Kaip veikia rekuperatorius

Oras iš kambarių įsiurbiamas į rekuperatorių, ten per filtrą patenka į šilumokaitį, kuriam perduoda savo šilumą. Iš ten panaudotas oras pašalinamas į lauką, o šiltas šilumokaitis įšildo į rekuperatorių įtrauktą gryną lauko orą. Vėliau šis oras papildomai perfiltruojamas ir patenka į kambarius. Rekomenduojama, kad per valandą būsto oras visiškai pasikeistų 0,5–0,8 karto. Paskaičiavę, koks jūsų namų oro tūris (visų patalpų plotą padauginkite iš jų aukščio), galite nustatyti, kokio galingumo rekuperatorių jums reikės įsigyti.

Paprasčiausias – plokštelinis

Rekuperatoriai skiriasi būdais, kaip išeinančio oro šiluma šilumokaityje perduodama įeinančiam. Paprasčiausias variantas – kai šyla plona aliuminio plokštelė, skirianti išeinančio oro srautą nuo įeinančio. Srautai nesusimaišo, perduodama tik šiluma. Šitokie šilumokaičiai taip ir vadinami – plokšteliniais. Jais į patalpas sugrąžinama 60–65 proc. išeinančios šilumos, tad orą gali tekti papildomai pašildyti. Tokie šilumokaičiai labiau pritaikyti veikti šiltesniame klimate, kur šaltukas nespusteli labiau nei iki –5 °C. Mat žemesnėje temperatūroje šilumokaičio plokštelė, veikiama įeinančio šalto oro srauto, gali nespėti jo įšildyti, net priešingai – gali pati apledėti. O virsdamas ledu vanduo išsiplečia ir gali nepataisomai sugadinti plonas šilumokaičio plokšteles.

Saugantis nuo apledėjimo, šilumokaičiuose įmontuojami automatiniai vožtuvai. Kai šalčiausiame šilumokaičio taške temperatūra tampa žemesnė nei +3 °C, toks vožtuvas šaltam lauko orui užkerta kelią į šilumokaitį ir nukreipia jį aplinkiniu kanalu, kur jis kaitinamas tik papildomu šildytuvu. Šiltas patalpų oras būna vis dar šalinamas per šilumokaitį ir jį šiek tiek atitirpina. Paprastai tokios nukreipimo pauzės trunka apie 3 minutes, tada šilumokaičio apėjimo kanalas uždaromas ir lauko oras vėl paleidžiamas per šilumokaitį. Jei nuo užšalimo sauganti automatika vėl suveikia – nukreipimo ciklas kartojamas.

Taigi per šalčius plokštelinis šilumokaitis nėra efektyvus, mat visą energiją jis eikvoja plokštelei atitirpinti, o patalpų orą šildo papildomas kaitinimo elementas pačioje įeinančio oro srauto pradžioje – ten, kur jis dar tik ruošiasi patekti į šilumokaitį. Čia iš lauko įėjęs, tarkim, 23 laipsnių šalčio oras pašildomas iki –5 °C ir šitaip plokštelių apledėjimo tikimybė tampa kur kas mažesnė.

Kuo šildoma? Elektra arba karštu vandeniu. Elektrinis šildytuvas vartoja šiek tiek daugiau energijos, tačiau jį paprasčiau įrengti. O įrengti šildytuvą, kuriame cirkuliuoja vandens ir gliukolio mišinys, yra sudėtingiau (ir pats įrengimas kainuoja šiek tiek brangiau), užtat eksploatacinis tam tikros temperatūros palaikymas bus pigesnis nei naudojant vien elektrą.

Tobulesnis – rotacinis

Rotaciniuose šilumokaičiuose šilumos perdavimo įrenginio konstrukcija kitokia. Įsivaizduokite didelį cilindrą su gardelėmis. Rekuperatoriuje jis įtaisytas taip, kad viena jo pusė užtvertų išeinančio oro srautą, o kita – įeinančio. Šiltas išeinantis oras, eidamas per gardeles, jas įšildo. Pats šilumokaičio būgnas nuolat lėtai sukasi, tad kai šiltos gardelės patenka įeinančio oro srautan, šis nuo jų sušyla. Atvėsusios gardelės po kurio laiko vėl patenka į išeinančio oro srautą ir ten būna vėl įšildomos. Šitaip vyksta nepertraukiamas šilumos grąžinimas į patalpas tiekiamam orui. Atsižvelgiant į temperatūros jutiklio perduodamus duomenis, būgno sukimosi greitį kontroliuoja šalia įrengtas varikliukas su diržine pavara.

