Installationsteknik. Prometheus stjäl elden. Ibegynnelsen var Lilliehorn Konsult AB. Lilliehorn Konsult AB. Lilliehorn Konsult AB

Transkript

1 Installationsteknik Jord Eld = Vårt behov av värme Luft = Vårt behov av frisk luft Vatten = Vårt behov av varmt och kallt vatten 1 Prometheus stjäl elden Utvecklingen började i de varma länderna Elden gjorde att utvecklingen kunde sprida sig även till de kallare länderna 2 Ibegynnelsen var Den öppna elden ersattes efter hand av olika typer av kärl.murades in.kopplades till rökfång.och skorstenar Risken för koloxidförgiftning var en viktig drivkraft i utvecklingen av eldstaden! 3 1

2 Lokaleldstäder, ljus & värme Den öppna eldstaden både ljus och värme 4 Lokaleldstädernas utveckling Stora eldstäder, stor bränsleförbrukning Sent 1700-tal - Kakelugnen utvecklas för att spara bränsle 1870-talet - fotogenlampan tar över belysningen Effektivare uppvärmningssystem Den öppna eldstaden ersätts av kakelugnar, kaminer och järnspisar (lokaleldstäder) 5 Centralvärmens utveckling Luftvärmesystem från antiken Ångvärmesystem från ca 1800 Lågtryckssystem Högtryckssystem Högtemperatursystem (ca 1830) - ovanliga Vattenvärmesystem från ca 1920 Självcirkulationssystem Pumpdrivna system Ett- och tvårörsystem 6 2

3 Luftburen värme Luftvärmesystemen kom först Finns belagda redan från antiken (hypokaustsystem) Utvecklades ur lokaleldstäderna Kalorifersystemförekom i större offentliga byggnader under talet t ex i fängelser och kyrkor Ovanliga i moderna byggnader Många försök har gjorts genom åren Börjar bli vanliga i extrema lågenergibyggnader Svårstyrda och oekonomiska i normala byggnader 7 Ångsystem Ovanligt i Sverige Ger heta ledningar Stora olycksrisker (ÅF) Korrosionsrisker Högtryckssystemen kom först New Yorks fjärrvärmesystem (1877) Lågtryckssystem (< 1 atö), sent 1800-tal, vanligast Förekom i större offentliga byggnader t ex sjukhus (Sabbatsberg) el och värme Enstaka anläggningar finns kvar Snabbstartade system! 8 Hetvattensystem grader Celsius Ovanliga i Sverige 1866 installerades ett Perkins hetvattensystem på Nationalmuseum 9 3

4 Vattenvärmesystem Introduceras omkring 1920 Totalt dominerande i det befintliga beståndet 10 Fjärrvärme Fjärrvärmen är totalt dominerande i det svenska byggnadsbeståndet 11 Värmeväxlare 12 4

5 Värmeväxlarens funktion 13 Ettrörsystem Vanliga efter 1970 Billigare att installera än tvårör Svåra att injustera Trög respons Undvik ettrörsystem! 15 5

6 Tvårörsystem Vanligast i traditionella byggnader Lätta att justera in Snabb respons 16 Direktelvärme Billig installation Lättreglerat system Relativt kort livslängd Torr värme Viss brandrisk Ingen flexibilitet 1970-talsvillan var i regel elvärmd 17 Sammanfattning, värme Hanterar inneklimatet i våra bostäder och lokaler Vattenburna tvårörssystem är de mest beprövade och lätthanterliga i normala bostadsbyggnader Systemen i lokalbyggnader är mer komplexa och oftast integrerade med ventilationssystemen Luftburna system är ovanliga och svårhanterliga men börjar bli vanliga i extrema lågenergibyggnader 18 6

7 Ventilationssystem Historiskt Integrerade system Radiatorsystemen förenklar ventilationssystemen Självdrag, 1920-tal -? F-ventilation 1950-tal -? FT-ventilation 1970-tal -? FTX-ventilation 1980-tal -? Komfortkyla ? 19 Varför ska vi ventilera? Ventilation betyder luftning För att bli kvitt Koldioxid Illaluktande, eller skadliga emissioner För att det är varmt För att det är eller känns fuktigt Teckning: SGB 20 Många krav på ventilation VVX God ventilation måste förena högt ställda krav på innemiljön med god energi- och resurshushållning. Sovrum Kök Bad Allrum Sovrum Kök Bad Allrum Teckning: SP 21 7

