Сравнение роторных и противоточных теплообменников

Роторный теплообменник
Помимо тепла (ощутимое тепло), роторные теплообменники также способны передавать влагу (скрытое тепло). Применяются в коттеджах и квартирах, обеспечивают КПД рекуперации более 85%.

Теплопередача
Ламинарная структура ротора (аналог гофрированной бумаги) и непрерывное вращательное движение между потоками теплого и холодного воздуха приводят к нагреву ротора в вытяжном воздухе. Зимой это тепло передается холодному приточному воздуху. Летом этот эффект можно использовать наоборот в зданиях с кондиционерами, холодным вытяжным воздухом из помещения охлаждать теплый приточный воздух с улицы.

Передача влаги через конденсационный ротор
Матрица теплообменника изготовлена из чистого алюминия, который передает влагу именно в тот момент, когда на стороне вытяжного воздуха образуется конденсат, а затем поглощается наружным воздухом. При больших перепадах температур степень извлечения влаги может превышать 60%. С нашими роторами влага передается в первую очередь, когда это необходимо, то есть зимой. Это позволяет уменьшить или даже полностью избежать проблем с чрезмерно сухим воздухом. Передача влаги может контролироваться путем регулировки скорости вращения ротора.

Захват при вращении – внутренние перетоки
Вращение ротора может привести к попаданию небольшого количества вытяжного воздуха в приточный воздух (захват при вращении). Комбинация перетока воздуха в корпусе и скорости вращения ротора в сочетании с перепадом давления в установке (например, из-за фильтров) может привести к тому, что определенное количество вытяжного воздуха будет передаваться в приточный воздух. В целом, наше оборудование с роторным теплообменником имеет уровень внутренних перетоков менее 5 процентов и снижается до уровня менее 3% в оборудовании, сертифицированном для использования в пассивных домах («Эко-домах»). Такой уровень внутренних перетоков позволяет сопоставить роторные установки с противоточными по данному параметру.

Защита от обмерзания
В жилых зданиях, благодаря передаче влаги, нет необходимости отводить конденсат. Это означает, что вентиляционную установку не нужно подключать к канализационной трубе. Кроме того, до –20°C ротор не замерзает при передаче конденсата, что делает защиту от замерзания для теплообменника ненужной. Таким образом, при низких температурах наружного воздуха можно использовать все возможности теплообменника. Чем холоднее, тем лучше.

Противоточный теплообменник
Алюминиевые и пластиковые противоточные теплообменники передают тепло (ощутимое тепло) и могут достичь КПД более 90%.

Передача тепла
В пластинчатых теплообменниках воздух проходит через ряд параллельных пластин. Здесь приточный и вытяжной воздух не смешиваются и всегда находятся попеременно на противоположных сторонах. Тепловая энергия передается через пластину от потока теплого воздуха к потоку холодного воздуха.

Без переноса влаги
Если используются обычные алюминиевые или пластиковые пластинчатые теплообменники, то образуется конденсат, который необходимо отводить из агрегата в сточную трубу. Сифон всегда должен быть заполнен водой, чтобы предотвратить всасывание воздуха через систему воздуховодов.

Герметичность
Приточный воздух и вытяжной воздух полностью отделены друг от друга, поэтому теоретически в приточном воздухе нет части вытяжного воздуха. На практике, однако, могут быть внутренние утечки из-за сочетания производственных допусков ок. 0,8% для пластинчатых теплообменников (по спецификации производителя) и утечек в корпусе, в зависимости от перепада давления в агрегате. Здесь также предел для внутренней утечки составляет 5% и 3% для пассивных домов.

Защита от обмерзания
Чем выше эффективность теплообменника, тем больше конденсата может образовываться при большой разнице температур. Эффективность также влияет на температуру, ниже которой теплообменник должен быть защищен от замерзания, т.е. когда конденсат начинает замерзать. Для высокопроизводительных противоточных теплообменников с КПД около 90% защита от обмерзания должна уже быть при наружной температуре ниже -3°C. Чем ниже эффективность, тем ниже точка замерзания, поэтому затраты энергии на защиту от замерзания варьируются соответственно. Для надежной защиты от замерзания и предотвращения отвода слишком большого количества тепла из теплообменника наружный воздух можно либо предварительно нагреть, либо направить мимо тепло
обменника через байпас, а затем через нагреватель. Часто используется другая опция: вентилятор приточного воздуха дросселируется, создавая дисбаланс между приточным воздухом и вытяжным воздухом. Специальные типы пластинчатых теплообменников, такие как противоточный мембранный теплообменник, также могут передавать влагу и тепло. Однако эффективность ощутимой теплопередачи снижается примерно до 75%, и становится ниже, чем у роторов.

Передача влаги
Мембранные теплообменники могут переносить влагу и не требуют подключения к водостоку. В зависимости от разницы влажности, влага также может быть перенесена из наружного воздуха в вытяжной воздух летом. Тем не менее, мембраны подвержены износу: поры начинают закрываться, и в конечном итоге теплообменник необходимо заменять. Первоначальные характеристики переноса влаги постоянно снижаются с течением времени.

Защита от обмерзания
Температура замерзания мембранных теплообменников несколько ниже, чем у алюминиевых или пластиковых теплообменников, и защита от замерзания требуется при температуре наружного воздуха около -8°C.

Заключение
Каждый тип теплообменника имеет свои преимущества и недостатки, которые в зависимости от требований являются более или менее значительными. Пластинчатый теплообменник может обеспечивать наибольший КПД рекуперации, если температура наружного воздуха не падает (или ненадолго) ниже температуры замерзания теплообменника (т.е. не холоднее, чем около -3°C) и подходят больше для регионов с мягким климатом. Мембранный теплообменник играет на своих сильных сторонах везде, где необходимо постоянно передавать как можно больше влаги. Алюминиевые или пластиковые теплообменники часто заменяются мембранными теплообменниками примерно через два года после того, как влага из конструкции ушла. Однако перенос влаги здесь не может контролироваться, и мембрана постепенно закрывается. Ротор наиболее эффективно работает в климатических условиях до -20° C. Здесь ротор способен генерировать максимальный возврат тепла без какой-либо защиты от замерзания, а также передавать влагу по мере необходимости. В настоящее время внутренние утечки больше не являются проблемой, поскольку они сравнимы с другими теплообменниками. В жилых помещениях незначительная передача запаха не важна, поскольку доля, передаваемая через вентиляционную систему, значительно меньше, чем, например, через двери, одежду или воздушную массу, которая может перемещаться между комнатами. С проектами открытой планировки (жилой зоны), распространенными сегодня, это уже не имеет никакого значения.