi opatrně vzhledem k použitému materiálu (hliníku). Dále je nutné kontrolovat teplotu a rychlost proudění dopravovaného vzduchu, zanesení filtrů před výměníkem, napnutí řemenu a olej v převodovce.
Výhody:
- nejvyšší dosahovaná účinnost přenosu tepla (entalpie) - až 80%
- schopnost přenášet vlhkost (snižuje se nutnost dovlhčovat vzduch, zvlášť v zimním období)
- malé zastavovací rozměry, cca 450 mm (deskové výměníky jsou podstatně rozměrnější)
- menší schopnost namrzání (při běžných podmínkách - teplotách cca -12 °C ve střední Evropě a běžné relativní vlhkosti vzduchu cca 40-60%, nedochází k zamrzání na rozdíl od deskových výměníků)
- nemusí být osazen obtokovou klapkou
- nejrychlejší návratnost vložených investic
Nevýhody:
- netěsnost rotačního výměníku
- vrácení zpět malého množství vzduchu spolu se vzduchem novým
- nutnost pohonu otáčení kola
- schopnost vždy vracet, byť v omezené míře (10-15%) vlhkost
Konkrétní informace o montáži naleznete v následujících dokumentech