komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och...

16
Komfortkyla Per-Erik Nilsson

Upload: others

Post on 20-Jul-2020

2 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

1

Komfortkyla

Per-Erik Nilsson

Page 2: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

2

EFFEKTIV är ett samarbetsprojekt mellan staten och näringslivet med

ELFORSK som koordinator. EFFEKTIV finansieras av följande parter:

● ELFORSK

● Borlänge Energi AB

● Borås Energi AB

● Byggforskningsrådet

● Elbolaget i Norden AB

● Falu Energi AB

● Graninge Kalmar Energi AB

● Göteborg Energi AB

● Jämtkraft AB

● Karlstads Energi AB

● Mälar Energi AB

● Skellefteå Kraft AB

● SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut

● Statens Energimyndighet

● Svenska Fjärrvärmeföreningen

● Sydkraft AB

● TA Hydronics AB

● Umeå Energi AB

● Uppsala Energi AB

● Vattenfall AB

● Öresundskraft AB

Page 3: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

3

4

6

8

12

14

15

Förord:

Användningen av komfortkyla ökar kraftigt i Sverige. Idag är de flesta hyres-

värdar mycket medvetna om vikten av att kunna erbjuda befintliga och nya

kunder i kommersiella lokaler en bra inomhusmiljö. Samtidigt blir också hyres-

gästerna allt mer medvetna om vilka krav de kan ställa på inomhusmiljön.

Inomhusmiljön är sammansatt av många parametrar. Det en hyresgäst i en

lokalfastighet omedelbart blir varse är det termiska klimat som råder i lokalen.

Sedan länge har det varit självklart att temperaturen inomhus inte får bli för

låg. Nu ställs kraven allt oftare på att temperaturen inte heller får bli för hög.

Såväl vid nybyggnation som vid ombyggnation och renovering, installeras

olika system för komfortkyla. I denna skrift görs en översiktlig genomgång av

de system som idag används för att distribuera kyla i lokalbyggnader. Meto-

der för att ”producera” kylan berörs endast helt kort.

Per-Erik Nilsson, CIT Energy Management AB

Innehåll:

Behovet av värmeoch kyla i byggnader

Komfortkyla

Frikyla

Köldalstring förkomfortkylanläggningar

Diskussion

Referenser

Page 4: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

4

Så snart temperaturen ute är lägre än inne strömmar värmeut från byggnaden genom dess omslutningsytor. Samtidigtförlorar byggnaden värme genom sk luftinfiltration, dvs ute-luft läcker in i byggnaden genom springor och håligheter iväggar, tak, dörrar och fönster. Med tanke på att man i deflesta byggnader håller temperaturen strax över 20°C inne-bär det att byggnaden under nästan hela året förlorarvärme mot omgivningen.

När byggnader används har man i stort sett alltid en interngenerering av värme. Den kommer ur användning av olikaapparater och utrustningar, belysning och människor.Värme tillförs även med solinstrålning vilket bidrar till den in-terna värmegenereringen.

Behovet av värmeoch kyla i byggnader

Det krav som i första hand ställs påinomhusklimatet i en byggnad är attrumstemperaturen skall ligga på enkomfortabel nivå oberoende av vilketväder som råder utomhus. Dessutom skallluften inne vara acceptabelt ren, ljus- ochljudförhållanden skall vara goda, etc.Ändå är den första förutsättningen för atten byggnad överhuvudtaget skall kunnaanvändas att temperaturkomforteninomhus äracceptabel.

I bostäder är den interna värmegenereringen normalt rela-tivt begränsad. Därför råder värmeunderskott under en stordel av året och värme måste tillföras. Den del av året då detfinns ett värmeöverskott öppnar man vanligen fönster. I bo-städer finns också en större tolerans för högre temperatu-rer inomhus. System för att föra bort värme ur bostadshusär ytterligt sällsynta i Sverige.

