Energianalys av fastighet Brynäs 12:1

Transkript

1 AKADEMIN FÖR TEKNIK OCH MILJÖ Avdelningen för bygg- energi- och miljöteknik Energianalys av fastighet Brynäs 12:1 Energikartläggning med effektiviseringsåtgärder inriktning mot ventilation Sofia Blomqvist Dennis Sundby VT 2014 Examensarbete, Grundnivå (kandidatexamen), 15 hp Energisystem Energisystemingenjör Handledare: Roland Forsberg,Hans Wigö Examinator: Nawzad Mardan

2

3 Sammanfattning Energianvändningen i Sverige och världen förväntas öka och bostads- och servicesektorn står för 40 % av världens totala energibehov. Det är viktigt att energieffektivisera redan befintliga byggnader och optimera dess system då en lägre energianvändning gynnar både miljön och ekonomin. En byggnads ventilationssystem står för en stor del av en fastighets energianvändning och det finns ofta stor potential för systemet att optimeras och effektiviseras. En fastighetsägare vill inte ha fastigheter som står outhyrda. Outhyrda lokaler betyder minskade intäkter i hyror och i vissa fall tillkommer energianvändning för de tomma lokalerna i form av uppvärmning och ventilation som fastighetsägaren måste betala. System som helt kan stängas av eller styras beroende på ventilationsbehov behövs för att den sistnämnda kostnaden ska reduceras helt under tiden lokalen är outhyrd och för att den totala energianvändningen ska minska när en hyresgäst flyttar in. Ventilationens syfte är att ventilera bort fukt, värme, partiklar och koldioxid så att ett bra inomhusklimat skapas för de personer som vistas i byggnaden. Den vanligaste ventilationsprincipen för offentliga byggnader är att ventilera luft med ett konstant luftflöde genom ett constant air volume- system. Med behovsanpassad ventilation i form av ett variable air volume- system kan stora besparingar göras då man anpassar luftflödet efter det verkliga ventilationsbehovet istället för att ventilera byggnaden med ett konstant maxflöde. En installation av ett VAV- system i form av CO 2 - eller närvarostyrning sänker ventilationens energianvändning samtidigt som kvaliteten på inomhusmiljön bibehålls. Arbetet som har utförts innefattar en energikartläggning av fastigheten Brynäs 12:1 då en energikartläggning hjälper till att förstå en byggnads energianvändning och identifierar möjliga energisparåtgärder. Energianvändningen för fastighetens delsystem har kartlagts och analyserats för att ta fram förslag på besparingsåtgärder. Resultatet av energikartläggningen visade att det fanns stor besparingspotential för ventilationsaggregat TA1, TA2 och TA3:s el- och värmeanvändning. Om de åtgärder rörande ventilationen som presenteras i arbetet som till exempel flödes- och tidsreducering vidtas kan en energibesparing på 333 MWh/år uppnås, vilket är 28 % av fastighetens totala årliga energianvändning.

4

5 Abstract Energy use in Sweden and the world is expected to increase and the residential and services account for 40% of total world energy demand. It is important that the energy efficiency of existing buildings and optimizing its systems as a lower energy benefits both the environment and the economy. A building's ventilation system account for a large proportion of a property's energy use, and there is often great potential for the system to be optimized and streamlined. A property owner does not want properties that are vacant. Vacant premises mean less income in rent and in some cases there will be increased energy costs for the empty space in form of heating and ventilation, for the property owner to pay. Systems that can completely shut off or controlled depending on ventilation requirements needed for the latter cost will be reduced completely when the premises are vacant and that the total energy will decrease when a tenant moves out. Ventilating purpose is to divert moisture, heat, particulates and carbon dioxide so that a good indoor climate is created for the people staying in the building. The most common ventilation principle for public buildings is to vent air with a constant air flow through a CAV system. With demand- based ventilation in the form of a VAV system, huge savings can be made when one adjusts airflow to the actual ventilation requirement instead of ventilating the building with a constant maximum flow. An installation of a VAV system in the form of CO 2 or presence control, reduces ventilation energy consumption, while the quality of the indoor environment is maintained. The work that has been carried out includes an energy survey of the property Brynäs 12:1 as an energy survey helps to understand a building's energy use, and identifies potential energy savings. The energy use for the building subsystems have been identified and analyzed in order to develop proposals for cost cutting measures. The results of the energy audit revealed that there was great potential for savings for ventilation units TA1, TA2 and TA3's electricity and heat use. If the measures for ventilation as presented in the work, such as flow and time reduction is taken, an energy saving of 333 MWh/year is achieved, which is 28% of the property's total annual energy consumption.

