Transcript Vad är luftutbyteseffektivitet?

1
Agenda
•
•
•
•
•
•
•
Varför ventilerar vi?
Systemlösningar
Ventilation av bostäder och lokaler
Aggregatet – hur får vi till energieffektivitet
Vad ger FTX av ett bostadshus?
Tillförsel av luft i rum – hur fixar man det?
Vad är luftutbyteseffektivitet mer än ett långt ord?
2
Ventilationssystem
• Syftet med ventilation är att
transportera bort luftföroreningar
och dålig luft och ersätta den med
frisk luft
• Kall uteluft tas därmed in och
måste värmas upp – detta går att
göra med luften som tas ut
• En bra värmeväxling leder till låga
värmeförluster
3
Olika ventilationssystem
Svensk ventilation
4
Självdragssystem
Ingen fläkt
Luft tillförs genom uteluftsventiler
och otätheter
Temperaturskillnad mellan ute
och inne samt vind ger luftväxling
Bäst ventilation på nedre botten
Många och stora kanaler
6
Frånluftssystem
En fläkt som ständigt är
igång skapar ett
undertryck i huset
Uteluftsintag liknande de
för självdrag, men större
tryckfall kan accepteras.
Olika typer av uteluftsventiler
Väggventil
Spaltventil i
fönsterkarm
Tilluftsradiator
Från- och tilluftssystem med återvinning
En tilluftsfläkt och
en frånluftsfläkt
ventilerar huset via
två kanalsystem
Med värmeväxling blir
det ett FTX-system
Finns flera typer av FTX-system för
flerbostadshus
Kostnaderna drar iväg men energibesparingen är stor
Slipper uteluftsventiler i fasaden som orsakar drag
Jämförelse mellan systemen
Självdrag
Frånluftssystem
FT/FTX
Tyst
Konstant luftflöde
Stora mängder luft
Inget elbehov
Tar lite plats
Dragfritt
Alltid undertryck
Återvinna värmen
Välfiltrerad luft
Drag
Drag
Mycket underhåll
Högt flöde vintertid, lågt
på sommaren
Försmutsning (många
filter)
Risk för ljudproblem
Svårt att återvinna
Buller
Planering av system
Investering
Markkanal och
solskorsten kan
användas
Möjligt att återvinna
med FVP
Möjligt att tillföra kyla
med luft
11
Ventilation och energi
Syftet med ventilation är att ta bort föroreningar och tillföra frisk luft
till rummet
Flödet, trycket och drifttiden påverkar energibehovet i
ventilationsanläggningen
Påverkan på byggnadens elbehov
Påverkan på värmebehovet
Pfläkt 
pq

Drifttid
P  q    C p ,luft Ttill  Tute 
13
Luftbehandlingsaggregat
Filter
Fläkt
Filter
Spjäll
Fläkt
Värmebatteri
Påverkan på energibehovet
Uteluft
Avluft
Tilluft
Frånluft
Kanalsystem
Frånluft
Sommarförbigång
Kanaler (dimension, form, dragning)
Rengöring
Filter
Värmeväxlare
Aggregatets storlek
Fläktar
Motorer
Eftervärmare
By-pass spjäll
1515
Möjligheter att påverka
energianvändningen
Flödet och drifttiden
• Ventilera inte mer än nödvändigt
• Minska flödet nattetid?
Trycket
Pfläkt 
pq

• Låga tryckfall, undvik spjällstyrning
Effektiviteten
• Använd eleffektiva fläktar
P  q    C p ,luft Ttill  Tute 
• VAV för anpassad ventilation (lokaler)
Värmeåtervinning
• FTX ökar tryckfallet men minskar
värmebehovet, minskar
värmeffektbehovet
16
17
Kanaler och böjar
Alla komponenter i ett ventilationssystem bidrar till att bilda virvlar i
luftströmmen.
Ger ett tryckfall = motstånd och ökad fläkteffekt
Lufthastighetsprofilen blir sned.
