Rotaciniai rekuperatoriai – ne visada pigesnis vėdinimo sistemų tipas

Laikais, kai šilumos energijos kainos sparčiai kyla į viršų, priverstinį patalpų vėdinimą užtikrinanti, šilumą grąžinanti vėdinimo sistema tampa praktiškai būtina įsirengiant naują gyvenamąjį būstą. Tiesa, rinkoje egzistuojant itin didelei vėdinimo sistemų pasiūlai, išsirinkti iš tiesų efektyvią ir maksimaliai šilumos energiją taupančią rekuperacinę sistemą, kartais gali būti sudėtingiau nei atrodo. Todėl šiame straipsnyje nusprendėme apžvelgti bene populiariausių rekuperacinių sistemų efektyvumą bei atsakyti į klausimą, kodėl rotaciniai rekuperatoriai pigiausiu vėdinimo sistemos tipu gali būti laikomi toli gražu ne visuomet.

Popurliariausios rekuperatorių rūšys – esminiai skirtumai

rotaciniai rekuperatoriai
Rotacinio rekuperatoriaus veikimo principas

Šių dienų vėdinimo sistemų rinkoje galima išskirti dvi populiariausias rekuperatorių rūšis – rotacinius ir priešpriešinių srautų rekuperatorius. Nors abi sistemos pasižymi ta pačia pagrindine funkcija – grąžinti į patalpas šilumą, kuri paprastai pašalinama su jau panaudotu patalpų oru, joms taip pat būdinga keletas esminių skirtumų. Šioje vietoje neretai keliamas klausimas: jei prietaisų funkcija – ta pati, ar verta gilintis į smulkesnes detales, tokias kaip rekuperatorių sandara ar skirtingas jų veikimo principas? Tiesa ta, jog nuo šių, iš pirmo žvilgsnio mažai svarbių detalių, dažnai priklauso rekuperacinės sistemos veikimo efektyvumas, o kartu ir jūsų šildymo sąskaitos.

Rekuperatorių veikimo principai: reikšmė efektyvumui

Norint palyginti populiariausias vėdinimo sistemų rūšis, visų pirma, reikėtų žinoti esminius jų veikimo skirtumus. Pirmieji, dažnai pigesniu vėdinimo sprendimu laikomi rotaciniai rekuperatoriai panaudoto oro šilumą naujam, išvalytam orui perduoda vamzdelių pagalba – panaudotas patalpų oras keliaudamas per rotoriaus vamzdelius jiems atiduodamas savo šilumą. Vėliau, šiems vamzdeliams sukantis ir tokiu būdu atsidūrus oro padavimo kanale, sušildomas naujas, per juos į patalpas paduodamas oras. Su rotaciniais rekuperatoriais dažniausiai lyginami priešpriešinių srautų rekuperatoriai pasižymi gana skirtingu veikimo principu – jų atveju šiluma keliauja per plokšteles, todėl paduodamo ir ištraukiamo oro srautai lieka visiškai izoliuoti vienas nuo kito. 

Kodėl tai, kad panaudotas, ištraukiamas iš patalpos oras ir į patalpas įleidžiamas, išvalytas oras nesusitinka – svarbu? Tyrimai rodo, jog orui cirkuliuojant per tuos pačius rotoriaus vamzdelius, apie 3-8% iš patalpų išmetamo, jau panaudoto oro grįžta atgal, o tai savaime mažina prietaiso vėdinimo efektyvumą. Šis faktas yra svarbus ne tik šilumogrąžos aspektu. Priešpriešinių srautų rekuperatoriaus atveju, išvalyto, naujo iš lauko paduodamo oro srautas su panaudoto, šalinamo oro srautu nesusitinka, tokiu būdu užtikrinant, jog į patalpą kartu su išvalytu oru nepateks ir kenksmingos panaudoto oro dalelės.