6

7 Förord Examensarbetet behandlar ämnet energikartläggning och energieffektivisering och utfördes under vårterminen 2014 med hjälp av företaget Bravida. Bravida är Skandinaviens största totalleverantör av installations- och servicetjänster för fastigheter. Arbetet avslutar en högskoleingenjörsutbildning inom Energisystem vid Högskolan i Gävle och omfattar 15 högskolepoäng samt är skrivet på C- nivå. Arbetet har hjälpt författarna att få en större förståelse av en fastighets energisystem och hur en energikartläggning utförs. Vi vill rikta ett stort tack till följande personer: Dan Björsell Projektledare Bravida Roland Forsberg Frida Johansson Fastighetsskötare Diös Handledare och uppdragsgivare från Bravida. Tack för bra handledning, med bra förutsättningar har examensarbetet varit väldigt givande för oss som studenter. Ämneshandledare från Högskolan i Gävle. Roland har varit till otroligt stor hjälp och har med stort engagemang uppmuntrat och stöttat oss under arbetets gång. Fastighetsskötare för Brynäs 12:1. Hon har med stort intresse för arbetet och positiv inställning varit till stor hjälp för oss. Hans Wigö Universitetslektor inomhusmiljö Handledare från Högskolan i Gävle som med stor kunskap inom ämnet hjälpt oss med det akademiska skrivandet. Stort tack! Gävle, maj 2014 Sofia Blomqvist Dennis Sundby

8 Disposition Rapporten är uppdelad i sju kapitel. En ord- och teckenförklaring presenteras i den första delen av arbetet. Kapitlet är till för att underlätta för en läsare med begränsade förkunskaper inom området energi. I kapitel 1 ges en inledning till arbetet som innehåller en grundläggande introduktion om dagens energiläge i Sverige och världen samt fakta om energianvändningen för byggnader och ventilation där även syfte, begränsningar och bakgrund till rapporten beskrivs. I kapitel 2 ges en grundlig förklaring av den teori som är bakomliggande för arbetet. Teori om energi, ventilation, fjärrvärme och de beräkningar som kommer utföras finns att hitta där. I kapitel 3 beskrivs metoden som följts för att utföra arbetet och rapporten. Efter metoden kommer kapitel 4 med en redogörelse för fastigheten i form av en systembeskrivning. Kapitel 5, resultat, summerar det insamlade materialet och beskrivningar om olika resultat ges. Kapitel 6 tar upp en diskussion om arbetet. Efter diskussionen följer kapitel 7, där det beskrivs vad författarna kommit fram till i form av en slutsats.

9 Ordförklaring Energieffektivisering: "en ökning av förhållandet mellan produktionen av prestanda, tjänster eller varor eller energi och insatsen av energi, som ett resultat av tekniska, beteendemässiga och/eller ekonomiska förändringar" (Adilipour, 2013). Energikartläggning: "ett systematiskt förfarande i syfte att få kunskap om den befintliga energianvändningen för en byggnad eller en grupp av byggnader, en industriprocess, kommersiell verksamhet, industrianläggning eller kommersiell anläggning eller privata eller offentliga tjänster. Resultatet ska presenteras i en rapport som även ska innehålla förslag på åtgärder för att minska energianvändningen" (Adilipour, 2013). Energibesparing: "en mängd sparad energi som fastställs genom mätning och/eller uppskattning av användningen före och efter genomförandet av en åtgärd för att förbättra energieffektiviteten, med normalisering för yttre förhållanden som påverkar energianvändningen" (Europeiska Unionens oficiella tidning, 2012). Kraftvärmeverk: kombinerad produktion av elektricitet och värme i samma anläggning. Genom att kombinera produktionen av elektricitet och värme i en anläggning blir hela systemet effektivare. Energiprestanda: "I lagen om energideklaration definieras energiprestanda som: 'Den mängd energi som behöver användas i en byggnad för att uppfylla de behov som är knutna till ett normalt bruk av byggnaden under ett år. Energiprestanda har samma betydelse som 'byggnadens specifika energianvändning'. " (Boverket, Energiprestanda).

