Rotačné výmenníky tepla typu RRW sú účinné zariadenia určené na spätné získavanie tepla z odpadového vzduchu. Ich primárnou funkciou je efektívny prenos tepelnej energie z odvádzaného vzduchu do privádzaného vzduchu, čím prispievajú k zníženiu prevádzkových nákladov a zvýšeniu energetickej účinnosti.
Tieto výmenníky sú konštruované pre dopravu vzduchu bez mechanických častíc, ktoré by mohli spôsobiť prevádzkové poruchy samotných výmenníkov alebo pripojených ventilátorov. Konštrukcia skrine výmenníka RRW je tvorená oceľovým, galvanicky pozinkovaným plechom, čo zaisťuje jej odolnosť a dlhú životnosť.
Konštrukcia a princíp fungovania
Základnou stavebnou jednotkou rotačného výmenníka tepla je rotačné koleso, ktoré je vyrobené z voštinovej vlnitej fólie z hliníkovej zliatiny. Táto fólia je navinutá do valcového kolesa a následne vybavená kazetovým boxom. Celý rotor je uložený v guľôčkových ložiskách s permanentným mazaním, čo zaisťuje bezúdržbovú prevádzku.
Princíp regeneračného výmenníka tepla spočíva v krátkodobom ukladaní energie do pórovitého plniva alebo matrice. Počas takzvaného zahrievacieho cyklu preteká horúci plyn (odvádzaný vzduch) plnením rotora, pričom sa teplo prenáša z prúdu plynu do materiálu rotora. Následne sa smer toku zmení a studený vzduch (privádzaný vzduch) preteká cez rotor. Počas tohto chladného cyklu studený vzduch absorbuje teplo akumulované v rotore.
Vďaka neustálemu otáčaniu rotora (typicky 10-12 ot./min, pri entalpických výmenníkoch až 20 ot./min) sa teplovýmenná plocha výmenníka striedavo nachádza v prúde odvádzaného a privádzaného vzduchu. Týmto dynamickým procesom dochádza k efektívnemu prenosu tepla alebo chladu. V prípade špeciálneho prevedenia je možný aj prenos entalpie, čo znamená prenos tepla aj vlhkosti.
Prenos tepla a entalpie
Rotačný výmenník RRW umožňuje primárne prenos tepla z odvádzaného vzduchu do vzduchu privádzaného. Akumulačná hmota rotora, tvorená valcom s množstvom malých kanálikov, slúži ako nosič tepelnej energie. Približne polovica rotora je v prúde odvádzaného vzduchu, kde akumuluje teplo, a druhá polovica je v prúde privádzaného vzduchu, kde toto teplo odovzdáva.
Pri špeciálnych prevedeniach je možné dosiahnuť aj prenos entalpie, čo znamená súčasný prenos tepla a vlhkosti. Táto funkcia je obzvlášť cenná v systémoch, kde je potrebné nielen regulovať teplotu, ale aj vlhkosť privádzaného vzduchu.
Za určitých podmienok môže dochádzať aj k prenosu chladu, čo je výhodné najmä v letných mesiacoch pri použití systémov s klimatizáciou.
Použitie a aplikácie
Rotačné výmenníky RRW sú vhodné pre použitie v centrálnych aj decentrálnych systémoch vetrania v priemyselnej aj komfortnej vzduchotechnike. Vďaka svojej vysokej účinnosti prenosu tepla (a entalpie) patria medzi zariadenia s najvyššou efektivitou v tejto oblasti.
Ich použitie je ideálne pre všetky vzduchotechnické systémy s vyššími prietokmi vzduchu a sú veľmi vhodné ako súčasť zostavných jednotiek pre prívod a odvod vetracieho vzduchu. Použitie týchto výmenníkov vedie k zníženiu prevádzkových nákladov a skráteniu doby návratnosti investícií.
Kompatibilita s potrubnými systémami
Rotačné výmenníky RRW sú primárne určené pre stavebnicové systémy DIRECT AIR s ventilátormi ILB, ILT pre štvorhranné potrubné systémy s rozmermi od 40x20 do 100x50 cm. S použitím redukcie sú kompatibilné aj s ventilátormi CVB, CVT, CVAB, CAB pre kruhové potrubie s priemerom od 200 do 500 mm.