Page 5: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

5

I lokaler och vissa industribyggnader är den internavärmegenereringen ofta relativt stor. Detta i kombinationmed att byggtekniken utvecklats så att byggnaderna är välisolerade och täta, gör att värmeförlusterna genom bygg-nadens omslutningsytor blir små. Tittar man på nya kon-torshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskottfinns endast under nätter och helger medan man under ar-betstid nästan alltid har betydande värmeöverskott. I dessabyggnader erfordras endast enkla värmesystem som tarhand om de blygsamma värmeunderskotten, till skillnadmot de betydligt mer omfattande system som krävs för attbemästra de stora värmeöverskotten och därmed hindraatt inomhustemperaturen blir oacceptabelt hög under ar-betstid.

Då kraven i fråga om rumstemperaturer är givna bestämskylanläggningens kapacitet i huvudsak av hur stort värmeö-verskott den måste bemästra. Rent allmänt gäller att justörre värmeöverskottet är, och därmed den kapacitet somkylanläggningen måste ha, desto svårare är det att klara etti alla avseenden bra rumsklimat. Därför är det alltid viktigtatt sträva efter lösningar som ger låga värmeöverskott. Föratt åstadkomma såna lösningar krävs att man har en hel-hetssyn på byggnaden, dess tekniska installationer ochverksamheten.

Page 6: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

6

Det värmeöverskott som måste bortförasfrån byggnader för att hållainomhustemperaturen lägre än enförutbestämd högsta tillåten temperatur,kallas i vardagstal kylbehov. Således ärbyggnadens kylbehov precis sammasak som byggnadensvärmeöverskott. För attanknyta till vanligenförekommandespråkbruk, används ifortsättningenockså härbenämningenkylbehov.

Komfortkyla

Ett klimathållningssystem är detsystem i en byggnad som skallupprätthålla både det termiskaklimatet och luftkvaliteten. Upprätthållande av det termiskaklimatet består främst i att hålla temperaturen hos rums-luften inom givna nivåer. Upprätthållande av luftkvalitetenbestår i att kontrollera rumsluftens ”renhet” genom att tillseatt en tillräcklig mängd uteluft ventilerar rummet. Iblandinnefattar upprätthållande av luftkvaliteten även att givna ni-våer av partiklar och/eller gaser inte får överskridas.

System med luftburen kyla

Kylsystemet måste kunna ta hand om variationen i kyl-behov, både över dygnet och över året. De två grundtype-rna av system med luftburen kyla är konstantflödessystemeller system med variabelt flöde (kombinationer av de tvåmetoderna förekommer också).

Behov av komfortkyla uppstår såle-des när krav ställs på det termiska

klimatet i termer av högsta tillåtna temperatur inomhus. Deklimathållningssystem som används för att aktivt kyla bygg-nader, kan generellt delas upp i tre typer:

● system med luftburen kyla● system med vattenburen kyla● kombinerade system

(kyla tillförs med både luft och vatten).

I dessa system bestäms det dimensionerande luftflödet,och därmed kanaldimensioner, av det dimensionerandekylbehovet. Det är således de termiska kraven, inte kravenpå luftkvalitet, som är dimensionerande. Den principiellauppbyggnaden av ett luftburet kylsystem visas schematiskti figur 1.

I befintliga byggnader är det normalt både svårt och kost-samt att byta kanalsystem. Om man inte kan transporteratillräckligt stora luftflöden i de befintliga kanalerna för att till-godose kylbehoven, installerar man vid ombyggnad vanli-gen vattenburna kylsystem.

Page 7: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

7

Figur 1System med luftburen kyla – principskiss. När kylbehovföreligger kyls tilluften till önskad temperatur i kylbatteriet.

Temperaturen på luften som tillförs byggnaden kan varie-ras, men luftflödet hålls konstant. Denna typ av system be-nämns CAV system (Constant Air Volume).Rummen med de största kylbehoven bestämmer normaltden tilluftstemperatur som bereds i det centrala luft-behandlingsaggregatet. I övriga rum eftervärms luften.

Även om ett CAV system tillför luft med konstant flöde an-vänds ibland tvåhastighetsmotorer till fläktarna, där manreglerar ner varvtalet när kylbehovet ibyggnaden så tillåter. Luftflödet minskar dåproportionellt lika mycket som varvtalet.Användning av tvåhastighetsmotorer i CAVsystem skall inte förväxlas med VAV system(se nedan) där flödet varieras kontinuerligtefter behov, för att anpassa tillförd kyleffekt.