10 Teckenförklaring P effekt [W] E energi [Wh] [J] h t temperaturverkningsgrad [%] T temperatur [ C] ρ densitet [kg/m 3 ] c p specifik värmekapacitet [J/kg K] q flöde [m 3 /s] G t gradtimmar [ h] I ström [A] U spänning [V] t tid [sek] e energiflöde [Wh/vecka] n varvtal [varv/min] ÅBT återbetalningstid [år]

11 Innehållsförteckning 1. INLEDNING INTRODUKTION SYFTE OCH FRÅGESTÄLLNING BAKGRUND FASTIGHETSÄGAREN DIÖS FASTIGHET BRYNÄS 12: BEGRÄNSNINGAR TEORI ENERGI VENTILATION CAV - CONSTANT AIR VOLUME VAV - VARIABLE AIR VOLUME VÄRMEÅTERVINNING FÖRVÄRMNING OCH KYLNING AV TILLUFT OBLIGATORISK VENTILATIONSKONTROLL VÄRMEÖVERSKOTT UPPVÄRMNINGSSYSTEM FJÄRRVÄRME RUMSVÄRMARE TAKVÄRME FLÄKTLUFTVÄRMARE TAPPVARMVATTEN BERÄKNINGAR GRADTIMMAR BERÄKNING AV VÄRME- OCH KYLBEHOV FÖR VENTILATION BERÄKNING AV FASTIGHETENS ELANVÄNDNING ÅTERBETALNINGSTID METOD BERÄKNINGAR SYSTEMBESKRIVNING FASTIGHET BRYNÄS 12: ÅRLIG ENERGIANVÄNDNING TA1/FF1, VENTILATIONSAGGREGAT TA2/FF2,FF4, VENTILATIONSAGGREGAT TA3/FF3, VENTILATIONSAGGREGAT KYLAGGREGAT SFP- VÄRDE FÖR VENTILATIONSAGGREGAT TA1, TA2 OCH TA3 38

12 5. RESULTAT TOTAL ENERGIFÖRDELNING ELKARTLÄGGNING VENTILATION TA ÅTGÄRDER TA TA ÅTGÄRDER TA KOSTNAD PLAN 1, DSB UPPLAND AB OCH ARKIV GÄVLEBORG PLAN 2, RELACOM TA ÅTGÄRDER TA EFFEKTIVISERINGSÅTGÄRDER VENTILATIONSAGGREGAT KYLAGGREGAT ÅTGÄRDER KYLAGGREGAT DISKUSSION ARBETE FÖR VIDARE STUDIER SLUTSATS REFERENSER BILAGEFÖRTECKNING 63 BILAGA 1. FJÄRRVÄRMEPRISER BILAGA 2. ELPRISER BILAGA 3. ELKARTLÄGGNING BILAGA 4. DATA FÖR EL, VÄRME OCH TAPPVARMVATTEN BILAGA 5. OVK- PROTOKOLL BILAGA 6. RITNINGAR ÖVER FASTIGHET BRYNÄS 12:1 BILAGA 7. PRISEXEMPEL FÖR VENTILATIONSÅTGÄRD RELACOM BILAGA 8. DISTRIBUTIONSOMRÅDEN FÖR TA1 BILAGA 9. DIAGRAM ÖVER EFFEKTKURVA BILAGA 10. FORMELBLAD MED UTRÄKNINGAR BILAGA 11. FÖRSLAG PÅ VIDARE ARBETE

