En sval återvinning med luftbefuktare

Sammanfattning av artikeln

Energiåtervinning från frånluften på sommaren

Energiåtervinning från frånluften kan användas både på sommaren och på vintern för att minska en byggnads energiförbrukning.

Luftbefuktare ökar kylpotentialen

Genom att installera en evaporativ luftbefuktare före en värmeväxlare ökar energåtervinningen och förkylningspotentialen.

Indirekt kylning undviker begränsningarna med direkt kylning

Eftersom indirekt evaporativ kylning inte påverkar luftfuktigheten inomhus kan den användas i större utsträckning i ett tempererat klimat.

Effektiv återvinning med luftbefuktare

Att återvinna värme från en byggnads frånluft är en väl etablerad metod för att minska energiförbrukningen i VVS-systemet under vintern. Att återvinna värmeenergi för kylning på sommaren erbjuder dock också en enorm potential. Det är en strategi som är kraftigt underutnyttjad och som för närvarande inte alls är lika väl förstådd av byggnadsingenjörer som dess motsvarighet inom värmeåtervinning.

Med tanke på den relativa temperaturlikheten mellan inkommande och utgående sommarluft skulle man kunna tro att varm frånluftsström från ett rum erbjuder liten potential för att kyla inkommande luft, annat än under de allra hetaste dagarna. Och i sig sett skulle man i stort sett ha rätt. Men genom att lägga till en energisnål, evaporativ luftbefuktare i frånluftsströmmen före ett energåtervinningssystem kan frånluftens temperatur sänkas avsevärt. Detta ökar potentialen för energiåtervinning från utgående till inkommande luftströmmar på sommaren, vilket möjliggör upp till 10K kylning med mycket låg energiförbrukning.

Det finns vanligtvis två huvudsakliga begränsningar för att använda evaporativa luftbefuktare för kylning i ett VVS-system när de används direkt på inkommande luft. För det första beror luftbefuktarens kylkapacitet på tillståndet hos den friska luften som leds in i luftbefuktaren. Luft med hög luftfuktighet före luftbefuktaren kommer inte att absorbera mycket vatten. Utan någon större fördunstning kan därför den resulterande kylningen bli begränsad, och detta varierar beroende på väderförhållandena utomhus. Med en frånluftskylning är dock tillståndet hos luften som leds in i luftbefuktaren alltid relativt jämnt. Rummets frånluftsförhållanden har sällan hög luftfuktighet, vilket ger goda förutsättningar för fördunstning.

Den andra begränsningen för direkt evaporativ kylning är den högsta tillåtna luftfuktigheten efter luftbefuktaren. Detta beror på tilluften till rummet. Luft som är för fuktig är obekväm och kan orsaka problem med byggnadens konstruktion. Om den högsta tillåtna luftfuktigheten i rummet är 55 % RH, begränsas alltså kapaciteten för direkt evaporativ kylning till denna nivå.

Men när luftbefuktaren placeras i luftkanalen för att befukta luften i frånluftsströmmen är begränsningen av den maximala luftfuktigheten i rummet irrelevant. Luftbefuktaren kan mätta frånluften med maximal kyleffekt. Denna fuktiga, svala luft leds sedan genom ett energåtervinningssystem och släpps därefter ut till utsidan. Eftersom luften är betydligt svalare efter luftbefuktaren blir skillnaden mellan utgående och inkommande lufttemperaturer mycket större, vilket ger större potential för en jämn överföring av kyla till den inkommande luften.

För att sätta siffror på denna potential: om luften som sugs ut från rummet har en temperatur på 21 °C och en relativ luftfuktighet på 50 %, och en luftbefuktare används för att fukta luften till 95 % relativ luftfuktighet, skulle ett run-around-system för energiåtervinning med en verkningsgrad på 90 % kunna förkyla inkommande luft med en temperatur på 28 °C och en relativ luftfuktighet på 44 % med upp till 11 °C. Denna kylningsnivå skulle avsevärt minska en byggnads energiförbrukning för VVS under sommaren. Det ersätter kanske inte alltid behovet av mekanisk kylning, men det kommer att kraftigt minska storleken på den kylaggregat som behövs och den löpande energiförbrukningen för mekanisk kylning. Detta kommer att minska byggnadens koldioxidavtryck och förbättra dess hållbarhet.

Ett nyligen genomfört framgångsrikt exempel på denna strategi kan ses i en nybyggd vårdklinik i Tyrolen, Österrike. Condair samarbetade med energåtervinningsspecialisten Konvekta och levererade sina Condair ME-luftbefuktare. Dessa kylde frånluften innan den leddes genom Konvekta:s högeffektiva run-around-energiåtervinningssystem.

Amir Ibrahimagic, Group Business Development Manager på Konvekta, förklarar: ”Sjukhus, forskningslaboratorier och universitet har ett särskilt stort intresse för energiåtervinningssystem eftersom de har långa driftstider, vilket leder till höga energikostnader. Med en bra energiåtervinningsenhet kan de minska sin energianvändning avsevärt. För detta projekt i Hull i Tyrolen installerade vi tre energiåtervinningsenheter med Condair ME-luftbefuktare. Sammantaget visade den löpande övervakningen en bevisad årlig energiåtervinning på 92 % för alla Konvekta-system.

”En enda Condair ME-luftbefuktare bidrog med mer än 60 000 kWh kylning under denna årliga period från endast 3 800 kWh förbrukad el. Denna energisnåla kylning förbättrade byggnadens totala energieffektivitet avsevärt och hjälpte vår kund att bli den mest hållbara kliniken i sitt slag i hela Österrike”, avslutade Amir.

För projektörer som vill veta hur mycket kylning som skulle kunna uppnås med denna strategi för evaporativ kylning av frånluft i ett specifikt projekt kan Condair utnyttja globala väderdata från över 300 platser och möjliggöra inställning av olika konfigurationer för luftbehandlingsaggregat.

Exakta beräkningar tillhandahålls för den mängd kylning från frånluften som kommer att levereras, tillsammans med mekanisk kylning, i olika klimat och under olika driftsförhållanden i byggnaden. Till exempel skulle en byggnad i London med en rumstemperatur på 22 °C, som endast är i drift under kontorstid, med en 3x3 m stor evaporativ luftbefuktare och ett luftflöde på 3 m/s, kunna täcka 55 % av sitt årliga kylbehov med frånluftskylning. Samma byggnad i Sydney, Australien, skulle däremot kunna uppnå 36 % av sitt kylbehov på samma sätt.

Eftersom rumsförhållandena är relativt enhetliga i byggnader med air conditioning världen över är strategin med frånluftskylning universell. Frånluftskylning genom evaporativ kylning är en beprövad och effektiv strategi, och om den blev mer allmänt känd och tillämpad skulle den kunna hjälpa vår bransch att ta ytterligare ett steg mot målen om nettonollutsläpp.

Klicka här för att använda MyCoolBlue-simulatorn för energi från frånluftskylning