Porovnání rotačních a protiproudých výměníků

Rotační výměník tepla
Rotační výměníky jsou schopny kromě tepla (citelné teplo) přenášet i vlhkost (latentní teplo). Používají se v chatách a bytech a poskytují účinnost rekuperace přes 85 %.

Přenos tepla
Laminární struktura rotoru (obdoba vlnitého papíru) a nepřetržitý rotační pohyb mezi proudy teplého a studeného vzduchu vedou k ohřevu rotoru ve výfukovém vzduchu. V zimě se toto teplo přenáší do studeného přiváděného vzduchu. V létě lze tento efekt využít v budovách s klimatizačními jednotkami obráceně, kdy studený odpadní vzduch z místnosti ochlazuje teplý přiváděný vzduch z ulice.

Přenos vlhkosti přes kondenzační rotor
Matrice tepelného výměníku je vyrobena z čistého hliníku, který předává vlhkost přesně v okamžiku, kdy dochází ke kondenzaci na straně odpadního vzduchu a je následně absorbována venkovním vzduchem. Při velkých teplotních rozdílech může stupeň odsávání vlhkosti přesáhnout 60 %. U našich rotorů se vlhkost přenáší nejdříve, když je to potřeba, tedy v zimě. To vám umožní snížit nebo dokonce zcela předejít problémům s nadměrně suchým vzduchem. Přenos vlhkosti lze řídit úpravou otáček rotoru.

Rotační zachycení – Vnitřní toky
Rotace rotoru může způsobit, že malé množství odpadního vzduchu vstoupí do přiváděného vzduchu (rotační zachycení). Kombinace proudění vzduchu ve skříni a rychlosti rotoru, spojená s poklesem tlaku v jednotce (např. v důsledku filtrů), může vést k tomu, že určité množství odpadního vzduchu se přenese do přiváděného vzduchu. Obecně platí, že naše zařízení s rotačním výměníkem tepla má vnitřní průtok menší než 5 procent a u zařízení certifikovaných pro použití v pasivních domech (ekodomech) klesá na méně než 3 procenta. Tato úroveň vnitřních průtoků nám umožňuje v tomto parametru porovnávat rotační jednotky s protiproudými jednotkami.

Ochrana proti mrazu
V obytných budovách díky přenosu vlhkosti odpadá nutnost odvádění kondenzátu. To znamená, že ventilační jednotka nemusí být napojena na kanalizační potrubí. Kromě toho při teplotách až –20 °C rotor nezamrzá při přenosu kondenzátu, takže ochrana tepelného výměníku proti zamrznutí není nutná. Při nízkých venkovních teplotách tak lze využít plné schopnosti výměníku tepla. Čím chladněji, tím lépe.

Protiproudý výměník tepla
Hliníkové a plastové protiproudé výměníky tepla přenášejí teplo (citelné teplo) a mohou dosáhnout účinnosti vyšší než 90 %.

Přenos tepla
V deskových výměnících tepla vzduch prochází řadou rovnoběžných desek. Zde se přiváděný a odváděný vzduch nemísí a jsou vždy umístěny střídavě na opačných stranách. Tepelná energie se přes desku přenáší z proudu teplého vzduchu do proudu studeného vzduchu.

Žádný přenos vlhkosti
Při použití běžných hliníkových nebo plastových deskových výměníků vzniká kondenzát, který je nutné z jednotky odvádět do odpadního potrubí. Sifon musí být vždy naplněn vodou, aby se zabránilo nasávání vzduchu potrubním systémem.

Těsnost
Přiváděný a odpadní vzduch jsou od sebe zcela odděleny, takže teoreticky v přiváděném vzduchu není žádný odpadní vzduch. V praxi však může docházet k vnitřním netěsnostem v důsledku kombinace výrobních tolerancí cca. 0,8 % pro deskové výměníky tepla (podle specifikace výrobce) a netěsnosti pláště v závislosti na poklesu tlaku v jednotce. I zde je limit pro vnitřní netěsnost 5 % a pro pasivní domy 3 %.

Ochrana proti mrazu
Čím vyšší je účinnost výměníku, tím více kondenzátu může vznikat při velkém rozdílu teplot. Účinnost ovlivňuje i teplotu, pod kterou je nutné výměník chránit před zamrznutím, tzn. když kondenzát začne mrznout. U vysoce výkonných protiproudých výměníků s účinností kolem 90 % by již při venkovních teplotách pod -3 °C měla být ochrana proti mrazu. Čím nižší je účinnost, tím nižší je bod tuhnutí, takže náklady na energii na ochranu proti zamrznutí se podle toho liší. Aby byla zajištěna spolehlivá ochrana proti zamrznutí a aby se zabránilo odvodu příliš velkého množství tepla z tepelného výměníku, může být venkovní vzduch buď předehříván, nebo směrován přes teplo.
výměník přes obtok a poté přes ohřívač. Další často používanou možností je přiškrcení ventilátoru přiváděného vzduchu, čímž vzniká nerovnováha mezi přiváděným a odváděným vzduchem. Speciální typy deskových výměníků tepla, jako je protiproudý membránový výměník tepla, mohou také přenášet vlhkost a teplo. Účinnost přenosu citelného tepla však klesá na přibližně 75 % a je nižší než u rotorů.

Přenos vlhkosti
Membránové výměníky tepla mohou přenášet vlhkost a nevyžadují připojení k odpadu. V závislosti na rozdílu vlhkosti lze v létě přenášet vlhkost také z venkovního vzduchu do odpadního vzduchu. Membrány však podléhají opotřebení: póry se začnou uzavírat a nakonec je třeba vyměnit výměník tepla. Počáteční charakteristiky přenosu vlhkosti se v průběhu času neustále snižují.

Ochrana proti mrazu
Bod tuhnutí membránových výměníků tepla je o něco nižší než u hliníkových nebo plastových výměníků a při venkovních teplotách kolem -8 °C je nutná ochrana proti zamrznutí.

Závěr
Každý typ výměníku má své výhody a nevýhody, které jsou v závislosti na požadavcích více či méně významné. Deskový výměník tepla může poskytnout nejvyšší účinnost rekuperace, pokud teplota venkovního vzduchu neklesne (nebo jen krátkodobě) pod bod mrazu výměníku tepla (tj. není chladnější než cca -3°C) a je vhodnější pro oblasti s mírným klimatem. Membránový výměník hraje své přednosti všude tam, kde je potřeba průběžně přenášet co nejvíce vlhkosti. Hliníkové nebo plastové výměníky tepla jsou často nahrazeny membránovými výměníky tepla asi po dvou letech, jakmile se z konstrukce uvolní vlhkost. Prostup vlhkosti zde však nelze kontrolovat a membrána se postupně uzavírá. Rotor pracuje nejúčinněji v klimatických podmínkách do -20 °C. Zde je rotor schopen generovat maximální návrat tepla bez jakékoli ochrany proti zamrznutí a také přenášet vlhkost podle potřeby. V dnešní době již vnitřní netěsnosti nejsou problémem, protože jsou srovnatelné s jinými výměníky tepla. V obytných oblastech není menší přenos pachů důležitý, protože podíl přenášený ventilačním systémem je výrazně menší než např. dveřmi, oděvem nebo vzduchovými hmotami, které se mohou pohybovat mezi místnostmi. S otevřeným plánem (obytná plocha) dnes běžnými návrhy už na tom nezáleží.