13 1. Inledning 1.1. Introduktion Energi används konstant och samhället vi lever i idag är beroende av energi för bland annat uppvärmning av bostäder, för transporter och till apparater som är nödvändiga för att upprätthålla den levnadsstandarden som existerar i världen just nu. För att förenkla bilden av Sveriges energianvändning kan den delas upp i tre sektorer. De två största energianvändande sektorerna är bostads- och servicesektorn samt industrisektorn, där 144 TWh energi årligen utnyttjas av respektive del. Den tredje sektorn är transportsektorn vilken använder sig av 90 TWh energi årligen (Statens energimyndighet, 2013). Den stora skillnaden mellan de olika sektorerna är uppdelningen av energibärare vilket illustreras i figur 1 nedan. Figur 1. Sveriges totala energianvändning, uppdelat på tre sektorer (Statens energimyndighet, 2013). Den totala energianvändningen i Sverige uppgick år 2011 till 577 TWh. All den energin användes inte effektivt, en stor del av den producerade energin gick förlorad i omvandlings- och distributionsförluster i kärnkraftverk, elnät och fjärrvärmenät. En stor del av den producerade energin användes även till icke- energiändamål, såsom industriell användning av olja för framställning av plast, råvaror till kemiindustrin samt till utrikesflyg och sjöfart. De totala förlusterna uppgick år 2011 till 198 TWh av den totala användningen vilket betyder att endast 379 TWh återstår till de tre sektorerna (Statens energimyndighet, 2013). Energieffektivisering av befintliga byggnader är en viktig del i strävan efter att uppnå de internationella klimatmålen som EU har satt upp då en existerande byggnad har en livslängd på flera decennier. EU har ett energieffektiviseringsmål som avser minska energianvändningen med 20 % av den mängd energi som användes under början av talet fram till år Mycket tyder dock på 13

14 att de direktiv som sattes upp 2004 och 2006 inte kommer uppfyllas då energianvändningen inte har följt den förutspådda kurvan och därför upphävdes och ändrades dessa direktiv. År 2012 antogs nya direktiv vars mål tyder på en minskning av energianvändningen med 17 % istället för tidigare 20 % (Statens energimyndighet, 2013; Europeiska Unionens tidning,2012). Att sträva efter lägre energianvändning gynnar både miljön och ekonomin. Vakiloraya m.fl. (2013) betonar att de flesta människor spenderar mer än 90 % av sin tid inomhus och eftersom värme- och ventilationssystem står för en stor del av energianvändningen i hushållen är utvecklingen av mer energieffektiva system viktig om det ska finnas en möjlighet att minska utsläpp av växthusgaser från fossila bränslen. Bostads- och servicesektorn står för 40 % av världens totala energibehov och i Sverige motsvarar det 38 % av den totala slutliga energianvändningen. I bostads- och servicesektorn ingår bostäder och lokaler, övrig service och areella näringar som till exempel jordbruk, skogsbruk, trädgårdsnäring och fiske. Energibehovet i världen förväntas öka och en god energiprestanda inom bostadssektorn är ett centralt verktyg för att reducera det växande energibehovet (Nunes, m.fl. 2013; Statens energimyndighet, 2013). Med nyare teknik och en ökad medvetenhet hos fastighetsägare kan byggnaders energibehov minskas med relativt enkla metoder. Genom att utföra en energieffektivisering och investera i effektivare system kan energianvändningen reduceras. Ett verktyg för att genomföra en energieffektivisering är att göra en energikartläggning över den valda byggnaden. En energikartläggning kan genomföras av flera anledningar. Enligt författarna till artikeln skriven av Wang, m.fl. (2013) är en energikartläggning en process som hjälper till att förstå en byggnads energianvändning och som identifierar möjliga energisparåtgärder i form av bland annat investeringar och ombyggnationer som är kostnadseffektivt för byggnaden och dess system. En energikartläggning består av beräkningar för energibesparingar, kostnadsbesparingar, genomförandekostnader samt beräkning av återbetalningstiden. Det är viktigt att inomhusmiljön i en byggnad uppfyller olika krav menar Bluyssen, m.fl. (2011) för att de personer som arbetar där ska må bra. I en studie med 5732 deltagare var syftet att få en bättre förståelse mellan byggnadsförhållanden, sociala- och personliga faktorer och den upplevda komforten. Resultatet av studien påvisar att upplevd komfort är starkt influerad av sociala faktorer och byggnadsfaktorer samt att dess relation är väldigt komplex. 14