Mätning ska inte ske där
Efter en störning behövs raksträcka för att luften skall få tillbaka sin
tänkta strömningsprofil.
Don
Don skall inte placeras direkt på kanalen.
En anslutningslåda gör att luften från don sprids jämt.
Vad är tryckfall?
Är motstånd i kanaler och över komponenter
Tryckfall kostar elenergi till fläkten
Trycket mäts före och efter en komponent
Mätpunkt
Mätpunkt
Nyckeltal för tryckfall
Komponent
Luftintag/utblås
Filter
Värmebatteri
Värmeväxlare
Kanalsystem
Bra Dåligt
(Pa) (Pa)
20
150
50
250
30
100
100
300
150
500
Pfläkt 
pq

Tryckfall i ventilationssystem (Luftmotstånd)
Δp = Δpf + Δpe + Δpa + Δpsyst + Δpspjäll + Δpdon
Δpf = Tryckfall i raka kanaldelar
Δpe = Tryckfall i börjar, T-rör etc
Δpa = Tryckfall i aggregatdelar
Δpsyst = Tryckfall orsakade av systemeffekter
Δpspjäll = Tryckfall i spjäll
Δpdon = Tryckfall i till- och frånluftsdon
(Pa)
Exempel på förbättring av anslutningar
kring en fläkt
Tryckförlusten är 365 Pa
Tryckförlusten är 55 Pa
Med 6 m3/s och drifttid 3000 h/år sparas
ca 5000 kr/år genom åtgärden
Att tänka på för kanaler och tryck
Håll rent
Undvik böjar
Följ upp
24
www.bengtdahlgren.se
Filter
Mikrofilter
Finfilter
Grovfilter
Begynnelsetryckfall ca 200 Pa
100 - 200 Pa
50 - 100 Pa
ca 500 Pa
150 - 250 Pa
100 - 150 Pa
Sluttryckfall
F7-F9 oftast används till tilluft och F5-F6 i frånluft. Klasserna F8-F9 används sällan utan
vid speciella tillfällen då en väldigt hög grad av filtrering krävs.
Typer av värmeväxling
Bilder från FläktWoods
2929
Minerga 80%
Korsström, motström,
korsström
<1500 l/s
3030
Voltair via Kraft och Kultur
90% verkningsgrad (!)
<1800 l/s (6500 m3/h)
2-stegs Motströmsväxlare i
polykarbonat
3131
Ventilationsaggregat med högre
verkningsgrad
Kvadratiska kanaler medger
värmeväxling i fyra
riktningar.
Mycket hög verkningsgrad
32
Exhausto
Aggregat med verkningsgrad 80-85%
Motströmsväxlare
<625 l/s
3333
Plattvärmeväxlare i polykarbonat
•
•
•
Två seriekopplade ger hög verkningsgrad 90%
Låga lufthastigheter ger lågt tryckfall ger lägre
elanvändning
Glatt yta, mindre avfrostning ger bättre energiutbyte
Källa: Voltair System
35
Batterivärmeväxlare
Frånluft
Avluft
Uteluft
Olika växlare
Verkningsgrad
Plattvärmeväxlare
60 %
+
-
Ingen luktöverföring Högt tryckfall
Inga rörliga delar
Frostrisk
Ingen extra el
Roterande
värmeväxlare
80 %
Liten frysrisk
Risk för
luktöverföring
Relativt lågt
tryckfall
El till rotor
Rörliga delar
Batteriåtervinning
50 %
Ingen luktöverföring Högt tryckfall
Inget gemensam
fläktrum
Frostrisk
Låg
verkningsgrad
37
Exempel på beräkning av
temperaturverkningsgrad
Tfrån= 25°
Tute = 2°
Tvvx - Tuteluft
Tfrån - Tuteluft
Tvvx= 12°
12 - 2
25 - 2
=
10
23
= 0,44
dvs 44%
Jämför med nyckeltalet 60% för plattvvx. Det betyder att denna vvx
inte fungerar optimalt, eventuellt måste den rengöras.
