Ventilationssystem. Syftet med ventilation är att transportera bort luftföroreningar och dålig luft och ersätta den med frisk luft

Transkript

1 1

2 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

3 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

4 Olika ventilationssystem Svensk ventilation 4

5 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 6

7 Frånluftssystem En fläkt som ständigt är igång skapar ett undertryck i huset Uteluftsintag liknande de för självdrag, men större tryckfall kan accepteras.

8 Olika typer av uteluftsventiler Väggventil Spaltventil i fönsterkarm Tilluftsradiator

9 Från- och tilluftssystem med återvinning En tilluftsfläkt och en frånluftsfläkt ventilerar huset via två kanalsystem Med värmeväxling blir det ett FTX-system

10 Finns flera typer av FTX-system för flerbostadshus Kostnaderna drar iväg men energibesparingen är stor Slipper uteluftsventiler i fasaden som orsakar drag

11 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 Markkanal och solskorsten kan användas Möjligt att återvinna med FVP Investering Möjligt att tillföra kyla med luft 11

12

13 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 pq P fläkt Drifttid P q C p, luft T till T ute 13

14 Luftbehandlingsaggregat Filter Fläkt Filter Spjäll Fläkt Värmebatteri

15 Påverkan på energibehovet Uteluft Avluft Frånluft Frånluft Tilluft Kanalsystem Sommarförbigång Kanaler (dimension, form, dragning) Rengöring Filter Värmeväxlare Aggregatets storlek Fläktar Motorer Eftervärmare By-pass spjäll 15 15

16 Möjligheter att påverka energianvändningen Flödet och drifttiden Ventilera inte mer än nödvändigt Minska flödet nattetid? Trycket pq P fläkt Låga tryckfall, undvik spjällstyrning Effektiviteten Använd eleffektiva fläktar P q C p, luft T till T ute VAV för anpassad ventilation (lokaler) Värmeåtervinning FTX ökar tryckfallet men minskar värmebehovet, minskar värmeffektbehovet 16

17 17

18 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.

19 Don Don skall inte placeras direkt på kanalen. En anslutningslåda gör att luften från don sprids jämt.

20 Vad är tryckfall? Är motstånd i kanaler och över komponenter Tryckfall kostar elenergi till fläkten Trycket mäts före och efter en komponent Mätpunkt Mätpunkt

21 Nyckeltal för tryckfall Komponent Bra (Pa) Dåligt (Pa) Luftintag/utblås Filter Värmebatteri Värmeväxlare Kanalsystem pq P fläkt

22 Tryckfall i ventilationssystem (Luftmotstånd) Δp = Δp f + Δp e + Δp a + Δp syst + Δp spjäll + Δp don (Pa) Δp f = Tryckfall i raka kanaldelar Δp e = Tryckfall i börjar, T-rör etc Δp a = Tryckfall i aggregatdelar Δp syst = Tryckfall orsakade av systemeffekter Δp spjäll = Tryckfall i spjäll Δp don = Tryckfall i till- och frånluftsdon

23 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

24 Att tänka på för kanaler och tryck Håll rent Undvik böjar Följ upp 24

25

26 Filter Mikrofilter Begynnelsetryckfall ca 200 Pa Sluttryckfall ca 500 Pa Finfilter Grovfilter Pa Pa Pa Pa

27 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.

28

29 Typer av värmeväxling Bilder från FläktWoods 29 29

30 Minerga 80% Korsström, motström, korsström <1500 l/s 30 30

31 Voltair via Kraft och Kultur 90% verkningsgrad (!) <1800 l/s (6500 m3/h) 2-stegs Motströmsväxlare i polykarbonat 31 31

32 Ventilationsaggregat med högre verkningsgrad Kvadratiska kanaler medger värmeväxling i fyra riktningar. Mycket hög verkningsgrad 32

33 Exhausto Aggregat med verkningsgrad 80-85% Motströmsväxlare <625 l/s 33 33

34 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 35

36 Batterivärmeväxlare Frånluft Avluft Uteluft

37 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

38 Exempel på beräkning av temperaturverkningsgrad T ute = 2 T från = 25 T vvx = 12 T vvx - T uteluft T från - T uteluft = = 0,44 dvs 44% Jämför med nyckeltalet 60% för plattvvx. Det betyder att denna vvx inte fungerar optimalt, eventuellt måste den rengöras.

39 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

40

41 Uteluft Tilluft Avluft Frånluft Frånluft Sommarförbigång 41 41

42 42

43 Radialfläktar

44 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

45 Axialfläktar Används vid stora flöden Bra på att transportera stora luftvolymer mot låg resistans

46 Systemförluster 46

47 Fläkteffekt Verkningsgrader p Q W p totalt fläkttryck Pa Q luftflöde 3 m /s - FLÄKTAR - Fläktar F-hjul % B-hjul % B-hjul friblåsande % Transmissioner Kilrem % Rippenband % Plattrem % Motorer Växelström små 1,5kW % Växelström medel 1,5-7,5 kw % Växelström stora 5 kw % Reglerutrustning Frekvensomformare ~95 %

48 48

49 SFP-tal SFP = Specific Fan Power = specifik fläkteleffekt SFP = effekt hos fläktmotorer luftflöde kw / (m 3 /s)

50

51 Elanbehovet i fläkten kan hållas lågt med... hög verkningsgrad lågt ventilationsflöde lågt motstånd i kanalerna genomtänkta anslutningarna mellan kanaler och fläkt behovsanpassad drifttid

52

53 Olika reglermetoder

54 Styrning av pumpar/fläktar Jmf bilkörning vad är gasen och bromsen? 54

55

56 Verkningsgrad för motor

57

58 Elbehovet för fläktarna minskar kraftigt om de går kortare tid Drifttid Antal timmar Dygnet runt hela året 100% 8760 Dygnet runt men bara på vardagar Bara på arbetstid, vardagar 71% % 1840

59 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

60 Exempel drifttid operationsavdelning Minskad drifttid med en timme sparar 12000:-/år 61

61 Kontroll av aggregatet Fläktens effektivitet med SFP-värdet Tryckfall över komponenter Luftflödets storlek Temperaturverkningsgrad Tilluftstemperatur

62 Fläktens elanvändning är starkt beroende av storleken på luftflödet Om luftflödet är 10% för stort använder fläkten 33% för mycket elenergi!!