Efektyvumo skirtumai keičiantis lauko temperatūrai 

Lyginant populiariausių vėdinimo sistemų efektyvumą, profesionalai rotacinių rekuperatorių nėra linkę rekomenduoti kaip pirmo, aukštą patalpų vėdinimo efektyvumą galinčių garantuoti šilumokaičių. Vėdinimo sistemos su rotaciniais rekuperatoriais pasižymi tik vidutiniška šilumos grąža – naujo oro sušildymui panaudoja iki 80% šalinamo oro šilumos energijos. Šiuo metu rinkoje efektyviausiu laikomas priešpriešinių srautų rekuperatorius, galintis grąžinti iki 93% šilumos energijos.

Dar didesnis skirtumas rotacinius rekuperatorius lyginant su priešpriešinių srautų rekuperacinėmis sistemomis pasimato šaltuoju metų laiku. Lauko temperatūrai nukritus žemiau 0,  rotacinio rekuperatoriaus grąžinamo oro temperatūra gali būti net 5-7 °C žemesnė nei reikėtų, o tokiu būdu patalpos yra tiesiog per daug atvėsinamos. Nors šią problemą, kurią sukelia rotaciniai rekuperatoriai, galima išspręsti įsirengiant papildomą, iš lauko paduodamą orą šildantį prietaisą, dar vadinamą kanaliniu šildytuvu, vertėtų atsižvelgti į tai, jog jo naudojimas taip pat lems didesnes išlaidas patalpų šildymui. 

Tiesa, negalima ignoruoti fakto, jog rotaciniai rekuperatoriai, priešingai nei plokštelinio tipo sistemos, pasižymi galimybe veikti prie itin žemos temperatūros – jų atveju užšalimo pavojaus praktiškai nėra, o tai – ypač didelis privalumas šaltesnių regionų klimato sąlygomis. Pasirinkus rotacinį šilumokaitį savo namams, šaltą žiemą taip pat nereikės stabdyti ir pačios vėdinimo sistemos privalomam atitirpinimui. Rotacinis šilumokaitis sukonstruotas taip, kad temperatūrai nukritus gana stipriai, jis mažintų savo greitį, tokiu būdu apsaugodamas patį šilumokaitį nuo užšalimo. Vis dėlto, esant tokiomis sąlygomis sumažėja pačios vėdinimo sistemos efektyvumas. 

Drėgmės kompensavimas

Netinkamas drėgmės lygis namuose lemia ne tik mūsų savijautą ir produktyvumą, jautresniems žmonėms dėl šios priežasties ne retai išsivysto ir įvairūs kvėpavimo takų sutrikimai, kuriuos bandoma gydyti vaistais, nepašalinant ligų simptomus sukeliančios priežasties. Dėl šių priežasčių optimali gyvenamųjų patalpų drėgmė – ypač svarbi.

Greičiausiai vienas didžiausių skirtumų, priešpriešinių srautų rekuperatoriams vėdinimo prietaisų rinkoje suteikęs itin didelį pranašumą – entalpijos funkcija arba, paprastai tariant, rekuperacinės sistemos galimybė grąžinti iš patalpų su panaudotu oru šalinamą drėgmę. Nors rotaciniai rekuperatoriai pasižymi daliniu drėgmės kompensavimu, kuris dažnu atveju leidžia išsiversti ir be papildomai patalpose naudojamo drėkintuvo, norint užtikrinti komfortabiliai drėgną klimatą – rekomenduojama rinktis priešpriešinių srautų rekuperatorių. Remiantis tyrimų duomenimis, rotacinio rekuperatoriaus pagalba atgaunama tik iki 40 % patalpų drėgmės, o, lauko temperatūrai pakilus iki 0 ℃, drėgmė beveik neatgaunama.

Praktikoje gausu pavyzdžių, kai įsirengus drėgmės grąžinimo funkcijos neturintį rekuperatorių drėgmę stengiamasi palaikyti įvairių pagalbinių prietaisų pagalba. Nors tai taip pat galimas sprendimas, nuolatiniam patalpų drėkinimui skiriamos išlaidos gerokai viršija naudą – stipriai padidina elektros energijos sąnaudas, o tik šilumogrąžos funkciją turintis rekuperatorius dažniausiai į patalpas patenkantį naują orą dar ir sausina. Todėl svarstantiems, kokią rekuperacinę sistemą įsirengti savo namuose, rotacinio rekuperatoriaus be entalpijos funkcijos rinktis nerekomenduojama.