8 Historiskt Uppvärmning och ventilation samverkade Eldningen skapade drivkraften i systemet Tilluft genom otätheter Rumshöjderna varierades med ventilationslösningarna Strävan efter teknisk kontroll över byggnaderna Hygieniska och kemiska motiv till ventilation har växlat 22 Värme och ventilation Tradition tillbaka till antiken De äldsta systemen var en kombination av värme och ventilation Förekom i sjukhus och fängelser men även i medeltida slott och kloster De första mekaniska systemen utvecklades för industrier och gruvor samt för skolor och teatrar (1870-talet) 23 Ventilationsprincip, bostad Skafferiventil Tilluft Frånluft Överluft Överströmningsprincipen = luft föres från bättre till sämre utrymmen! 24 8

9 Tre grundtyper att välja mellan Självdragssystem (S-system) Frånluftsventilation F-ventilation Från-och tilluftsventilation (FT-system/FTX-system) Teckning: SP 25 Självdragsventilation Enkelt Dåligt drag sommartid Risk för drag från don Risk för smuts och buller utifrån Svårt klara normkrav Ingen värmeåtervinning Teckning: SP 26 Självdrag, princip 27 9

10 Frånluftsventilation F Enkelt system Risk för drag från don Risk för smuts och buller utifrån Ingen värmeåtervinning Teckning: SP 28 Från- och tilluftsventilation FT(X) Möjliggör Värmeåtervinning Luftrening Kräver Kunnig driftspersonal Regelbundet underhåll Teckning: SP Risk för Buller Dyrare installation 29 Konstruktion av ventilation Många frågor att lösa. Teckning: SGB 30 10

11 Vilket system? Utebuller Internt buller Teckning: SP 31 Vilket system? Avgaser från t ex trafik Pollen Partiklar och damm inne Foto: Per Westergård 32 Omblandande/deplacerande Omblandande system Deplacerande ventilation Teckning: SP 33 11

12 Placera donen rätt! Undvik kortslutning mellan till- och frånluft Teckning: SP 34 Ge ventilationen utrymme Det ska vara lätt att sköta och underhålla systemen Rita så att kanaler och fläktrum får tillräckligt stort utrymme Foto: SP 35 Sammanfattning Att välja ventilationssystem är att välja möjligheter och begränsningar. Tänk igenom hur ventilationen samverkar med värmesystemet. Ge tillräckligt utrymme för aggregat och kanaldragningar. Se till livscykelkostnaden. Välj komponenter med väl dokumenterade och verifierade prestanda

13 Komfortkyla System för att föra bort värmeöverskottet från en byggnad System med luftburen kyla System med vattenburen kyla Kombinerade system (kyla tillförs med både luft och vatten) 37 Kylteknik Kompressorkyltekniken uppfanns omkring 1800 Kylning med is Iskylning av lokaler Mekanisk kylning från 1887 Luftkonditionering från 1911 Absorptionskylskåpet 1922 Säkra köldmedier CFC: er Värmepump Komfortkyla regel i moderna kontorsbyggnader Fjärrkyla 38 Vindtorn/vindfångare, Iran 39 13

14 Vattenmagasin 40 Isgrop 41 Kyltak 42 14

15 Kompressorkylteknik 43 Värmepumpteknik 1. En brinevätska* tar upp värme 2. I värmeväxlaren (förångaren) möter brinevätskani kollektorslingan det iskalla köldmediet. Köldmediet värms upp några grader och förångas 3. En kompressor ökar trycket på köldmediet, temperaturen stiger 4. Det heta köldmediets värme växlas över till värmesystemet 5. Temperaturen sjunker och köldmediet blir till vätska igen 44 Absorptionskylmaskin Kyla genereras med värme Absorbator, cirkulationspump och generator Kylningen sker i förångaren Kylmediet förångas vid låg temperatur/mycket lågt tryck Värmeenergin till förångningen tas från fjärrkylareturen Mediet går vidare till absorbatorn Absorbatorn kyls externt Köldmediet förs tillbaka till absorbatorn Drivvärme tas t ex frånfjärrvärme