Temperaturverkningsgrad är inte samma
sak som energiverkningsgrad
Om Ttill = 18ºC så
kommer återvinningen att täcka
65% av värmebehovet
Om Ttill = 16ºC så
kommer återvinningen att täcka
75% av värmebehovet
Därför är det bra med
låg tilluftstemperatur
Ex återvinnare med 50% temperaturverkningsgrad
www.bengtdahlgren.se
Uteluft
Avluft
Tilluft
Frånluft
Frånluft
Sommarförbigång
4141
42
Radialfläktar
Typ av skovlar
Framåtriktade böjda skovlar kan ge höga fläkttryck, men har en relativt låg
verkningsgrad. Denna typ av skovel kräver minst utrymme och har en låg
ljudnivå.
Bakåtriktade böjda skovlar ger ett lägre fläkttryck än de framåtriktade
skovlarna vid samma varvtal. I och med att verkningsgraden för denna typ
av skovel är mycket god bör den om möjligt väljas i första hand.
44
Axialfläktar
Används vid stora flöden
Bra på att transportera stora
luftvolymer mot låg resistans
Systemförluster
46
Fläkteffek t  p  Q W 
p  totalt fläkttryck Pa

Q  luftflöde m3 /s

Verkningsgrader
Fläktar
Transmissioner
Motorer
F-hjul
60-65 %
B-hjul
75-80 %
B-hjul friblåsande
65-70 %
Kilrem
85-95 %
Rippenband
93-97 %
Plattrem
95-98 %
Växelström små –1,5kW
60-75 %
Växelström medel 1,5-7,5 kW
75-85 %
Växelström stora –5 kW
85-92 %
Reglerutrustning Frekvensomformare
~95 %
- FLÄKTAR -
48
SFP-tal
SFP
= Specific Fan Power
= specifik fläkteleffekt
effekt hos fläktmotorer
SFP =
luftflöde
kW / (m3/s)
Elanbehovet i fläkten kan hållas lågt
med...
hög verkningsgrad
lågt ventilationsflöde
lågt motstånd i kanalerna
genomtänkta anslutningarna mellan kanaler och fläkt
behovsanpassad drifttid
www.bengtdahlgren.se
Olika reglermetoder
Styrning av pumpar/fläktar
Jmf bilkörning – vad är gasen och bromsen?
54
www.bengtdahlgren.se
Verkningsgrad för motor
Elbehovet för fläktarna minskar kraftigt
om de går kortare tid
Drifttid
Dygnet runt hela året
100%
Antal
timmar
8760
Dygnet runt men
bara på vardagar
Bara på arbetstid,
vardagar
71%
6220
21%
1840
Checklista för ventilation
•Ta reda på vilka larm som det finns och vilka åtgärder som skall göras om det
larmar i ventilationssystemet.
• Rengör ventiler, kanaler, fläktar och ventilationsaggregat.
• Byt filter innan luftväxlingen äventyras.
• Funktionsprova spjäll.
• Kontrollera så att det inte är återcirkulation av frånluft över till tilluftssidan i
ventilationsaggregat.
• Kontrollera tätningar i aggregatluckor och mellan aggregat- delar.
• Anpassa drifttider efter verksamhet
• Kontrollera tilluftstemperaturer
Exempel drifttid operationsavdelning
Minskad drifttid med en timme sparar 12000:-/år
61
Kontroll av aggregatet
Fläktens effektivitet med SFP-värdet
Tryckfall över komponenter
Luftflödets storlek
Temperaturverkningsgrad
Tilluftstemperatur
Fläktens elanvändning är starkt beroende av storleken på
luftflödet
Om luftflödet är 10% för stort använder fläkten
33% för mycket elenergi!!