Remiantis specialistų nuomone, optimali namų patalpų drėgmė turėtų siekti nuo 45 iki 60 procentų, todėl atsakyti į klausimą, ar jūsų namuose drėgmės lygis yra tinkamas, nesunkiai padės įsigytas specialus, patalpų drėgmei matuoti skirtas prietaisas.  Vis dėlto, kad namuose oras yra per sausas, nesunkiai suprasite ir labiau atkreipdami dėmesį į kasdien pasitaikančias situacijas. Pavyzdžiui, pirmasis ženklas, kad namuose esančiame ore trūksta drėgmės, galėtų būti dažni statiniai elektros krūviai, kuriuos pajaučiate liesdamiesi prie įvairių paviršių.

Reikiamą drėgmę patalpose garantuoti padės priešpriešinių srautų rekuperatorius su entalpijos funkcija, kuris pasižymi galimybe grąžinti iki 98% energijos ir iki 73% drėgmės. Svarbu paminėti, jog tokioms sistemoms nėra reikalingas ir papildomas oro pašildymas, o, esant entalpijos funkcijai, šilumos energijos į patalpas dažniausiai grąžinama dar daugiau. Priešpriešinių srautų rekuperatoriai pasižymi ir mažiausiu jautrumu žemai temperatūrai, todėl šios vėdinimo sistemos puikiai veikia net ir esant -30 °C temperatūrai. Priešingai nei rotaciniai rekuperatoriai, priešpriešinių srautų sistemos savo darbo nestabdo net ir esant -30 °C lauko temperatūrai, o apsaugai nuo užšalimo šiuo atveju naudojamas šilumokaičio pakaitinimo tenas. Nors būtų galima teigti, kad teoriškai tenas taip pat sunaudoja papildomos elektros energijos, remiantis praktika, dėl gan šiltų žiemų Lietuvoje, tenas dažnai neįsijungia ir per visus metus. 

Rotaciniai rekuperatoriai: kaina ir techninė priežiūra 

rotaciniai rekuperatoriai: rotorius
Rotaciniai rekuperatoriai

Ne paslaptis, jog vėdinimo sistemų rinkoje rotacinio rekuperatoriaus kaina taip pat skiriasi nuo kitų rekuperacinių sistemų kainos. Nors šis skirtumas – nėra toks, nuo kurio galėtų priklausyti galutinis rekuperacinės sistemos pasirinkimas, ne mažai reikšmės pasirinkimui gali turėti gerokai sudėtingesnė  rotacinio rekuperatoriaus sandara. 

Visų pirma, svarbu akcentuoti tai, kad besisukančių rotoriaus dalių susidėvėjimas yra sąlyginai greitas, todėl įsirengus šio tipo rekuperatorių jas reikės ne tik gana dažnai prižiūrėti, bet ir keisti, o tai pareikalaus papildomų išlaidų. Didelę rotacinio rekuperatoriaus kainą paaiškina ir sudėtinga prietaiso mechanika: prietaisai yra gana didelio dydžio, sudėtingiau montuojami, o ne retai pasižymi ir gerokai didesniu veikimo garsu nei kitų rūšių rekuperatoriai. 

Rotacinės vėdinimo sistemos atveju galima pastebėti ir sąlyginai didesnį nesandarumą. Nors rotoriaus būgnas yra izoliuotas specialiais šepetėliais, kurie, šiam nuolat sukantis, turi riboti šalinamo oro patekimą į naujo, tiekiamo oro srautą, jo nesandarumas vis tiek siekia iki 5%. Plokšteliniam šilumokaičiui būdinga kur kas paprastesnė konstrukcija – dėl specialios polimerinės medžiagos kondensatas praktiškai nesusidaro, todėl tokiam rekuperatoriui nereikalinga kondensato nubėgimo sistema, o jo vidinis nesandarumas siekia tik iki 1%.

Kaip pasirinkti pigesnį vėdinimo sistemos tipą?