Na špeciálnu objednávku je možné vyrobiť rotačné regeneračné výmenníky aj pre ventilátory ILHT, prípadne CVTT. V rozšírenej verzii RRW HE sú určené pre modulárne systémy s ventilátormi IRB, IRT pre štvorcové kanálové systémy (400 × 200 až 1 000 × 500 mm) alebo s redukciou pre ventilátory CVB, CVT, CVAB/CVAT-N, CAB pre kruhové kanálové systémy (priemer 200 až 500 mm).
Technické parametre a špecifikácie
Rotačné výmenníky tepla sú dostupné v rôznych veľkostiach, s priemerom kolesa 500, 600, 700 a 1000 mm. Rozsah prietoku vzduchu je od 600 do 5700 m³/hod (resp. 600-5350 m³/hod pre RRW HE), pričom tento rozsah je pokrytý radom 4 typov.
Pre optimálnu prevádzku sa odporúča rýchlosť prúdenia vzduchu v rozsahu od 2 do 4 m/s. Výkon zariadenia je nízky, typicky okolo 180 W, a otáčky rotora sa pohybujú okolo 11 ot./min.
Pohon a regulácia
Pohon rotora je zabezpečený pomocou gumového remeňa, ktorý je poháňaný asynchrónnym motorom s kotvou nakrátko a závitovkovou prevodovkou. Motor je možné vybaviť frekvenčným meničom s centrálnou aj autonómnou reguláciou teploty prívodného vzduchu. Pre základné aplikácie postačuje regulácia zapínaním a vypínaním pomocou termostatu.
Alternatívou je motor s reguláciou pomocou frekvenčného meniča, ktorý umožňuje presnejšie riadenie výkonu.
Ochrana proti namŕzaniu
Výmenníky je možné vybaviť protimrazovou ochranou, ktorú zabezpečuje tlakový snímač. V prípade zvýšenej tlakovej straty na rotačnom výmenníku, ktorá signalizuje potenciálne namŕzanie, snímač spomalí otáčky rotora, čím sa minimalizuje riziko poškodenia. V bežných prevádzkových podmienkach však k namŕzaniu nedochádza.
RADIATORS EXPLAINED How to fix balance bleed panel radiator How radiators work flow & return valves
Údržba a prevádzka
Pri zachovaní správneho návrhu a inštalácie vyžaduje výmenník tepla len minimálnu údržbu. Ložiská výmenníka a motor sú bezúdržbové. V termínoch stanovených prevádzkovým predpisom (najmenej však raz za rok) je potrebné kontrolovať tesniace kefky, remeň pohonu a vykonávať revízie elektroinštalácie.
V náročných prevádzkových podmienkach s vyššou prašnosťou a vlhkosťou je odporúčané konzultovať prevádzkový predpis priamo s výrobcom výmenníka. Pri správnej konštrukcii výmenník tepla nevyžaduje časté čistenie.
Minimalizácia krížovej kontaminácie
Vstavané prvky, ako sú mechanické tesniace kefy a čistiaca časť, účinne minimalizujú riziko krížovej kontaminácie. Tieto prvky bránia prenikaniu baktérií, prachu a iných kontaminantov z odvádzanej strany na stranu privádzaného čerstvého vzduchu, čím sa zabezpečuje vyššia kvalita vnútorného prostredia.
Špeciálne aplikácie
Rotačné výmenníky tepla s vysokou pevnosťou konštrukcie a vysoko lešteným povrchom sú široko používané pri získavaní odpadového tepla zo vzduchu z výfukových plynov vykurovacích pecí a kotlov. Tieto výmenníky spĺňajú požiadavky nariadenia EK 1253/2014.
Existujú aj špecializované jednotky, ako napríklad regeneračné výmenníky tepla určené pre sekcie sušenia vzduchu v procesoch s kyselinou sírovou (SULPHUREX). Tieto výmenníky sú navrhnuté tak, aby zvládali veľké objemy vzduchu s riadeným poklesom tlaku a zabezpečujú striedavé ohrievanie a chladenie regeneračného vzduchu pre obnovenie výkonnosti sušiaceho média.
tags: #regeneracny #vymennik #tepla