Komfortventilation og luftkonditionering

Fra energiwiki.dk

Dette kapitel omhandler ventilationsprincipper i forbindelse med opvarmning og køling. Begrebet komfort og måling heraf omtales ikke, men der henvises til artikler og bøger af professor P.O. Fanger, bl.a. kap. 1 i Danvaks Varme- og Klimateknik,Grundbog.

Indholdsfortegnelse 1 Ventilationsprincipper 2 Opvarmning 3 Køling 4 Gode råd 5 Kilder og yderligere oplysninger

Ventilationsprincipper

Komfortventilation vil normalt være balanceret ventilation, dvs. at det vil omfatte både indblæsning og udsugning.

De væsentligste ventilationsprincipper er:

• Opblandingsventilation
• Fortrængningsventilation

Ved opblandingsventilation opblandes luften i hele lokalet, så der overalt er næsten samme niveau af forurening, fugt og varme. Luften i lokalet fornyes løbende med ventilationsanlæggets indblæsning og udsugning. Opblandingsventilation kaldes også fortyndingsventilation, da forureningen søges fortyndet med den indblæste ventilationsluft.

Ved fortrængningsventilation virker ventilationen som et stempel. Den rene luft indblæses ved gulvet med en temperatur, der er lavere end rumtemperaturen. Indblæsningsluften vil presse den varme og forurenede luft opad, hvor den gradvist vil blive udsuget. Personer, der befinder sig ved gulvet, vil være i den rene zone. Elforbruget er typisk lavere ved fortrængningsventilation end ved opblandingsventilation, da fortrængningsventilationen bedre fjerner varme og fugt fra opholdszonen.

Figur 1 viser et eksempel på, hvordan temperatur og forurening kan variere op igennem et lokale med henholdsvis fortrængningsventilation og opblandingsventilation.

CAV- og VAV-anlæg
Ved komfortventilation benyttes betegnelserne CAV og VAV til at angive, om luftstrømmen er konstant eller varierer. Ved CAV (Constant Air Volume) er luftstrømmen konstant, mens indblæsningstemperaturen kan variere, afhængigt af behovet for opvarmning/køling.

Ved VAV (Variable Air Volume) varierer luftstrømmen efter det aktuelle behov. Det kan f.eks. være anlæg med individuel rumtemperaturstyring via VAV-diffusorer i hvert enkelt rum, hvor ventilatorerne trykstyres ved hjælp af trykfølere i hovedkanalerne for henholdsvis indblæsning og udsugning.

Ventilatorernes elforbrug
Bygningsreglementet fastlægger de øvre grænser for elforbruget til mekanisk ventilation. Bestemmelserne gælder for anlæg i nybyggeri samt nyinstallationer i bestående bygninger. I kapitel 8.3 stk. 9 hedder det:

For ventilationsanlæg med konstant luftydelse må elforbruget til lufttransport ikke overstige 1800 J/m3 udeluft. For anlæg med variabel luftydelse må elforbruget til lufttransport ikke overstige 2100 J/m3 udeluft ved maksimal ydelse og tryktab. For udsugningsanlæg uden mekanisk udelufttilførsel må det specifikke elforbrug til lufttransport ikke overstige 800 J/m³. Bestemmelsen gælder ikke for anlæg knyttet til industrielle processer samt anlæg, hvor det årlige elforbrug til lufttransport er mindre end 400 kWh.

1800 J/m3 svarer til 0,50 W per m3/h, mens 2100 J/m3 svarer til 0,58 W per m3/h. Kravet betyder således, at den samlede trykstigning i indblæsnings- og udsugningsventilatorerne højst må være 1080 Pa i CAV-anlæg og 1260 Pa i VAV-anlæg (forudsat 60% totalvirkningsgrad for ventilatorerne).

Opvarmning

Velisolerede bygninger med store varmetilskud fra maskiner, belysning, personer og solindfald har ofte et meget lille behov for opvarmning til at dække varmetabet ved transmission. Men behovet for opvarmning af ventilationsluften kan være stort. Energiforbruget til opvarmning eller afkøling af udeluften kan beregnes som:

Energiforbruget pr. måned og år til opvarmning af udeluft til indblæsningstemperaturen Tind er vist i tabel 2. Tabellen gælder opvarmning uden varmegenvinding.

Figur 2 mangler

Køling

Det er ofte nødvendigt at køle luften for at opretholde et acceptabelt indeklima i bygninger med stort varmetilskud fra solindfald, maskiner, belysning og personer.

Figur 2 viser energiforbruget til at opretholde en bestemt højeste indblæsningstemperatur. Den viser, at energiforbruget til nedkøling af indblæsningsluften er næsten lige så stort i dagtimerne som i resten af døgnets timer, selv om der kun er halvt så mange timer. Det skyldes, at temperaturen og fugtigheden er højere klokken 8-16.

Figur 2 er ikke justeret for den opvarmning af luften, der sker via den bevægelsesenergi, som luften tilføres i ventilatoren. Er trykstigningen i ventilatoren 1 kPa resulterer det i en opvarmning af luften med ca. 1 °C. Elforbruget til nedkøling af udeluften afhænger naturligvis også af køleanlæggets effektivitet. Et lille, hermetisk køleanlæg – en såkaldt ’Chiller Unit’ – bruger væsentligt mere energi end et stort anlæg. Det viser tabel 3.

Gode råd

• Reducer belastningen af varme (solindfald, interne varmekilder), fugt og forurening
• Større kilder til varme, fugt og forurening bør indkapsles, så der kan foretages punktudsugning
• Anvend behovsstyring af ventilationsmængden
• Stop ventilationen uden for lokalernes brugstid, men start igen tidligt nok til at fjerne afgasningsprodukter
• Tryktabet over grovfiltre bør højst være 40/120 Pa (begyndelses/sluttryk) og over finfiltre højst 100/200 Pa
• Hold indblæsningstemperaturen så lav som muligt, når luften opvarmes, og så høj som mulig ved køling
• Genvind varme/kulde, hvor det er muligt
• Nedkøl bygningsmassen med kold luft om natten
• Anvend hellere et fælles, større køleanlæg end flere små ’Chiller Units’.

Kilder og yderligere oplysninger

• Energibevidst projektering af ventilationsanlæg, Glenco, 1999
• Komfortkøling: Energiforbruget, Gunnar Minds. VVS 10, 1999
• Ventilation Ståbi, Teknisk Forlag, 2001
• Varme- og klimateknik. Grundbog, Danvak, 3. udgave