15 1.2. Syfte och frågeställning Fastighetsägaren Diös ska i fastighet Brynäs 12:1 utreda energianvändningen och förutsättningarna för en effektivisering då verksamheten i fastigheten har förändrats sedan byggnaden konstruerades. Med nya hyresgäster och andra behov bör det totala energi- och effektbehovet inte vara så stort som det är i dagsläget. För att kunna förbättra fastighetens energiprestanda fordras en energikartläggning som kommer att användas som grund för att kunna planera och utföra förbättringar och effektiviseringsåtgärder. För att uppnå arbetets mål ställs tre frågeställningar: Hur fördelas fastighetens energianvändning och vart används den? Vilka ventilationssystem har störst potential för att energieffektiviseras? Vilka effektiviseringsåtgärder kan utföras för de systemen? 1.3. Bakgrund För examensarbetet och de kommande installationerna användes företaget Bravida som handledare och entreprenör. Författarna som utför examensarbetet och energikartläggningen kommer att få god insikt i två olika verksamheter där de dels kommer att lära sig förstå en förvaltares uppdrag och dels en entreprenörs vardag. Att få insikt i båda verksamheterna kommer ge mycket goda förutsättningar i att lyckas hitta smarta, konkreta och energisparande lösningar Fastighetsägaren Diös Fastighetsägaren Diös är norra Sveriges största privata fastighetsägare med lokaler från Borlänge i söder till Luleå i norr. Företaget bildades våren 2005 och har idag ca 360 fastigheter med en uthyrningsbar yta som uppgår till ca m 2 med ett marknadsvärde på ca 11,8 miljarder kronor. Diös vision är att vara den mest framgångsrika fastighetsägaren på marknaden och att aktivt bidra till samhällsutvecklingen (Diös,a), u.å). 15

16 Fastighet Brynäs 12:1 Fastigheten byggdes på talet och användes ursprungligen som postterminal. Det är en stor byggnad på 6241 m 2 uppdelat på fyra våningsplan och när fastigheten användes till posthantering nyttjades hela lokalen för samma ändamål. Nu när Diös är fastighetsförvaltare av byggnaden är den uppdelad i olika sektioner med kontor, butiker, lager samt övriga utrymmen (Diös,b),u.å). Verksamheterna i byggnaden har olika arbetstider och olika behov för uppvärmning och ventilation, därför vill Diös se över hur de bäst kan anpassa sina lokaler efter nuvarande hyresgäster samtidigt som de strävar efter en energibesparing Begränsningar Begränsningar för arbetet Fastighetens byggnadsskal kommer att lämnas utanför arbetet, det vill säga att ingen förändring av byggnadens väggar, tak eller fönster kommer att genomföras. Ventilationsaggregat LA5, som betjänar Arkiv Gävleborg, kommer inte att undersökas för effektiviseringsåtgärder eftersom aggregatet anses vara för nytt. Aggregatet betjänar en lokal där inga ventilationsändringar ska göras. De elmätningar som utfördes av Greencon, som är ett konsultföretag med omfattande kompetens inom energi och miljö, ägde rum under sju dagar, från tisdag till måndag Under mätperioden inträffade påskledighet som påverkar närvaro- och drifttider vilket måste tas i beaktande vid utvärdering av framtagen mätdata. De totala luftflödena och effekt för tre olika ventilationsaggregaten hämtades från ett protokoll med mätningar utförda år 2013 varav slutsatsen drogs att flödena i protokollet stämmer överens med nuvarande flöden. Protokollet finns att hitta i bilaga 5. Mätningar av effektiviteten för den roterande värmeväxlaren ägde rum då utomhusklimatet var relativt varmt vilket medför att värmeutbytet för värmeväxlaren inte är optimalt och därför sjunker verkningsgraden något. 16