Som nämndes ovan kan tillufts-temperaturen i ett CAV system vara konstant ellervarieras. Variationen kan göras:

● oberoende av utetemperaturen men beroende av mo-mentana ändringar i värmeöverskottet. Denna typ avtemperaturstyrning sker i eftervärmningsbatterier i direktanslutning till respektive zon.

● beroende av utetemperaturen. Denna typ avtemperaturstyrning sker i det centralt belägna aggregatet.

● som en kombination av båda ovanstående.

System med konstant luftflöde - CAV system

Luftflödet som tillförs varje rum varieras efter behov,men temperaturen på tilluften hålls konstant, dvstilluftstemperaturen ändras inte med att lasten ändras.Däremot sker normalt en årstidsstyrning avtilluftstemperaturen, som en funktion av ute-temperaturen. Denna typ av system be-nämns VAV system (Variable Air Volume).

Luftflödet till varje rum regleras med spjäll inågon form av boxar i direkt anslutning tillrummet, medan centrala till- och frånlufts-fläktar kontrolleras med hjälp av ledskenereglering ellervarvtalsstyrda fläktmotorer, vanligtvisfrekvensomriktare. Styrningen sker normalt mot attupprätthålla konstant statiskt tryck i tilluften. Flödet va-rierar från max den varmaste dagen ner till kanske20% av max under årets kallaste dagar, då luften en-dast har som uppgift att tillgodose kraven på luft-kvalitet.

System med variabelt luftflöde - VAV system

Figur 2 Princip för VAV system med VAV-box

I CAV system där temperaturstyrningen sker centralt och iCAV system med konstant tilluftstemperatur görs en korri-gering till rätt rumstemperatur i de enskilda rummen t exmed väggfasta radiatorer.

Frånluftsfläkt

Värmeåtervinning

VärmebatteriKylbatteri

Tilluftsfläkt

Radiator

Frånluftsfläkt Värmeåtervinning

VärmebatteriKylbatteri

Tilluftsfläkt

VAV-box

Radiator

Page 8: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

8

I en ombyggnads- eller renoveringssituationföredras ofta denna typ av kylsystem. Vid in-stallation av systemet finns det vanligenplats i befintliga undertak att placera devattenrör som krävs för distributionen avkallt vatten i byggnaden.

System med vattenburen kyla

Det finns möjligheter att kombinera system med luftburenoch vattenburen kyla på en mängd olika sätt. Ett tillfälle dåsystemen måste kombineras är då man vill ha ett systemmed luftburen kyla, men då det dimensionerande kyl-behovet är så stort att det inte fullt ut kan tas om handmed enbart luft (beroende på att man i så fall skullebehöva så stora luftflöden att dragproblem blirofrånkomliga).

Kombinerade system

Figur 3 System med vattenburen kyla - princip

Det finns även möjligheter att kombinera luft-burna system så att man för vissa delar av

en byggnad, eller för vissa rum, använ-der sig av ett VAV system (genomatt utnyttja sk VAV boxar där luft-flödet kan styras) för att i övriga de-

lar av byggnaden ha ett CAV system.

Dessa typer av system förser de enskilda rummen medvattenburen kyla. Det luftsystem som finns används enbartför att tillgodose kraven på luftkvalitet. I figur 3 visas sche-matiskt hur ett sådant system kan vara uppbyggt.

Frånluftsfläkt Värmeåtervinning

Värmebatteri

Kylbatteri

Tilluftsfläkt

Kylavgivning

Kylmaskin

Page 9: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

9

Kylbafflar

Enhet som genom egenkonvektion i ett flänsbatteri kylerluften i rummet, enligt princip som visas i figur 4.Kylbaffeln kan också kombineras med tilluftsanslutning föratt samtidigt fungera som tilluftsdon och, i många fall, höjakyleffekten i baffeln. Vissa kylbafflar kan även förses medvärmefunktion.