Rotaciniuose šilumokaičiuose palyginti nedidelė (2–3 proc.) įeinančio ir išeinančio oro srautų dalis gali persimaišyti, tad esama tikimybės, kad dalis išeinančio oro dulkių gali grįžti į patalpas. Todėl rotacinius šilumokaičius rekomenduojama naudoti ten, kur šalinamame ore nebūna kenksmingų medžiagų.

Rotaciniai šilumokaičiai į patalpas grąžina apie 80 proc. išeinančios su oru šilumos, tad gali tekti šiek tiek pašildyti į patalpas įeinantį orą. Tačiau šie šilumokaičiai niekada neužšąla, juose nesusidaro kondensatas.Be to, į patalpas tiekiamas oras neišsausėja – jam grąžinama ne tik išeinančio oro šiluma, bet ir dalis drėgmės. Dėl tokio veikimo principo rotaciniai šilumokaičiai dar vadinami regeneratoriais.

Pagerinta konstrukcija

Patobulintas plokštelinio šilumokaičio variantas – vadinamasis keturkampis (arba dar veiksmingesnis šešiakampis) priešpriešinio kryžminio srauto įrenginys. Tokių šilumokaičių šilumos grąža gali siekti 90–95 proc., oro nebereikia papildomai šildyti, tad nesusidaro ir papildomų energijos sąnaudų.

Keturkampio ar šešiakampio formos šilumokaityje įtaisyta daugybė plokštelių, formuojančių oro srautų kelią: kuo didesnį kelią oro srautas nueina, tuo geriau savo šilumą jis atiduoda plokštelėms ir tuo geriau nuo šių plokštelių įšyla iš lauko į šilumokaitį įeinantis oras. Išeinantis ir įeinantis srautai nesimaišo, tačiau yra numatyta drėgmės grąžinimo funkcija: plokštelėse įtaisytos specialaus garams laidaus popieriaus tarpinės sugeria dalį išeinančio oro srauto drėgmės ir perduoda ją kitapus plokštelės, įeinančiam srautui.

Žemės šilumokaičiai

Pusantro metro gylyje grunto temperatūra visada aukščiau nulio. Net lietuvišką vasarą saulėtuose šlaituose jis gali įšilti iki 14 laipsnių. Artėjant žiemai, jis atvėsta iki +4 °C, tačiau visada lieka šiltesnis už orą. Telieka tik tą šilumą ištraukti.

Uždari žemės šilumokaičiai rengiami iš hermetiškai izoliuotų vamzdžių ir išorėje esantys skysčiai ar kitos nepageidautinos medžiagos nepatenka į šių vamzdžių vidų. Atviro tipo šilumokaičiai nėra hermetiški – visi skysčiai, įskaitant ir gruntinius vandenis, gali laisvai patekti į šilumokaitį ir iš jo pasišalinti.

Naudojant uždarąjį šilumokaitį, į žemę užkasamas vamzdis – tokio skersmens, kad jame judančio oro greitis neviršytų 3 m/s ir nebūtų ilgesnis nei keliasdešimt metrų.

Į patalpas tokiame vamzdyje nuo grunto sušilęs oras įsiurbiamas nedidelio galingumo ventiliatoriumi, o į vamzdį kitame jo gale iš lauko patenka šaltas. Vasarą uždarojo šilumokaičio vamzdyje susidaro kondensatas, o drėgnoje terpėje gali pradėti veistis mikroorganizmai, taiga kvėpuoti tokiu oru nėra sveika. Kad kondensatas nubėgtų, vamzdinį šilumokaitį geriausia įrengti 2–4 laipsnių nuolydžiu pastato pusėn, o žemiausiame nuolydžio taške padaryti kondensato drenavimo angą. Tiesa, tai iki galo neapsaugo nuo bakterijų ir grybelių augimo uždaroje sistemoje. Todėl vamzdžius porą kartų per sezoną gerai būtų praplauti druskos tirpalu arba specialiu skysčiu.
Atvirasis šilumokaitis – tai dažniausiai tiesiog skaldos ar riedulių pilna duobė, uždengta nestoru grunto sluoksniu. Kitas atvirojo šilumokaičio variantas – kiaurymėtų betono ar keraminių blokelių konstrukcija. Oras šyla tuštumose tarp akmenų ar blokų ir iš ten per įkastą vamzdį yra įtraukiamas į patalpas.