17 2. Teori 2.1. Energi Inom både den offentliga och privata sektorn har politiska beslut ofta stått som grund för en energieffektivisering. Drivkrafter för att investera i energieffektiva lösningar och tekniker kan utöver politiska beslut vara att höja lönsamheten och öka konkurrenskraften för att attrahera nya kunder och behålla befintliga kunder. Fastigheter har ofta ett bristfälligt underhåll och brister i inomhusklimatet vilket leder till att enklare energieffektiviseringar ofta kan göras och få goda resultat. Inom bostads- och servicesektorn används nästan 60 % av energin till uppvärmning av bostäder och lokaler samt uppvärmning av varmvatten. Energianvändningen varierar från år till år beroende på hur klimatet ser ut där ett exempel är långa, kalla vintrar som ger upphov till större energianvändning. Sedan talet har en övergång från olja till el, fjärrvärme och biobränslen skett vilket bland annat beror på prisförhållandet mellan olika energibärare och det påverkar vilken energibärare som används. Priset på olika energibärare påverkas av tillgång och nya styrmedel (Statens energimyndighet, 2013) Ventilation Ventilation används för att skapa en bra inomhusmiljö för de personer som vistas i byggnaden. Syftet med ventilation är att transportera bort luft som är förorenad med fukt, värme, damm, partiklar, koldioxid (CO 2 ) och dålig lukt för att ersätta den med frisk luft. Tilluftsdon placeras i de rum där det ofta vistas personer och frånluftsdon placeras vid dusch- och wc- utrymmen samt i kök och korridorer. En bra installerad ventilation ska varken ge drag eller störande ljud (Warfvinge, 2012). Ventilation har en stor påverkan på en byggnads energieffektivitet. Inomhusluftens kvalitet är ett komplext samspel mellan faktorer som personernas aktiviteter, hur föroreningarna i byggnaden uppkommer och hur föroreningarna transporteras bort. Även utomhusväder, utomhustemperatur och ventilationsluftens kvalitet påverkar hur ventilationen används och med det även hur energieffektiv ventilationen är (Sherman, 2011). 17

18 CAV - constant air volume Ett CAV- system har konstant luftflöde under drifttiden oavsett om rummet står tomt eller om det är maximalt belastat med personer som avger mycket värme. CAV- system används främst för att förse ett utrymme med frisk luft och anpassas efter den maximala föroreningslast som kan förväntas i utrymmet (Mysen, 2003), vilket ger att ett utrymme med CAV- ventilation ofta är överventilerat VAV - variable air volume VAV- system är ett system som kan variera sitt luftflöde under drifttiden. VAV- system lämpar sig bra när uppvärmningen i lokalen tillgodoses av ventilationen eller när antal personer i lokalen varierar. Ventilationen kan regleras efter temperatur, koldioxidhalt eller styras efter personnärvaro i lokalen. När rummen står tomma ventileras de minimalt vilket minskar energianvändningen. Det vanligaste sättet att reglera flödet är genom varvtalsreglering av fläktmotorn. Sedan regleras ventilationen med motordrivna spjäll eller motordrivna tilluftsdon ut i lokalen. Det krävs att luftflödet i ventilationskanalen kan varieras för att få en total flödesminskning i hela systemet och inte bara en minskning i ett rum (Larsson, 2012). 18

