Rotacinis ar plokštelinis rekuperatorius: techninis palyginimas

Rotacinis ar plokštelinis rekuperatorius: techninis palyginimas

Renkantis mechaninio vėdinimo sistemą naujos statybos ar renovuojamam būstui, vienas svarbiausių inžinerinių sprendimų – šilumokaičio tipo parinkimas. Dažniausiai kyla dilema: rotacinis rekuperatorius ar plokštelinis rekuperatorius (įskaitant jo pažangią entalpinę versiją)? Abu šie vėdinimo įrenginių tipai atlieka tą pačią pagrindinę funkciją – tiekia šviežią orą ir išsaugo patalpų šilumą, tačiau jų veikimo principas, drėgmės valdymo galimybės ir atsparumas žemoms lauko temperatūroms pastebimai skiriasi.

Netinkamai parinktas šilumokaitis gali lemti pernelyg sausą orą žiemos metu, poreikį naudoti papildomą elektrinį teną orui pašildyti arba didesnį kondensato kiekį. Norint užtikrinti subalansuotą mikroklimatą ir efektyvų įrangos darbą Lietuvos klimato sąlygomis, būtina įvertinti kiekvienos technologijos konstrukcinius ypatumus.

Šiame straipsnyje išsamiai išnagrinėsime rotacinių ir plokštelinių šilumokaičių veikimo specifiką, palyginsime jų technines savybes, aptarsime entalpinės membranos privalumus bei pateiksime aiškius atrankos kriterijus jūsų namui ar butui.

Kas yra rekuperatorių tipai ir kaip jie veikia?

Vėdinimo su šilumos atgavimu įrenginiai klasifikuojami pagal šilumokaičio (matricos, kurioje susitinka šalinamas ir tiekiamas oras) konstrukciją. Šilumokaitis yra vėdinimo įrenginio „širdis“, atsakinga už energijos perdavimą tarp dviejų priešpriešinių oro srautų.

Apibrėžimas: Rekuperatoriaus šilumokaitis – tai vidinis įrenginio modulis, kuriame šiltas išmetamas patalpų oras atiduoda savo šiluminę energiją (ir tam tikrais atvejais drėgmę) šaltam iš lauko įtraukiamam orui, užtikrindamas vėdinimą be tiesioginio šilumos praradimo.

Šiuolaikinėje gyvenamojoje statyboje dominuoja šie pagrindiniai rekuperatorių tipai:

1. Rotaciniai rekuperatoriai: šiluma ir drėgmė perduodami lėtai besisukančio aliuminio būgno dėka.
2. Plokšteliniai priešpriešinių srautų rekuperatoriai: šiluma perduodama per plonų plokštelių sieneles, srautams nesimaišant.
3. Plokšteliniai entalpiniai rekuperatoriai: plokštelinis įrenginys su specialia polimerine membrana, kuri praleidžia ne tik šilumą, bet ir vandens garų molekules.

Daugiau apie pačios vėdinimo sistemos naudą bei veikimo pagrindus skaitykite straipsnyje Kas yra rekuperacija namuose: vėdinimo su šilumos atgavimu pagrindai.

Rotacinis šilumokaitis: konstrukcija, veikimas ir drėgmės grąžinimas

Rotacinio rekuperatoriaus veikimo ašis – lėtai besisukantis cilindrinis rotorius (būgnas), pagamintas iš gofruotos aliuminio folijos. Jam suktis reikalingas nedidelis elektros variklis su diržine pavara.

       Šalinamas šiltas oras ──► [ Rotoriaus sektorius A ] ──► Į lauką
                                       │ (sukimasis)
                                       ▼
       Šaltas lauko oras     ──► [ Rotoriaus sektorius B ] ──► Į patalpas (sušilęs)

Veikimo principas ir drėgmės atgavimas

Sukdamasis rotorius pakaitomis kerta du oro kanalus. Pirmoje zonoje iš patalpų šalinamas šiltas ir drėgnas oras sušildo rotoriaus aliuminio struktūrą, o ant jos paviršiaus kondensuojasi mikroskopiniai drėgmės lašeliai. Rotoriui pasisukus į šviežio lauko oro srautą, šaltas oras paima sukauptą šilumą ir išgarina drėgmę atgal į tiekiamo oro srautą.

Tai reiškia, kad rotacinis rekuperatorius natūraliai grąžina dalį drėgmės į patalpas be jokių papildomų membranų, todėl žiemą patalpų oras mažiau išsausėja.

Atsparumas užšalimui

Vienas didžiausių rotacinio šilumokaičio privalumų – itin aukštas atsparumas neigiamoms lauko temperatūroms. Kadangi rotoriaus plokštumos nuolat juda tarp šilto ir šalto srautų, drėgmė nespėja sušalti į vientisą ledo sluoksnį. Dėl to rotaciniams įrenginiams retai reikalingas pirminis elektrinis pašildytuvas, net ir spaudžiant lietuviškiems šalčiams iki -15 °C ar -20 °C.

