Co je lepší: rotační nebo deskový rekuperátor

V současné době je věnována zvláštní pozornost snižování energetické náročnosti budov. Jejich ohřev spotřebovává značnou část energetických zdrojů, při jejichž spalování vznikají škodlivé látky, které se dostávají do atmosféry.
Vzhledem k tomu, že více než 70 % energie je spotřebováno inženýrskými systémy, mělo by zde být vynaloženo hlavní úsilí na snížení nákladů.

V zimě se minimálně 25–50 % tepla spotřebuje na ohřev přiváděného vzduchu. V létě je v místnostech vybavených centrální klimatizací přebytečné teplo odváděno ochlazováním vzduchu. Rostoucí ceny energií podněcují zvýšený zájem o větrací jednotky vybavené rotorem resp deskové výměníky tepla typ vzduch-vzduch.

více než 70 % energie je spotřebováno inženýrskými systémy
REKUPERACE DESKY
ROTAČNÍ REKUPERATOR
SYSTÉMY OBĚHU VODY
TEPELNÉ KOMORY

1.1 Deskový rekuperátor

Deskový rekuperátor obvykle vyrobeny z hliníkových desek, které vytvářejí systém kanálů pro průchod dvou proudů vzduchu. Díky jeho turbulentnímu proudění je dosaženo vysoké účinnosti rekuperace tepla při relativně nízkém aerodynamickém odporu. Deskový rekuperátor lze použít v místnostech s vysokými požadavky na čistotu vzduchu.
Typické schéma rekuperační instalace založené na deskový výměník tepla.

Podle provedení deskové výměníky tepla mají účinnost 40 až 80 % a tlakovou ztrátu v přívodu a odvodu od 50 do 250 Pa.

1. Nejjednodušší zařízení a absence pohyblivých částí.

2. Se správným hardwarovým potrubím je vyloučeno znečištění přiváděného vzduchu v důsledku netěsností v digestoři.

3. Nevyžaduje prakticky žádnou údržbu. Výjimkou je situace, kdy je zařízení instalováno v prostředí se zvláště znečištěným ovzduším, například v lakovacích kabinách. Čištění vyjímatelných výměníků tepla se provádí mytím v rozpouštědlech.

4. Minimální zvýšení výkonu ventilátoru při překonání tlakové ztráty v přívodu a odvodu.

1. Jejich použití je možné na křižovatce potrubí přívodu a odvodu vzduchu.

2. Pokud v zimě zamrzne výměník na vstupu, je nutné automaticky zastavit ventilátor nebo použít bypass.

3. Mezi přívodem a výfukem nedochází k výměně vlhkosti.

1.2 Rotační rekuperátor

Rotační rekuperátor má vyšší účinnost a tedy i náklady než typ desky. Rekuperace tepla je přes 90 %. Rekuperátor je disk s buněčnou strukturou. Účinnost rekuperace tepla se upravuje změnou otáček rotoru.
Řada rotačních výměníků tepla kondenzačního typu předává teplo i vlhkost, která kondenzuje na povrchu trysky v místech s teplotou pod rosným bodem.
Rotační výměníky tepla hygroskopický typ přenáší teplo i vlhkost absorbovanou tryskou s hygroskopickým povlakem.
Typické schéma rekuperační instalace založené na rotační výměník tepla znázorněno na obrázku.
Rotační výměníky tepla Sorpční typ provádí především přenos vlhkosti, pro který je tryska s malou tepelnou kapacitou pokryta vrstvou sorbentu: soli lithia, silikagel.
Podle provedení rotační výměníky tepla mají účinnost 60 až 85 % a mají tlakovou ztrátu v přívodu a výfuku od 75 do 500 Pa.

1. Použití různých typů rotorů poskytuje širokou škálu praktických řešení.

2. Minimální rozměry jednotky.

3. Úpravou otáček rotoru můžete ovládat celkovou účinnost rekuperátoru.

1. Jejich použití je možné za předpokladu, že potrubí pro přívod a odvod vzduchu jsou paralelně umístěny v těsné blízkosti.

2. Dodatečná elektřina je spotřebována k překonání dodatečné ztráty tlaku v zásobování a výfuku.

3. Znečištěný vzduch je částečně převáděn z výfuku do přívodu. Úroveň znečištění lze snížit řadou konstruktivních opatření, ale nelze ji zcela odstranit.

Rotor je vybaven tryskou s vysokou tepelnou kapacitou. Při použití protiproudého okruhu se střídavě ohřívá a ochlazuje proudy vzduchu vytvářejícího teplo a teplo pohlcující

1.3 Systémy cirkulace vody

Voda oběhové systémy obsahuje dva žebrové výměníky tepla voda-vzduch, propojené hydraulickým okruhem. Čerpá vodu nebo směs vody a glykolu. Výměníky tepla jsou umístěny v potrubí přívodu a odvodu vzduchu, které mohou být umístěny v určité vzdálenosti. Typický vodní okruh oběhový systém znázorněno na obrázku.

Teplo absorbované z jednoho proudu vzduchu mezilehlým chladivem se přenáší do druhého výměníku tepla. Přes něj se přenáší do jiného proudu vzduchu. V závislosti na provedení výměníků tepla a uzavíracích a regulačních ventilů voda oběhové systémy poskytují účinnost regenerace od 50 do 65 % a mají tlakovou ztrátu na vstupu a výstupu od 200 do 900 Pa.