Kylpaneler.

Kylpaneler som hängs i tak, se fig 5. Kallt vatten passerargenom en aluminiumplåt i kylpanelen. Värmen transporte-ras från plåten till det kalla vattnet. Kylpanelen kyler då delsden varma rumsluften och dels upptar värme från rummetgenom lågtemperaturstrålning.Finns i flera olika utföranden som kan monteras dikt mottak, frihängande eller integrerat i undertaket. Fungerar hu-vudsakligen som strålningskylare.

Fan-coil batterier (fläktkonvektorer)

En enhet via vilken både värme och kyla tillförs rummet(dock ej samtidigt). En principskiss av ett fan-coil batteri vi-sas i fig 6.Ett fan-coil aggregat är utrustat med en fläkt vilken cirkule-rar rumsluft genom aggregatet. I aggregatet antingenvärms eller kyls luften i ett värme- eller kylbatteri. Värme-respektive kylbatteriet tillförs varmt alternativt kallt vattenfrån en central anläggning i byggnaden. Den rumskylaresom kan klara störst kylbehov, men också har högst ljud-nivå.

Induktionsapparater

En enhet via vilken både värme och kyla tillförs rummet(dock ej samtidigt). En principskiss av ett induktionsbatterivisas i figur 7.När induktionsbatterier används tillförs ventilationsluftenrummet genom induktionsbatteriet. Ventilationsluftenströmmar genom ett munstycke med hög hastighet vilketfår till följd att rumsluft ”rycks med” genom värme- eller kyl-batteri. På detta sätt är det möjligt att värma eller kyla rum-met genom en och samma enhet utan att använda fläkt.

Figur 4Kylbatteri – princip

Figur 6Fan-coil batteri - principskiss.

Figur 7Induktionsapparat förfasadmontage - principskiss.

Figur 5Kylpaneler - principskiss.

Galler

Köldmedium

Kylflänsar

Aluminiumplåtar

Varmt vatten

Kallt vatten

Fläkt

Varmt vattenKallt vatten

Rumsluft in

Ventilationsluft in

Rumsluft ut

Luft in

Luft ut

Så överförs kylan:

Kyla kan tillföras rummet på ett antal olikasätt. Nedan redogörs översiktligt för hurkylbafflar, kylpaneler, fan-coil aggregat ochinduktionsbatterier fungerar. Fan-coilaggregat och induktionsbatterier placerasvanligen under fönster utefter ytterväggar.

Page 10: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

10

En ofta förekommande missuppfattning ärman alltid måste köra en kylmaskin så fortdet finns ett kylbehov. Detta är såledesinte riktigt, utan man har möjlighet attutnyttja uteluften för s k frikyla.

Det finns ingen vedertagen definition påvad som avses med begreppet frikyla. Envanlig tolkning är att begreppet frikylaavser möjligheten att tillföra kyla närkylbehov föreligger, utan att behövabetala för själva köldalstringen.

Begreppet frikyla används framför allt i samband med luft-burna kylsystem och avser då när kylbehovet kan tillgodo-ses enbart med hjälp av uteluft, utan att kylmaskiner behö-ver startas. Eftersom luftburen kyla fungerar så att tilluftenlevereras med temperaturer runt 16-18 °C, kan såledesuteluft användas för att tillgodose hela kylbehovet så längeutetemperaturen inte överskrider denna temperatur. Förstnär utetemperaturen är högre än ca 16 °C behöver kyla ak-tivt tillföras tilluften.

Frikyla

I ett luftburet kylsystem kan således frikyla utnyttjas sålänge utetemperaturen är lägre än ca 16 °C. I fig 8 visas förnågra orter i Sverige hur många timmar utetemperaturenunder ett typiskt år överstiger 16 °C (ett år har 8760 tim-mar).

Page 11: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

11

I Göteborg, som exempel, behöver en kylmaskinköras 895 timmar under ett år, om temperaturenpå luften som tillförs byggnaden får vara max16 °C. Detta under förutsättning att ventilationenalltid är i drift även under nätter. Om ventilationen är

avstängd under delar av dygnet minskar antalet drift-timmar.