19 Värmeåtervinning För att minska energianvändningen och uppvärmningskostnaderna för uppvärmning av ventilationens tilluft används oftast värmeåtervinning där frånluftens värmeinnehåll tas tillvara. En bra värmeåtervinning av frånluften bidrar till ekonomiska besparingar och reducerar samtidigt den totala energianvändningen. Inomhusklimatet upprätthåller samma kvalitet och kan till och med förbättras med en installation av värmeåtervinning (Fan, 2014). En teknik som användes mycket i kontorslokaler fram till slutet av talet var återluft. Det innebär att en del av frånluften tas tillvara genom att filtrera bort partiklar och återföra frånluften i systemet som återluft. Återluften blandas sedan med lämplig andel uteluft för att bibehålla en god luftkvalitet. Numera är inte återluftssystem så vanligt i norra Europa eftersom de kräver byte av filter, systemet släpper igenom gaser och den allmänna uppfattningen är att de är ohygieniska. En annan värmeåtervinningsmetod är FTX- ventilation vilket står för från- och tilluftsventilation med värmeåtervinning. Dock är återluftföring en billig lösning om man jämför med FTX- system. Ett FTX- system återvinner den värme frånluften bär med sig och överför den värmen till tilluften utan att luftmassorna beblandas och därmed stiger temperaturen på tilluften. Med olika värmeåtervinningssystem kan man minska energibehovet för uppvärmningen av tilluften mycket, för ett FTX- system kan behovet minskas med ända upp till 80 % (Warfvinge, 2012; Abel, 2006). Temperaturverkningsgraden för värmeåtervinningsaggregat kan enkelt beräknas utifrån tre temperaturer enligt formeln nedan (Warfvinge, 2012): η t = T 2 T 1 T 3 T 1 η! = temperaturverkningsgraden T! = temperatur uteluft T! = temperatur tilluft T! = temperatur frånluft 19

20 Roterande värmeväxlare I en roterande värmeväxlare leds ventilationssystemets frånluft genom ett roterande filter bestående av små kanaler i metallplåt. Filtret har god värmeledningsförmåga och plåten är lindad volanglikt i flera lager för att ge en så stor värmeavgivningsyta som möjligt. I plåten lagras värmen från frånluften och värmeväxlaren roterar sedan över till tilluftskanalen och avger värmen till uteluften. Det krävs en motor för att driva en roterande värmeväxlare vilket betyder att en liten elanvändning uppstår. Temperaturverkningsgraden för en roterande värmeväxlare har i laboratorium uppmätts till 85 % men i verkligheten är verkningsgraden något lägre. För att en värmeväxlare ska fungera optimalt bör partikelfilter placeras i både tilluftskanalen och frånluftskanalen innan luften passerar värmeväxlaren. Minsta damm eller smuts försämrar temperaturverkningsgraden drastiskt, därför bör värmeväxlaren vara enkel att nå för rengöring. Det förekommer en viss partikelöverföring mellan frånluften och tilluften vid den här sortens värmeväxling men den är mycket liten. Eftersom värmeåtervinningen ger upphov till ett tryckfall över värmeväxlaren ökar fläktarbetet något. Det krävs att tilluftskanalen och frånluftskanalen dras till samma fläktrum, därför är det nödvändigt att det finns god plats i ett fläktrum för en roterande värmeväxlare (Warfvinge, 2012). Figur 2. Teknik för roterande värmeväxlare (Svensk ventilation, u.å). 20

21 Plattvärmeväxlare Till skillnad från en roterande värmeväxlare består en plattvärmeväxlare inte av några rörliga delar och till- och frånluften kommer aldrig i kontakt. Tunna plåtar med hög värmeledningsförmåga ligger parallellt med varandra så att tunna spalter bildas. Genom spalterna passerar luften antingen motströms eller med vinkelrät riktning mot varandra. En plattvärmeväxlare har en teoretisk temperaturverkningsgrad på 50-60%. Även för den här typen av värmeväxlare påverkas verkningsgraden negativt av damm och smuts och därför är partikelfilter för både uteluften och frånluften att föredra. Ett tryckfall över värmeväxlaren uppstår även här vilket kräver ett större fläktarbete. Om två plattvärmeväxlare kopplas i serie ökar temperaturverkningsgraden något men samtidigt uppstår ett större tryckfall över värmeväxlarna (Warfvinge, 2012). Figur 3. Teknik för en korsplattvärmeväxlare (Svensk ventilation, u.å). 21