1. Odpadá nutnost sousedního umístění potrubí přívodu a odvodu vzduchu, čímž odpadá možnost změny jejich vedení při rekonstrukci vzduchotechnických a klimatizačních systémů.

2. Průtok znečištěného vzduchu z výfuku do přívodu je nemožný, protože jsou izolovány mezilehlým chladivem.

1. Vysoká spotřeba energie oběhovým čerpadlem.

2. Přítomnost oběhového čerpadla a značné množství uzavíracích a regulačních ventilů určuje velké množství provozní a technické práce.

3. Mezi přívodem a výfukem nedochází k výměně vlhkosti.

Termokamera je kontejner rozdělený na dvě části. Pomocí ventilového systému jsou střídavě plněny přiváděným a odváděným vzduchem. Tímto způsobem dochází k přenosu tepla mezi proudy vzduchu. Účinnost tohoto systému je poměrně vysoká, ale vyžaduje značné kapitálové náklady. Používání tepelná komora nepřijatelné s kontaminovaným odpadním vzduchem.

2. Freonové systémy

Pro rekuperaci tepla se někdy používají systémy založené na freonovém okruhu.
To umožňuje využít energii fázových přechodů chladiva s vysokým koeficientem energetické účinnosti.
Pro implementaci těchto řešení jsou možné následující možnosti:

TEPELNÉ ČERPADLA
TEPELNÉ POTRUBÍ

2.1 Tepelné trubky

Tepelné trubky jsou freonový okruh, ve kterém chladivo cyklicky přechází z kapalného do plynného skupenství a zpět. Typické schéma heatpipe je znázorněno na obrázku.

Účinnost tepelné trubky se pohybuje od 45 do 65 % a lze jej upravit změnou sklonu. Průtok kontaminovaného vzduchu z výfuku do přívodu je vyloučen, protože jsou izolovány mezilehlým chladivem. Ve srovnání s jinými prostředky obnovy tepelné trubky se vyznačují maximální kompaktností. Jejich použití je možné za předpokladu, že potrubí pro přívod a odvod vzduchu je umístěno paralelně, přímo vedle sebe.

2.2. Tepelná čerpadla

Tepelné čerpadlo – jedná se o chladicí okruh s kompresorem, expanzním ventilem, dále výparníkem a kondenzátorem umístěným v přívodním a odvodním vzduchovém potrubí. Charakteristickým rysem je přítomnost 4cestného obtokového ventilu, který zajišťuje vratný pohyb chladicí kapaliny z výfuku do přívodu a zpět. Potrubí pro přívod a odvod vzduchu je možné od sebe oddálit v rámci povolené délky chladicího okruhu.
Průtok znečištěného vzduchu z výfuku do přívodu je vyloučen, protože jsou izolovány mezilehlým chladivem. Výkon teplé čerpadlo závisí na průtoku vzduchu a jeho teplotě na vstupu do výparníku a kondenzátoru. Čím vyšší je průtok vzduchu a jeho teplota, tím větší je výkon. Nižší teploty také znamenají vyšší výkon a nižší spotřebu energie.
Hodnoty koeficientu výkonu (COP). tepelná čerpadla jsou asi 4,5–5,2. To znamená, že na jednotku vynaložené energie se přepraví 4–5 jednotek tepelné energie. Největších úspor se dosáhne při vysoké vlhkosti odpadního vzduchu: například v bazénech a aquaparcích.

Schéma úpravy vzduchu v přívodní a odsávací jednotce vybavené rekuperátorem a tepelné čerpadlo.

Za těchto podmínek se přiváděný vzduch ohřívá díky teplu generovanému kondenzátorem tepelného čerpadla. Ohřívač vody se nepoužívá. Aby se snížily náklady na energii, jednotka pracuje v režimu částečné recirkulace. Čerstvý vzduch je dodáván v množství nepřesahujícím požadavek.

Během teplého období mění 4cestný ventil čerpadla směr proudění chladiva. Tímto způsobem se výměník tepla na straně přiváděného vzduchu stává výparníkem a může plnit funkci chlazení. Zároveň se výrazně zmenšila velikost chladiče a v některých případech není potřeba chladicí jednotka vůbec.

Všechna výše popsaná technická řešení jsou realizována pomocí zařízení, které je prezentováno v produktovém portfoliu Regatta.

COP tepelných čerpadel je cca 4,5-5,2.

Zimní režim

Za těchto podmínek se přiváděný vzduch ohřívá díky teplu generovanému kondenzátorem tepelného čerpadla. Ohřívač vody se nepoužívá. Aby se snížily náklady na energii, jednotka pracuje v režimu částečné recirkulace. Čerstvý vzduch je dodáván v množství nepřesahujícím požadavek.

Letní režim

Během teplého období mění 4cestný ventil čerpadla směr proudění chladiva. Tímto způsobem se výměník tepla na straně přiváděného vzduchu stává výparníkem a může plnit funkci chlazení. Zároveň se výrazně zmenšila velikost chladiče a v některých případech není potřeba chladicí jednotka vůbec.