Rengöring och Injustering av ventilation
Rengöring
• Bör göras vid behov innan injustering
• Sparar fläktenergi i form av mindre tryckfall
• Tar bort hälsofarliga beläggningar
Injustering
• Rätt flöde på rätt plats och anpassad efter verksamhet
• Rätt flöde kan ge minskad energiåtgång
By-passfunktion
By-pass sker avfrostning av värmeväxlaren genom att den kalla
uteluften vid påfrysning leds förbi värmeväxlaren via by-passkanalen
som öppnas och stängs via ett motoriserat spjäll. Vid
avfrostningssekvensen går tilluftsfläkten ner på lågfart.
By-passkanalen används också för att via det motoriserade spjället
sommartid undvika oönskad värmeåtervinning.
Man bör kontrollera att spjället fungerar som det ska, för annars kan
man förlora återvinningen.
Exempel på på driftoptimering i bostäder
Energianvändningen för uppvärmning och för drift av fläktar
minskar vanligen med minskande ventilationsflöde.
Ett rimligt antagande är att ventilationen i en trerummslägenhet
med en familj på 4 personer kan sänkas från 0,35 l/s m2 (0,5
oms/h) till 0,10 l/sm2 (0,15 oms/h) under 8 timmar per dag
måndag till fredag dvs. ett rimligt antagande på tid när ingen
vistas i lägenheten.
Detta innebär en minskning av ventilation under 2184 h under
ett helt år, vilket innebär en
sänkning från en kontinuerlig
ventilation2 på h 0,35 l/sm2 (0,5 oms/) till en medelventilation på
0,28 l/sm (0,4 oms/h).
Denna sänkning medför för en lägenhet (utan
värmeåtervinning) i Stockholm att ventilationsförlusterna
reduceras med ca 20 % eller 10 kWh/m2år och att
elanvändningen för ventilation reduceras med ca 25 % om
fläkten regleras med en frekvensomvandlare.
Källa: BeBo
Frånluftssystem
Byte till direktdrivande fläkt med bakåtböjda skovlar, EC-motor
• Ger bättre SFP-tal, dvs. lägre elbehov
Varvtalstyrning via tryckgivare och utomhustempgivare
• Ger stabilare ventilationsflöde och minskat värmebehov och elbehov
Behovsanpassad ventilation med utetempgivare och
tryckgivare i F-system
Obs! Detta kan medför mindre flöde än vad
BRR säger
Årsmedeltemperatur (°C), urval från SMHI klimatdata
Kiruna
-1,2
Karlstad
5,9
Umeå
3,4
Göteborg
7,9
Sundsvall
3,9
Borås
6,3
Östersund 2,7
Kalmar
7,0
Västerås
5,9
Visby
7,2
Uppsala
5,7
Jönköping 6,1
Stockholm 6,5
Växjö
6,5
Örebro
5,9
Malmö
8,0
Linköping
6,8
Ystad
7,8
www.ebmpapst.se
FT-system
Byte till direktdrivande fläkt med bakåtböjda skovlar, EC-motor
• Ger bättre SFP-tal, dvs. lägre elbehov
Sätt in återvinningsaggregat, Plattvärmeväxlare, roterande
FTX-system
Byte till direktdrivande fläkt med bakåtböjda skovlar, EC-motor
• Ger bättre SFP-tal, dvs. lägre elbehov
Byt till effektivare återvinnare tex. roterande växlare
Självdrag
 Förstäkt självdrag
 Frånluftsvärmepump
Frånluftssystem
 Frånluftsvärmepump
 FTX
*
Ejektorverkan
Skorstensventilator
- Minskar problemet med svårtänd eldstad, t ex. öppen spis.
- Möjliggör ett skorstensdrag när skorstenen är utsatt för omfattande
vindar.
- Att skapa luftväxling i källare när pannan är bortkopplad.
- Att skapa luftcirkulation i periodvis stängda sportstugor/fritidshus dvs.
minskar risken för mögeltillväxt och så kallad unken luft.