16 CAV-system Luftflödet konstant Största kylbehovet bestämmer tilluftstemperaturen. Tilluften bereds centralt I vissa rum kan tilluften behöva eftervärmas (radiatorer) Ibland tvåhastighetsmotorer till fläktarna Tilluftstemperaturen kan vara konstant eller varieras efter utetemperaturen Ibland används radiatorer för att korrigera rumstemperaturen CAV-system (Constant Air Volume) 46 VAV-system Luftflödet varierar efter behovet Temperaturen på tilluften hålls konstant Tilluftstemperaturen ändras inte med att lasten ändras Oftast en årstidsstyrning av tilluftstemperaturen Luftflödet till varje rum regleras med spjäll Centrala frekvensstyrda fläktmotorer VAV-system (Variable Air Volume) 47 Vattenburen kyla Förser de enskilda rummen med vattenburen kyla Ventilationen tillgodoser kraven på luftkvalitet. Används ofta vid ombyggnad Kylan kan produceras på flera sätt - fjärrkyla eller kompressor Kompressor är det klassiska sättet! Kompressor System med vattenburen kyla 48 16

17 Direkt evaporativ kyla Luftens temperatur sänks genom att fukta luften Kylning är möjlig så länge luften inte är mättad på vattenånga Direkt evaporativkyla innebär att tilluften fuktas och temperaturen sänks. Samtidigt ökar tilluftens fuktinnehåll. 49 Indirekt evaporativ kyla En fuktning av frånluften Frånluftens temperatur sänks Värmeväxling (ej fuktöverförande) mellan från- och tilluft Möjligheten att kyla bestäms till stor del av uteluftens aktuella tillstånd. Ju mer fukt desto sämre blir dess förmåga att kyla Indirekt evaporativ kyla 50 Sorptiv kyla Tilluften torkas innan den fuktas i den evaporativa processen En avfuktardel som torkar luften och en del som kyler luften (den evaporativa delen). Tilluften avfuktas med en fuktupptagande rotor Ett sorptivt kylaggreget måste tillföras värme Sorptiv kyla 51 17

18 Fjärrkyla Fjärrkylsystem kan bestå av Frikyla från t ex sjövatten Kompressorkylmaskiner Värmedrivna kylmaskiner (absorptionskylmaskiner) Värmepumpar Värmeväxlare Fjärrkyla 52 Frikyla 1. Kondensor 2. VVX för köldbärare 3. Uteluft 4. Köldbärare retur 5. Köldbärare framledning 6. Förångare 7. Kompressor 53 Ventilationsaggregat 54 18

19 Sammanfattning Att välja ventilationssystem är att välja möjligheter och begränsningar. Tänk igenom hur ventilationen samverkar med värmesystemet. Sträva efter behovsstyrd ventilation. Ge tillräckligt utrymme för aggregat och kanaldragningar. Se till livscykelkostnaden. Välj komponenter med väl dokumenterade och verifierade prestanda

20 Vattenförsörjning Vårt viktigaste livsmedel livsmedelslagstiftningen styr Romarnas akvedukter Medeltida vattenledningar 1840 engelsk vattenteknik introduceras 1850-talets koleraepidemier 1861 hämtställen i Stockholm från 1864 Stockholms första avloppsledningar 1910 dricksvatten får användas för toaspolning 1920-talet, badrum blir vanliga i nyproduktion 1970-talet -?, snålspolande 58 Vatten och avlopp 59 Mot en snåspolande framtid! 60 20

21 Elsystemet 61 Tre dagar utan ström En ny, smart stad i Fujisawa utanför Tokyo byggs för att stå emot framtida katastrofer som den i Fukushima. Solceller på varje tak Egen bränslecell Tre dagars batterilager i varje hus