Ieškant kainos prasme optimaliausio vėdinimo sistemos varianto savo būstui, dažniausiai žvelgiama į šilumokaičio kainą. Vis dėlto, taupant tokiu būdu, reikėtų nepamiršti, jog įsigydami pigesnę šildymo sistemą nebūtinai šildymui išleisite mažiau. Kaip rodo praktika, iš tiesų efektyvios, aukštos kokybės sistemos, galinčios grąžinti didžiausią kiekį šilumos ir drėgmės – kainuoja brangiai, tačiau jų atsiperkamumas ilguoju laikotarpiu – taip pat gerokai didesnis nei pigesnių sistemų. Specialistų teigimu, siekiant didžiausio kainos ir kokybės santykio renkantis rekuperacinę sistemą, labiausiai rekomenduojama atkreipti dėmesį į keletą esminių aspektų, nuo kurių tiesiogiai priklausys būsimos elektros sąnaudos.

Visų pirma, daug išmanyti apie vėdinimo sistemas nėra būtina tam, kad suprastume, jog rekuperatoriaus elektros sąnaudos tiesiogiai priklauso nuo patalpų, kurios bus vėdinamos, dydžio. Ir nors tai – ne vienintelis svarbus faktorius skaičiuojant būsimas išlaidas elektrai, kuo didesnį patalpų plotą bus norima vėdinti – tuo didesnio galingumo rekuperacinę sistemą reikėtų įsigyti.

Antra, rekuperatoriaus elektros sąnaudos ne mažiau priklauso ir nuo vidutinės lauko temperatūros. Nesunku suprasti, jog klimato sąlygomis, kai gyvenamųjų patalpų praktiškai nereikia šildyti ištisus metus, rekuperatoriaus elektros sąnaudos taip pat bus gerokai mažesnės nei tuo atveju, kai į patalpas nuolat tiekiamas šviežias šaltas lauko oras. Paprastai tariant, kuo šiauresnėje klimato zonoje gyvename, tuo rekuperatoriaus elektros sąnaudos žiemą išaugs labiau, o vasarą sumažės, tai tiesiogiai lems ir efektyvesnio ar mažiau efektyvaus prietaiso poreikį. Pavyzdžiui, gana efektyviu pasirinkimu šiltesnio klimato zonose gali tapti rotaciniai rekuperatoriai, tačiau kalbant apie šaltesnę klimato zoną – pastarieji mažins greitį, kad neužšaltų, o nuo to stipriai kentės rekuperacinės sistemos efektyvumas.

Kalbant apie rekuperacinių sistemų eksplotaciją, pagrindiniu skirtumu tampa tai, jog priešpriešinių srautų šilumokaitis neturi judančių dalių, todėl, apart dulkių išvalymo, jam didesnė priežiūra nėra reikalinga. Rotacinio rekuperatoriaus atveju, rotoriaus būgnui nuolatos sukantis, dažniausiai pasitaikanti bėda – nutrūkęs diržas. Tiesa, garantiniu laikotarpiu gamintojas taisymu turėtų pasirūpinti pats, tačiau tai nepadeda išvengti neveikiančio rekuperatoriaus sukeltų nepatogumų.

Patalpose, kuriose praleidžiame didelę dalį savo laiko, komfortabilus drėgmės lygis – ypač svarbus tiek mūsų sveikatai, tiek produktyvumui. Todėl, svarbu žinoti, jog pasirinkę rotacinį rekuperatorių savo patalpoms, su drėgmės trūkumu, nepaisant klimato zonos, galite susidurti gana dažnai. Jo pagalba atgaunama tik iki 40 % patalpų drėgmės, o, lauko temperatūrai pakilus iki 0 ℃, drėgmė beveik neatgaunama. Daug efektyvesniu pasirinkimu drėgmės atgavimo atžvilgiu nei rotaciniai rekuperatoriai šiuo atveju galėtų būti entalpiniai priešpriešinių srautų šilumokaičiai, pagaminti iš polimerinės membranos plokštelių ir leidžiantys susigrąžinti iki 70-80% iš patalpų su panaudotu oru pašalinamos drėgmės.