Även för vattenburna kylsystem finns möjligheten att ut-nyttja frikyla. Här måste någon form av värmeväxlare motuteluften installeras (t ex i form av kyltorn). I figur 9 visasschematiskt var i systemet ett kyltorn skall placeras.

I samband med att frikyla utnyttjas vid användning av vat-tenburen kyla är det vanligt att man vid en förutbestämdutetemperatur låter allt vatten kylas mot uteluften. Vid ute-temperaturer lägre än denna temperatur används såledesinte kylmaskinen. Den temperatur vid vilken omkopplingsker ligger normalt i intervallet 7-10 °C ute.

Som redan nämnts finns ingen enhetlig definition för be-greppet frikyla, vilket gör att begreppet även används föratt beskriva kyla som hämtas ur vattendrag, etc.

Figur 8Ungefärligt antal timmar närutetemperaturen under etttypiskt år är större än 16°C,i några svenska orter[Taesler, R., Klimatdataför Sverige, SMHI,Stockholm, 1972].

Figur 9Schematisk placering av kyltorn för utnyttjande av frikyla vidanvändning av vattenburen kyla.

Luleå

246

Malmberget

160

Östersund

365

Sundsvall

685

Stockholm

1038

Göteborg

895

Växjö

1055

Malmö

1045

Antal timmar/årmed utetemperaturöver 16°C påolika orter

Kyltorn

Kylavgivning

Page 12: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

12

Nedan ges en kort översikt av de olikametoder som används idag för attproducera kyla avsedd förkomfortändamål.

Det vanligaste sättet att producera kyla är med kon-ventionella eldrivna kylmaskiner. Idag kommer ävenalternativa metoder som evaporativ och sorptivkyla. I stora anläggningar finns även kylaproducerad med värmedrivnaabsorptionsmaskiner.I många städer har ocksåfjärrkylanät byggts upp eller ärunder uppbyggnad. De fungerari princip som fjärrvärmenät, medskillnaden att det är kallt vatten somdistribueras.

Det av förångaren upptagna värmet motsvarar precis den kylasom kan levereras till byggnaden. För att kunna leverera dennakyla åtgår ett kompressionsarbete som måste tillföras kompres-sorn, normalt i form av elenergi. Förhållandet mellan den kyla somkylmaskinen levererar och det arbete som tillförs kompressorn be-nämns köldfaktorn och definieras enligt:

Levererad kylaArbete till kompressor

Om man känner köldfaktorn och den mängd kyla som skall produ-ceras, känner man således även det arbete som krävs och därige-nom resulterande driftskostnad. Normalt ligger årsköldfaktorn istorleksordningen 3 (beroende på mellan vilka temperaturnivåerkylmaskinen arbetar). I arbete till kompressor brukar vanligeninräknas även el till komponenter som är att hänföra direkt tillkylmaskinens drift, exempelvis el till cirkulationspumpar.

Med en kompressordriven kylmaskin har man stor flexibilitet vadgäller sättet att tillföra byggnaden kyla. Som nämnts tidigare är detmöjligt att leverera kyla från kylmaskinen antingen till kylbatteriet iett luftbehandlingsaggregat eller till kylutrustning placerad direkt irummen (exempelvis kylpaneler i tak eller fan-coil batteri).

Köldalstring förkomfortkylanläggningar

Köldalstring med kompressorkylmaskin är det ”klas-siska” sättet att producera kyla. När maskinkyla förkomfortändamål diskuteras är detta vad som normalthas i åtanke. Kylmaskinen fungerar på samma sättsom en vanlig värmepump, men här är det istället denkalla sidan som är den ”nyttiga”, se fig 10.

En principiellt viktig skillnad mellan de evaporativaoch sorptiva systemen å ena sidan och övriga

system å den andra, är att evaporativa ochsorptiva system endast kan användas isystem med luftburen kyla. Köldalstring

med absorptionsmaskiner kommer ifrågaendast i mycket stora systemKomfortkyla med evaporativa och sorptivaprocesser finns i detalj behandlade i t ex enlicentiatuppsats från Chalmers tekniska hög-skola [Lindholm, T., Evaporativ och sorptivkylning, D43, Inst. för installationsteknik,CTH, 1998].