22 Förvärmning och kylning av tilluft Tilluftens inblåsningstemperatur efter värmeväxlaren eller annan värmeåtervinning varierar vanligtvis från +15 till +18 C vilket betyder att värme behöver tillföras luften under en större del av året innan ventilationsluften distribueras ut i tilluftssystemet. Under kalla dagar då ventilationens värmeåtervinning inte räcker till krävs ett värmebatteri för att värma luften till en temperatur som uppfyller systemets satta gränser för ett behagligt inomhusklimat. På samma sätt finns ett behov för kylning av tilluften då temperaturen ute är varmare än den önskade temperaturen för tilluften till lokalen. I Sverige är det dock väldigt få dagar som tilluften har ett kylbehov och de dagarna uppstår oftast under sommarmånaderna. Luftvärmebatteri Ett luftvärmebatteri är oftast placerat efter ett ventilationssystems värmeåtervinning och utnyttjar en värmekälla som ett fjärrvärmesystem för uppvärmning av tilluften. Luftvärmebatterier använder ett varmt medium för att överföra värme till luften via värmeöverförande ytor, vanligtvis lameller monterade vertikalt mot luftens riktning. Storlek och effekt på luftvärmebatteriet beror på ventilationsflödets storlek samt vilken temperatur luften har före och efter batteriet. På sommaren när temperaturen stiger behöver man reglera värmeeffekten på batteriet. Det sker antingen genom en minskning av varmvattenflödet, en minskning av temperaturen på varmvattnet eller både och. Eftersom vattenburna värmebatterier löper risk att frysa sönder vid extrem kyla ute finns system som ska förhindra det genom att stänga intagspjäll och stoppa fläkten (Warfvinge, 2012). P = ρ c! q (T! T! ) P = effekt [W] ρ = densitet, vatten ca 1000 kg m! c! = specifik värmekapacitet, vatten ca 4190 J kg K q = vattenflöde genom batteriet m! s T! = framledningstemperatur till batteri C T! = returledningstemperatur från batteri [ C] 22

23 Luftkylningsbatteri Kylbatteriet används då temperaturen på tilluften behöver sänkas under varma sommardagar och fungerar som komfortkyla. Konstruktionen och principen är densamma som för värmebatteriet, förutom att det tillförda mediet är kallt istället för varmt. Mediet kyls av en kylmaskin som använder sig av el för att omvandla värme till kyla (Warfvinge, 2012) Specific Fan Power Ventilationssystemets eleffektivitet kan beskrivas med nyckeltalet specifik fläkteffekt, vilket förkortas SFP (specific fan power). Genom att beräkna en fläkts SFP- värde kan olika system jämföras med varandra oavsett storlek. Specifik fläkteffekt är den sammanlagda eleffekten för ventilationsaggregatets fläktar, i kw, dividerat med det högsta luftflödet i systemet, i enheten m 3 /s. En fläkt med ett lågt SFP- värde använder mindre energi för fläktarbetet än vad en fläkt med högt SFP- värde gör. SFP- värdet beror på ventilationssystemets utformning och dimensionering av kanalsystem, luftbehandlingsaggregat samt val och montering av fläkt. Ett bra SFP- värde bör ligga mellan 1,5-2,0 och riktvärdena beror på om det finns värmeåtervinning i systemet eller inte (Boverket, 2008). Genom att reducera tryckfallet över de ovan nämnda komponenterna kan SFP- talet minskas. Som en följd av detta har fläktar i värmeåtervinningssystem, till exempel FTX- system, högre SFP- värde än vad fläktar i frånluftssystem har då de har lägre tryckfall. För att beräkna en fläkts SFP- värde används formeln nedan(warfvinge, 2012): SFP = P!"## + P!"å! q!"# [kw/(m! /s)] P!"## = tillförd el, tilluftsfläkt kw P!"å! = tillförd el, frånluftsfläkt kw q!"# = det flöde som är störst av till och frånluftsflödena [m! /s] Vid effektreducering för fläkten på grund av en flödesminskning i systemet kan formeln nedan användas: P!" = SFP q!"# [kw] 23