En kølig genvinding med luftbefugtere

Artikeloversigt

Energi genvundet fra afgangsairen om sommeren

Energigenvinding fra afgangsair kan bruges både om sommeren og om vinteren til at reducere en bygnings energiforbrug.

Luftbefugtere øger kølepotentialet

Ved at installere en luftbefugter før en varmeveksler øges energigenvindings- og forkølingspotentialet.

Indirekte køling undgår begrænsningerne ved direkte køling

Da indirekte evaporative køling ikke påvirker luftfugtigheden indendørs, kan den anvendes i større udstrækning i et tempereret klima.

Effektiv genvinding med luftbefugtere

Genvinding af varme fra en bygnings udsugningsluft er en veletableret metode til at reducere HVAC-energiforbruget om vinteren. Men genvinding af termisk energi til køling om sommeren rummer også et enormt potentiale. Det er en stærkt underudnyttet strategi, og den er i øjeblikket langt fra så velkendt blandt bygningsingeniører som dens modstykke inden for varmegenvinding.

I betragtning af den relative lighed i temperatur mellem indkommende og udgående sommerluft kunne man tro, at varm udsugningsluft fra et rum kun har et begrænset potentiale til afkøling af den indkommende luft, bortset fra på de allervarmeste dage. Og i sig selv ville man for det meste have ret. Men ved at tilføje en energibesparende luftbefugter til udsugningsluftstrømmen før et energigenvindingssystem kan temperaturen i udsugningsluften sænkes betydeligt. Dette øger potentialet for energigenvinding fra den udgående til den indkommende luftstrøm om sommeren, hvilket gør det muligt at opnå op til 10K meget energibesparende køling.

Der er typisk to væsentlige begrænsninger ved brug af luftbefugtere til køling i et klimaanlæg, når de anvendes direkte på den indkommende luft. For det første afhænger befugterens kølekapacitet af tilstanden af den friske luft, der ledes ind i befugteren. Luft med høj luftfugtighed før luftbefugteren vil ikke absorbere meget vand. Uden megen fordampning kan den resulterende køling derfor være begrænset, og dette vil variere afhængigt af vejrforholdene udenfor. Med en fraluftskøling er tilstanden af den luft, der ledes ind i luftbefugteren, imidlertid altid relativt ensartet. Udsugningsluften fra rummet har sjældent en høj luftfugtighed, hvilket giver et godt potentiale for fordampning.

Den anden begrænsning for direkte evaporative køling er den maksimalt tilladte luftfugtighed efter luftbefugteren. Dette afhænger af tilførselsluftens tilstand til rummet. Luft, der er for fugtig, vil ikke være behagelig og kan forårsage problemer med bygningens konstruktion. Så hvis den maksimalt tilladte luftfugtighed i rummet er 55 % RH, er kapaciteten for direkte evaporativ køling begrænset til dette niveau.

Men når luftbefugteren placeres i luftkanalen for at befugte luften i udsugningsstrømmen, er begrænsningen for den maksimale luftfugtighed i rummet irrelevant. Luftbefugteren kan mætte udsugningsluften med maksimal køleeffekt. Denne fugtige, kølige luft ledes derefter gennem et energigenvindingssystem og udledes efterfølgende til det fri. Da luften er betydeligt køligere efter luftbefugteren, er der en langt større forskel mellem udgående og indkommende lufttemperaturer, og dermed større potentiale for en konsekvent overførsel af køling til den indkommende luft.

For at sætte nogle tal på dette potentiale: Hvis den udledte luft fra rummet har en temperatur på 21 °C og en relativ luftfugtighed på 50 %, og den luftbefugtes til 95 % relativ luftfugtighed, kan et run-around-energigenvindingssystem med en energieffektivitet på 90 % forkøle den indkommende luft på 28 °C og 44 % relativ luftfugtighed med op til 11 °C. Dette køleniveau vil reducere bygningens energiforbrug til HVAC betydeligt om sommeren. Det vil måske ikke altid kunne erstatte behovet for mekanisk køling, men det vil i høj grad reducere størrelsen på det nødvendige køleanlæg og det løbende energiforbrug til mekanisk køling. Dette vil mindske bygningens CO₂-aftryk og forbedre dens bæredygtighed.

Et nyligt vellykket eksempel på denne strategi kan ses i en nyopført sundhedsklinik i Tyrol, Østrig. Condair samarbejdede med energigenvindingsspecialisten Konvekta og leverede sine Condair ME-luftbefugtere. De afkølede den udledte luft, inden den blev ledt gennem Konvekta’s højeffektive run-around-energigenvindingssystemer.

Amir Ibrahimagic, Group Business Development Manager hos Konvekta, forklarer: »Hospitaler, forskningslaboratorier og universiteter har en særlig stor interesse i energigenvindingssystemer, fordi de har lange driftstider, hvilket medfører høje energiomkostninger. Med en god energigenvindingsenhed kan de reducere deres energiforbrug markant. Til dette projekt i Hull i Tyrol installerede vi tre energigenvindingsenheder med Condair ME-luftbefugtere. Samlet set viste løbende overvågning en dokumenteret årlig energigenvinding på 92 % på tværs af alle Konvekta-systemer.

»En enkelt Condair ME-luftbefugter bidrog med mere end 60.000 kWh køling i løbet af denne årlige periode ud fra blot 3.800 kWh forbrugt elektricitet. Denne energibesparende køling forbedrede bygningens samlede energieffektivitet betydeligt og hjalp vores kunde med at blive den mest bæredygtige klinik af sin art i hele Østrig,« konkluderede Amir.

For designere, der ønsker at vide, hvor meget køling der vil være til rådighed ved brug af denne strategi med evaporativ køling af fraluft til et specifikt projekt, kan Condair anvende globale vejrdata fra over 300 lokationer og giver mulighed for at indstille variable AHU-konfigurationer.

Der leveres nøjagtige beregninger af den mængde køling fra fraluft, der vil blive leveret, sammen med mekanisk køling, i forskellige klimaer og under forskellige driftsforhold i bygningen. For eksempel kunne en bygning i London med en rumindstilling på 22 °C, der kun er i drift i kontortiden, med en 3 x 3 m luftbefugter og en luftstrøm på 3 m/s dække 55 % af sit årlige kølebehov med fraluftskøling. Mens den samme bygning i Sydney, Australien, ville kunne opnå 36 % af sin køling på samme måde.

Da rumforholdene er relativt ensartede i bygninger med klimaanlæg over hele verden, er strategien med fraluftskøling universel. Evaporativ køling af fraluft er en gennemprøvet og effektiv strategi, og hvis den bliver mere udbredt og anvendt, kan den hjælpe vores branche med at tage endnu et skridt i retning af sine netto-nul-mål.

Klik her for at bruge MyCoolBlue-simulatorværktøjet til fraluft