Figur 10Kylmaskinprocessen

Konventionell maskinkyla (eldriven kompressorkyla)

Strypventil

Kondensor

Förångare

Upptaget värme(avgiven kyla)

Kompressor

Tillförtarbete

Avgivet värmeÅrsköldfaktorn =

Page 13: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

13

Evaporativ kylaVid evaporativ kylning av luft utnyttjas att luftens temperatursänks genom att fukta luften med hjälp av vatten-avdunstning från en våt yta som luften passerar. Fuktning ärmöjlig så länge luften inte är mättad med vattenånga. Föratt luften skall kunna ta upp vatten måste vattnet förångas.Vid förångningen åtgår värme. Detta värme, det sk ångbild-ningsvärmet, tas från luften. Samtidigt som vattnet förångasoch upptas av luften sänks således luftens temperatur.Den lägsta temperatur luften kan få med denna typ av kyl-ning är begränsad av luftens våta temperatur vid mättnad-stillståndet, vilken ibland även kallas luftens kylgräns.

Med direkt evaporativ kylning avses en process där tilluftenfuktas och temperaturen sänks. Samtidigt ökas tilluftensfuktinnehåll. Med indirekt evaporativ kylning sker en fuktningav frånluften, varigenom frånluftens temperatur sänks. Där-efter sker en värmeväxling (icke fuktöverförande) mellanfrån- och tilluft där värme ur tilluften kan föras över till från-luften. På så vis uppnås en temperatursänkning i tilluften,samtidigt som tilluftens fuktinnehåll inte ökar. Direkt och in-direkt evaporativ kylning åskådliggörs i figur 11 och 12.

Möjligheten att kyla bestäms till stor del av ”yttre” para-metrar, där uteluftens aktuella tillstånd är av avgörande be-tydelse.

Sorptiv kyla

För att kunna sänka tilluftens temperatur så långt som möj-ligt, är det fördelaktigt att ha torrast tänkbara luft näruppfuktningen påbörjas. I den sorptiva kylprocessen ärfuktningen från den evaporativa processen kompletteradmed en torkning av tilluften innan den fuktas, se fig 13.

Ett sorptionskylaggregat består alltså av en avfuktardelsom torkar luften och en del som kyler luften (denevaporativa delen). Tilluften avfuktas med en fuktupp-tagande rotor. På frånluftssidan drivs det upptagna vattnetur rotorn. Till detta åtgår värme. Således måste ett sorptivtkylaggregat även tillföras värme.

Fjärrkyla

Flera energiföretag erbjuder idag sina kunder sk fjärrkyla.Beroende på det enskilda energiföretagets förutsättningar ifråga om produktionsmöjligheter och kundunderlagets ut-formning och täthet, produceras och distribueras kyla påolika sätt i olika orter. Produktionsenheter kan i ettfjärrkylsystem bestå av allt från sk “frikyla” (t ex kallt sjö-vatten som direkt kan utnyttjas för kyländamål), överkompressorkylmaskiner, till värmedrivna kylmaskiner(absorptionskylmaskiner). Relativt vanligt är att utnyttja kylafrån befintliga värmepumpar, vilka redan används för att le-verera värme till fjärrvärmenätet. Till ett fjärrkylanät anslutsnormalt kunder med relativt stora kylbehov. Det kan t exvara ett sjukhusområde eller ett affärscentra.

Till kunden levereras ”kallt vatten” i en undercentral, i prin-cip på samma sätt som i en abonnentcentral för fjärrvärme.Därifrån distribueras sedan sekundärvatten till den eller debyggnader som skall kylas enligt fig 14.

Figur 11 Direkt evaporativ kylning.

Figur 12 Indirekt evaporativ kylning.

Tilluften fuktas ochtemperaturen sänks

Frånluften fuktas ochtemperaturen sänks

Kyla förs övertill tillluften

Tilluften torkas...