- Soprumsevakuering.
- Evakuering av vindar, loft och takkonstruktioner.
- Ventilering av radongrunder.
Ballerina: Med vindflöjeln får du... En torr
kanal Inget kallras Inga röknedslag Bättre drag.
Huv med fläkt
för fläktförstärkt självdrag
© [email protected]
Fläktförstärkt självdrag
På vintern fungerar ventilationen med självdrag
En fläkt startar t ex då utetemperaturen är över
10°C.
Eliminerar många av självdragets nackdelar men
fortfarande omöjligt att återvinna värme
Ex. För att skapa bättre ventilation i badrum
Från frånluftssystem till…
FX (Frånluft med vätskeåtervinning)
FTX (Centrala och separata aggregat)
Frånluftsvärmepump i F-system
Energiåtervinning ur flerbostadsfastigheters frånluft
Värme
pump
EnergyWellTM värmeåtervinning bygger på en effektiv
frånluftsåtervinning där en mycket stor del av luftens
energiinnehåll återvinns med hjälp av en värmepump. Tack
vare den unika patentsökta tekniken1) kan avsevärt mer energi
utvinnas än vad som tidigare varit möjligt med traditionell
frånluftsåtervinning.
Fjärrvärme/Oljepanna
Flerbostadshus med
EnergyWellTM
En fastighet med EnergyWellTM värmeåtervinningssystem
kommer att täcka fastighetens energibehov av värme och
tappvarmvatten till 90% eller mer, vilket innebär att behovet
av extra tillsatsenergi blir lågt.
1)
EnergyWellTM har nominerats till vinst i BeBo’s anbudstävling för
värmeåtervinning för flerbostadsfastigheter
Systemet passar för de vanligt förekommande ventilationssystemen i flerbostadshus. För ventilationssystem baserade på
självdrag bidrar frånluftsåtervinningen dessutom till en bättre
inomhusmiljö genom att säkerställa normenlig ventilation av
lägenheterna.
Källa:EnergyWellTM
Besparing Energi o kostnad
Källa:EnergyWellTM
Beräknad årlig energianvändning av el och
fjärrvärme i ett
standardflerbostadshus med olika
uppvärmningsalternativ
Beräkningsexemplet visar att värmeåtervinning med FTX eller
frånluftsvärmepump kan
ge en energibesparing i samma storleksordning. FTX har dock fördelen att
den använder en mindre andel el av den totala energianvändningen. En
viktig konsekvens med installation av FTX är att fastighetens
värmeeffektbehov sjunker. En massiv installation av FTX-system innebär
att behovet av topplast för uppvärmning (främst fjärrvärme) borde minska.
Källa: BeBo
Balanserad ventilation med värmeåtervinning
(FTXsystem)
Källa: Systemair
Flerbostadshus – centraliserad lösning
Källa: SWEGON
82
Balanserad ventilation med värmeåtervinning med
separata lägenhetsaggregat (FTX system)
Källa: Systemair
Flerbostadshus – lägenhetsvis lösning
Källa: SWEGON
84
Decentaliserade FTX aggregat i flerbostadshus
Dimensionera efter verkligheten!
Hur används bostaden?
BBR 18 2011:6
Lägsta uteluftsflöde:
0,35 l/s per m2 golvarea.
”I bostadshus där ventilationen
kan styras separat för varje
bostad, får ventilationssystemet
utformas med närvaro- och
behovsstyrning av ventilationen.
Dock får uteluftsflödet inte bli
lägre än 0,10 l/s per m2 golvarea då
ingen vistas i bostaden och 0,35 l/s
per m2 golvarean då någon vistas
där.”
Jämför!
Exempel 1
3 personer i villa, 200 m2
Qmin= 70 l/s (ej närvaro 20 l/s)
Exempel 2
3 personer i lägenhet 2, 65 m2
Qmin= 25 l/s (ej närvaro 7 l/s)
- Husdjur?