Kaip išsirinkti?

Didžiausia dalimi rekuperatoriaus pasirinkimą lemia oro, kurį reikia pakeisti jūsų būste, tūris. Vėdinimo inžinierius pirmiausia parinks tą rekuperatorių, kurio galingumas bus pakankamas jūsų poreikiams patenkinti. O jau rotacinį ar daugiakampį plokštelinį statyti – čia kaip renkantis automobilį, kiekvieno prioritetai skirtingi. Daugiakampiai, kad jau nemaišo oro srautų, efektyvesni tada, kai į gyvenamąsias patalpas orą tiekia, o iš „nešvarių“ (tualeto, virtuvės) jį ištraukia. Šitaip oras besikeisdamas nueina ilgesnį kelią. Be to, daugiakampiai šiek tiek efektyviau grąžina šilumą.

Rotaciniais rekuperatoriais į tą pačią patalpą oras ir tiekiamas, ir iš jos traukiamas, o „nešvariojoje“ zonoje būna įrengiamas papildomas nedidelis ištraukiamasis ventiliatorius. Mat egzistuoja tegu ir nedidelė, bet tikimybė perduoti nemalonius kvapus: kvapas iš esmės yra mikroskopinė su oru keliaujanti dalelė – ją praleidžia standartiniai oro filtrai. Atkeliavusios į cilindrinį šilumokaitį, kvapų dalelės nusėda pačioje gardelių pradžioje, nuo kur, cilindrui pasisukus, įeinančio oro srautas jas labai lengvai nupučia ir jos gali patekti atgal į patalpas. Kad tokiai galimybei būtų užkirstas kelias, papildomi ventiliatoriukai ir įrengiami. Jie ištraukia visus nemalonius kvapus.

Dar vienas svarbus veiksnys – ventiliacijos įrenginio energijos sunaudojimas. Juk rekuperatorius – tai ne vien šilumokaitis, bet ir šalia esantys įrenginiai: šildytuvas, varikliukas su diržu, ventiliatoriai, valdikliai... Visa tai kainuoja ir naudoja elektros energiją. Sudarydamas vėdinimo sistemos projektą, inžinierius atidžiai įvertina visus šiuos niuansus ir parenka efektyviausią bei labiausiai jūsų būsto sąlygomis apsimokantį įrenginį.

Na, ir triukšmo lygis. Kuo geresnė rekuperatoriaus sudedamųjų dalių kokybė, kuo kruopščiau apgalvotas jų išdėstymas, tuo mažiau girdėsis jo veikimas. Rekomenduojama, kad vėdinimo sistemos keliamo triukšmo lygis neviršytų 25 dB (A) oro tiekimo zonose ir 30 dB (A) oro šalinimo bei pratekėjimo zonose. Pigūs, nekokybiški įrenginiai skleis kur kas daugiau triukšmo – ne dėl konstrukcijos klaidų, o dėl prastai tarpusavyje suderintų sudedamųjų dalių sąveikos. Be to, pats oras, judėdamas ortakiais, taip pat kažkiek skleidžia garso, tad tarp centrinio vėdinimo įrenginio ir vidaus ortakių sistemos įrengiami specialūs triukšmo slopintuvai, užpildyti mineraline vata.

Valdymas

Integruotos išmaniosios valdymo technologijos leidžia vartotojui pasirinkti vėdinimo sistemos veikimo intensyvumą, nustatyti dienos ar savaitės vėdinimo grafikus. Sistemą galima valdyti ir stebėti per išmaniuosius telefonus ar internetu. Darbą galima dar labiau optimizuoti, įrengus CO2 ar drėgmės jutiklius ir sistemą suprogramavus reaguoti į jų rodmenis.

Išmaniuosiuose namuose tai – dalis HVAC (angl. Heating Ventilation Air Conditioning) oro cirkuliacinės sistemos, kuri atlieka šildymo, vėdinimo, oro kondicionavimo bei daugelį kitų funkcijų. Šitaip sukuriama patogi ir švari namų atmosfera, atsinaujinanti beveik jums nesikišant.