...och återfuktas

Figur 13 Sorptiv kyla

Figur 14 Fjärrkyla

Värme tillförs påfrånluftssidan

KylavgivningKyla levereras tillundercentral

Page 14: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

14

Det är inte möjligt att generellt säga när enviss typ av systemlösning skall väljas ellerej. I de flesta fall är det möjligt att väljamellan flera, ur teknisk synvinkel,fungerande lösningar. Det som bliravgörande för det slutliga systemvalet ärkostnaden för att köpa och driva systemet.

Dock kan sägas att när kylbehoven ärmycket stora kan det uppstå problem omdessa skall tas om hand med enbart ettluftburet system. Av exempelviskomfortskäl ställer det till problem att ta inmer än en given mängd luft med en givenundertemperatur (dragproblem), beroendepå typ av byggnad och aktiviteter ibyggnaden.

Diskussion

● När indirekt evaporativ kyla används är det viktigt attkomma ihåg att kylan tillförs frånluften. Tilluften kyls genomen värmeväxling mot frånluften. Tilluftstemperaturen är så-ledes beroende av frånluftstemperaturen. Om temperatureni byggnaden stiger så kommer även tilluftstemperaturen attstiga. I praktiken är det svårt att kunna sänka tilluftens tem-peratur med mer än ungefär 5 °C. Med ett konventionelltkylsystem (kompressorkyla) är det möjligt att bestämmaden temperatur med vilken tilluften skall tas in i byggnaden,oberoende av vilken temperaturen är i byggnaden. Attprojektera ett system med indirekt evaporativ kyla kräver enstörre arbetsinsats och ett större kunnande hos projekt-ören.

● När sorptiv kyla används måste också det finnas tillgångtill värme. Ofta är ett tillräckligt alternativ sommarfjärrvärme(temperaturnivåer runt 65-70 °C är tillräckliga).

Det finns ett antal grundläggande faktorer som måstebeaktas vid val av systemlösning:

● När ett system med luftburen kyla väljs krävs mer ut-rymme för kanaldragning än om ett system med vatten-buren kyla väljs. I fallet med vattenburen kyla kan kanalernadimensioneras efter hygienventilation, medan dedimensioneras efter maximal kyleffekt (större luftflöde) ifallet med luftburen kyla.

● I byggnader som tidigare saknat kyla kan det, på grundav platsbrist, vara i stort sett omöjligt att välja ett systemmed luftburen kyla. Här installeras då vattenburen kyla.

● Det är enklare att utnyttja ”frikyla” med ett luftburet sys-tem än med ett vattenburet. I det vattenburna systemetmåste en värmeväxling mot uteluften ske i ett kyltorn ellerliknande. I det luftburna systemet krävs ingen extra ut-rustning för att kunna utnyttja ”frikylan”. I undantagsfall ärdet möjligt att för det vattenburna systemet utnyttja kylningmot vatten (när det finns tillgängligt).

● Evaporativ och sorptiv kylning kan endast kombinerasmed system med luftburen kyla. Inga klimatologiska be-gränsningar för användning av dessa tekniker förekommer iSverige.

Page 15: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

15

Taesler, R., Klimatdata för Sverige, SMHI, Stockholm, 1972.

Lindholm, T., Evaporativ och sorptiv kylning, D43, Inst. för installationsteknik,CTH, 1998.

Referenser

Page 16: Komfortkyla - enerma.setorshus, varuhus, sjukhus och liknande byggnader inom lo-kal- och industrisektorn, så finner man att värmeunderskott finns endast under nätter och helger

16

Denna rapport är framtagen i forskningsprogrammet EFFEKTIV

som bedrivs inom Centrum för Effektiv Energianvändning (CEE).

CEE består av SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut,

CIT Energy Management och Institutionen för Installationsteknik

vid Chalmers Tekniska Högskola.

EFFEKTIVc/o SP Sveriges Provnings- och ForskningsinstitutBox 857, 501 15 Borås. Telefon 033 - 16 50 00. Fax 033 - 13 55 02. Internet www.effektiv.org

RAPPORT EFFEKTIV 2001:01

ISBN 91-7848-841-9

ISSN 1650-1489