- Lägenhetsvis tvättstuga?
- Diskmaskin?
- Vem är hyresgästen, barnfamilj,
ensamstående, äldre/yngre... ?
Källa: SWEGON
85
86
Generella principer för ventilationssystem
Luften ska tillföras där människor vistas mest
Dålig luft ska inte spridas i byggnaden
Ett undertryck ska skapas inomhus
Samma principer gäller oavsett
bostads- eller lokalbyggnad
Luftens ska ges möjlighet att passera under eller
över dörrar
Luftföringsprinciper
89
Luftdistribution
90
91
Kastlängden ska vara lagom lång
För lång stråle
orsakar drag
För kort stråle ger
dålig omblandning
Luftstrålen ska hålla rätt temperatur
För kall tilluft
För varm tilluft
 Drag är det vanligaste
klagomålet i fastigheter
 Det man känner är
värmeförlusten
 Värmeförlusten beror på
luftens medelhastighet,
temperatur och
hastighetsvariationer
 Stora hastighetsvariationer ökar
värmeförlusterna
95
Deplacerande inblåsning
Omblandande ventilation
98
Ventilation är osynlig
Visualisering
Temperature distribution close to a low-velocity diffuser in a industry facility
with displacement ventilation
After
improvements
Non-optimal
condition
1.0 m
1.0 m
Diffuser
Screen
(Picture source: Cehlin et al 2000)
Camera
101
102
Vad är luftutbyteseffektivitet?
- BBR > 40 %
103
Exempel på dålig luftutbyteseffektivitet,
VAV, 15-100 l/s.
Kastlängd vid
minflöde 15 l/s når
ej ut i rummet
104
Lösning: -byte till aktivt don
T.e.x. FläktWooods RAPB. Kastlängd kan konstanthållas vid varierande flöde,
inställd på 2,0 m
Resultat efter
donbyte: 50 %
105
Vad är bra att veta? - proja för god
luftutbyteseffektivitet
• Säkerställ kastlängder även vid låga flöden
• Val av don vid VAV
• Fundera över luftföringen i rummet, hur kan föroreningar
tranporteras iväg effektivt
• Påverkar luftens temperatur luftföringen?
Över/undertemperatur.
• Placera frånluftsdonet på en smart plats
106
Hur mycket ventilationsluft behövs i
lokalbyggnader?
Alltid minst
0,35 l/s,m2golv
Boverkets Byggregler
7 l/s, person
Arbetarskyddsstyrelsen 7 l/s, person + 0.35 l/s,m2golv
Många VVS:are
15 l/s, person
Lätt att räkna med
10 l/s, person
Vad säger reglerna om drag?
Inte mer än 0.15 m/s vintertid
vilket är det samma som att luften rör sig 0.75 meter på 5 sekunder
Dock OK med 0.25 m/s på sommaren
Möjligheter att påverka
energianvändningen
Flödet och drifttiden
• Ventilera inte mer än nödvändigt
• Minska flödet nattetid?
Trycket
Pfläkt 
pq

• Låga tryckfall, undvik spjällstyrning
Effektiviteten
• Använd eleffektiva fläktar
P  q    C p ,luft Ttill  Tute 
• VAV för anpassad ventilation (lokaler)
Värmeåtervinning
• FTX ökar tryckfallet men minskar
värmebehovet, minskar
värmeffektbehovet
109
Sammanfattning
Ventilationsaggregat
Rumsluften
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• Luftutbyteseffektivitet över 40 %
• Fundera över hur luften kan färdas i
rummet
• Ställ in rätt temperatur beroende på
system
• Välj system beroende på behov
Undvik böjar
Håll ner hastigheten, tänk stort
Sköt om systemet
Fläkten
Bakåtvända skovlar
Tryckstyr
Minska drifttid?
FTX med hög verkningsgrad
Annan återvinning?
110
111