Oro srautų sandarumas

Rotacinė technologija neturi 100 % sandaraus fizinio barjero tarp oro srautų. Nors kokybiškuose įrenginiuose naudojami specialūs šepetėliai ir prapūtimo zonos, egzistuoja minimali (dažniausiai 1–3 %) oro maišymosi tikimybė. Dėl šios priežasties labai stiprūs kvapai (pavyzdžiui, iš virtuvės zonos ar sanitarinių mazgų) teoriniu požiūriu gali iš dalies grįžti atgal į tiekiamą orą.

Plokštelinis (entalpinis) šilumokaitis: sandarumas ir savybės

Plokšteliniame priešpriešinio srauto šilumokaityje oro srautai juda lygiagrečiais kanalais vienas priešais kitą, atskirti plonomis sienelėmis. Ši konstrukcija neturi jokių judančių dalių.

Šviežias lauko oras  ════════════════════════════════════► Į patalpas (sušilęs)
                      ──────────────────────────────────  (Plokštelės barjeras)
Šalinamas vidaus oras ◄════════════════════════════════════ Iš patalpų (atvėsęs)

Standartinis priešpriešinių srautų šilumokaitis

Klasikiniame plokšteliniame įrenginyje sienelės yra pagamintos iš aliuminio arba plastiko. Jos laidžios šilumai, tačiau visiškai nepralaidžios orui ir drėgmei:

• 100 % sandarumas: tiekiamo ir šalinamo oro srautai yra visiškai izoliuoti, todėl kvapai ar teršalai niekada negrįžta į gyvenamąsias erdves.
• Kondensatas ir užšalimas: šilto oro drėgmė kondensuojasi ant plokštelių ir išteka per drenažo vamzdyną. Žiemą, esant neigiamai lauko temperatūrai, šis kondensatas ima šalti. Kad šilumokaitis neužledėtų, įrenginys privalo periodiškai naudoti elektrinį teną arba mažinti tiekiamo oro srautą (disbalanso funkcija).

Entalpinis rekuperatorius: modernus plokštelinis sprendimas

Norint išspręsti sauso oro problemą ir sumažinti užšalimo riziką, buvo sukurtas entalpinis rekuperatorius. Jo plokštelės pagamintos iš specialios polimerinės membranos (mikroporinės struktūros):

• Membrana leidžia vandens garų molekulėms difuzijos būdu pereiti iš šalinamo srauto į tiekiamą orą.
• Dujos, bakterijos, dulkės ir kvapai pro membraną nepraeina dėl didesnio molekulinio dydžio.
• Entalpinis modulis žymiai sumažina kondensato susidarymą, todėl įrenginys tampa atsparesnis užšalimui (dažnai iki -8 °C ar -12 °C be papildomo pašildymo).

Techninė palyginamoji lentelė

Norėdami objektyviai palyginti šias technologijas, peržvelkime pagrindinius jų inžinerinius parametrus:

Kriterijai renkantis rekuperatoriaus tipą individualiam būstui

Renkantis tarp rotacinio ir plokštelinio (entalpinio) įrenginio, sprendimą reikėtų grįsti ne tik asmeninėmis preferencijomis, bet ir pastato specifika bei gyvenimo būdu.

                       AR SVARBUS VISIŠKAS KVAPŲ ATSKYRIMAS?
                                   │
                 ┌─────────────────┴─────────────────┐
                TAIP                                NE
                 │                                   │
      AR NAMO SANDARUMAS AUKŠTAS?             GRIEŽTOS ŽIEMOS IR
      (drėgmė greitai krenta)                 NORAS IŠVENGTI DRENAŽO?
        ┌────────┴────────┐                          │
       TAIP              NE                          ▼
        │                 │                [ ROTACINIS REKUPERATORIUS ]
        ▼                 ▼
[ ENTALPINIS ]   [ STANDARTINIS PLOKŠT.]

1. Patalpų drėgmės balansas žiemą

Šiuolaikiniuose sandariuose A+ ir A++ energinės klasės namuose žiemos metu šildomas šviežias oras smarkiai išsausėja. Jei santykinė drėgmė nukrenta žemiau 30 %, sausėja oda, kvėpavimo takai, elektrinasi daiktai.

• Jei būste neplanuojate montuoti papildomų drėkinimo sistemų, rinkitės rotacinį arba entalpinį plokštelinį rekuperatorių.
• Standartinis plokštelinis šilumokaitis be drėgmės grąžinimo tokiame name greitai sukels sauso oro diskomfortą.

2. Įrengimo vieta ir drenažo galimybės

Plokšteliniams rekuperatoriams susidarančiam kondensatui šalinti būtinas patikimas drenažo pajungimas su sifonu ir apsauga nuo užšalimo (jei montuojama nešildomoje patalpoje).

• Rotaciniam rekuperatoriui drenažas nereikalingas, nes drėgmė grąžinama į tiekiamą orą. Tai supaprastina montavimą ankštose erdvėse, palėpėse ar sandėliukuose.
• Išsamią informaciją apie inžinerinių sistemų diegimo eigą rasite straipsnyje ŠVOK montavimas Vilniuje: inžinerinių sistemų diegimo etapai.

3. Triukšmas, patikimumas ir judančios dalys

Plokštelinis šilumokaitis yra statinis elementas – jame genda tik patys ventiliatoriai. Rotaciniame šilumokaityje yra papildomų komponentų: rotoriaus guoliai, diržinė pavara ir žingsninis elektros variklis. Nors šiuolaikiniai gamintojai užtikrina patikimą šių mazgų darbą, tai yra papildomos besidėvinčios dalys, kurioms reikalinga periodinė apžiūra.

Daugiau informacijos apie vėdinimo priežiūrą rasite gide Rekuperatoriaus priežiūra: filtrų keitimas ir periodinė profilaktika.

Taip pat verta atskirti vėdinimo ir patalpų vėsinimo funkcijas – apie tai skaitykite palyginime Rekuperatorius ar oro kondicionierius: esminiai sistemų skirtumai.

Rekomenduojami vėdinimo įrenginių gamintojai ir montavimo standartai

Kokybiškos vėdinimo sistemos ilgaamžiškumą garantuoja ne tik teisingas šilumokaičio tipo parinkimas, bet ir patikimas gamintojas bei profesionalus montavimas.

• Zehnder (Šveicarija): pasaulinis etalonas plokštelinių ir entalpinių vėdinimo įrenginių srityje, pasižymintis aukščiausia sertifikuota energine klase ir tyliu veikimu.
• Brink (Nyderlandai): aukštos kokybės plokšteliniai priešpriešinių srautų vėdinimo įrenginiai su itin tikslia srautų balansavimo automatika.
• Vallox (Suomija): Skandinavijos klimato sąlygoms pritaikyti patikimi įrenginiai.
• Daikin, Midea: universalūs ŠVOK inžineriniai sprendimai, lengvai integruojami į bendrą pastato mikroklimato valdymo sistemą.

„APR Projektai“ atlieka profesionalius ŠVOK montavimo darbus Vilniuje ir 100 km spinduliu aplink sostinę. Rekuperacinės sistemos diegimo trukmė paprastai siekia nuo 1 iki 3 darbo dienų, priklausomai nuo ortakių tinklo sudėtingumo ir pastato specifikos.

Dažniausiai užduodami klausimai (DUK)

Ar rotacinis rekuperatorius perneša kvapus iš virtuvės ar vonios?

Minimalus oro srautų maišymasis rotaciniame rekuperatoriuje siekia 1–3 %. Jei sumontuota kokybiška įranga su teisingai sureguliuotu slėgių skirtumu (kad šviežio oro kanale slėgis būtų didesnis nei ištraukimo), kvapų perdavimo rizika yra praktiškai nepastebima. Tačiau patalpoms, kuriose keliami griežti sterilumo ar visiško oro atskyrimo reikalavimai, rekomenduojamas plokštelinis arba entalpinis šilumokaitis. Daugiau atsakymų rasite straipsnyje Namų vėdinimas ir rekuperacija: atsakymai į techninius klausimus.

Kada būtina rinktis būtent entalpinį rekuperatorių?

Entalpinis šilumokaitis yra idealus pasirinkimas sandariems A+ ir A++ energinės klasės namams, kai norima 100 % oro srautų atskyrimo (jokio kvapų maišymosi pavojaus), tačiau kartu siekiama išsaugoti komfortišką drėgmės lygį patalpose be papildomo drenažo pajungimo poreikio.

Ar rotaciniam rekuperatoriui žiemą reikalingas papildomas elektrinis tenas?

Daugeliu atvejų Lietuvos klimato sąlygomis rotaciniam šilumokaičiui elektrinis tenas nėra būtinas, nes besisukantis rotorius nespėja apledėti net esant -15 °C ar žemesnei temperatūrai. Plokšteliniam įrenginiui tenas yra reikalingas apsaugai nuo apledėjimo.

Kiek laiko trunka vėdinimo sistemos montavimas?

Standartinio individualaus namo ar buto rekuperatoriaus bei ortakių sistemos montavimas paprastai trunka nuo 1 iki 3 darbo dienų, atliekant visus darbus pagal techninius projektavimo reikalavimus.

Apibendrinimas: kurį šilumokaitį pasirinkti?

Apibendrinant techninius skirtumus, galutinį sprendimą lemia jūsų prioritetai:

• Rinkitės rotacinį rekuperatorių, jei prioritetas yra atsparumas dideliems šalčiams be papildomo elektrinio pašildymo, natūralus drėgmės grąžinimas ir montavimas be būtinybės jungti drenažo vamzdį.
• Rinkitės entalpinį plokštelinį rekuperatorių, jei pageidaujate visiško oro srautų atskyrimo, tylaus veikimo be papildomų besisukančių mechaninių dalių ir efektyvaus patalpų drėgmės išsaugojimo.

Jei planuojate vėdinimo sistemos įrengimą ir norite gauti tikslų techninį įvertinimą, pritaikytą jūsų būstui, pasinaudokite mūsų šilumos siurblių ir vėdinimo skaičiuokle arba pateikite individualią užklausą specialistams. „APR Projektai“ komanda pakonsultuos, parinks tinkamiausią įrangą ir atliks montavimo darbus Vilniaus regione.