63 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

64 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.

65 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/sm 2 (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 ventilation på h 0,35 l/sm 2 (0,5 oms/) till en medelventilation på 0,28 l/sm 2 (0,4 oms/h). Denna sänkning medför för en lägenhet (utan värmeåtervinning) i Stockholm att ventilationsförlusterna reduceras med ca 20 % eller 10 kwh/m 2 år och att elanvändningen för ventilation reduceras med ca 25 % om fläkten regleras med en frekvensomvandlare. Källa: BeBo

66

67 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

68 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

69 FT-system Byte till direktdrivande fläkt med bakåtböjda skovlar, EC-motor Ger bättre SFP-tal, dvs. lägre elbehov Sätt in återvinningsaggregat, Plattvärmeväxlare, roterande

70 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

71 Självdrag Förstäkt självdrag Frånluftsvärmepump Frånluftssystem Frånluftsvärmepump FTX

72 * 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.

73 Huv med fläkt för fläktförstärkt självdrag

74 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

75 Från frånluftssystem till FX (Frånluft med vätskeåtervinning) FTX (Centrala och separata aggregat)

76 Frånluftsvärmepump i F-system Energiåtervinning ur flerbostadsfastigheters frånluft EnergyWell TM 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 tekniken 1) kan avsevärt mer energi utvinnas än vad som tidigare varit möjligt med traditionell frånluftsåtervinning. pump Värme Fjärrvärme/Oljepanna Flerbostadshus med EnergyWell TM En fastighet med EnergyWell TM värmeåtervinningssystem kommer att täcka fastighetens energibehov av värme och tappvarmvatten till 90% eller mer, vilket innebär att behovet av extra tillsatsenergi blir lågt. 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. 1) EnergyWell TM har nominerats till vinst i BeBo s anbudstävling för värmeåtervinning för flerbostadsfastigheter Källa:EnergyWell TM

77 Besparing Energi o kostnad Källa:EnergyWell TM

78 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

79 Balanserad ventilation med värmeåtervinning (FTXsystem) Källa: Systemair

80 Flerbostadshus centraliserad lösning Källa: SWEGON 82

81 Balanserad ventilation med värmeåtervinning med separata lägenhetsaggregat (FTX system) Källa: Systemair

82 Flerbostadshus lägenhetsvis lösning Källa: SWEGON 84

83 Decentaliserade FTX aggregat i flerbostadshus Dimensionera efter verkligheten! Hur används bostaden? BBR :6 Lägsta uteluftsflöde: 0,35 l/s per m 2 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 m 2 golvarea då ingen vistas i bostaden och 0,35 l/s per m 2 golvarean då någon vistas där. Jämför! Exempel 1 3 personer i villa, 200 m 2 Q min = 70 l/s (ej närvaro 20 l/s) Exempel 2 3 personer i lägenhet 2, 65 m 2 Q min = 25 l/s (ej närvaro 7 l/s) - Husdjur? - Lägenhetsvis tvättstuga? - Diskmaskin? - Vem är hyresgästen, barnfamilj, ensamstående, äldre/yngre...? Källa: SWEGON 85

84 86

85 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

86 Luftens ska ges möjlighet att passera under eller över dörrar

87 Luftföringsprinciper 89

88 Luftdistribution 90

89 91

90 Kastlängden ska vara lagom lång För lång stråle orsakar drag För kort stråle ger dålig omblandning

91 Luftstrålen ska hålla rätt temperatur För kall tilluft För varm tilluft

92 Drag är det vanligaste klagomålet i fastigheter Det man känner är värmeförlusten Värmeförlusten beror på luftens medelhastighet, temperatur och hastighetsvariationer Stora hastighetsvariationer ökar värmeförlusterna

93 95

94 Deplacerande inblåsning

95 Omblandande ventilation

96 98

97 Ventilation är osynlig

98 Visualisering Temperature distribution close to a low-velocity diffuser in a industry facility with displacement ventilation Non-optimal condition After improvements 1.0 m 1.0 m Screen Diffuser (Picture source: Cehlin et al 2000) Camera

99 101

100 102

101 Vad är luftutbyteseffektivitet? - BBR > 40 % 103

102 Exempel på dålig luftutbyteseffektivitet, VAV, l/s. Kastlängd vid minflöde 15 l/s når ej ut i rummet 104

103 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

104 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

105 Hur mycket ventilationsluft behövs i lokalbyggnader? Alltid minst 0,35 l/s,m 2 golv Boverkets Byggregler 7 l/s, person Arbetarskyddsstyrelsen 7 l/s, person l/s,m 2 golv Många VVS:are 15 l/s, person Lätt att räkna med 10 l/s, person

106 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

107 Möjligheter att påverka energianvändningen Flödet och drifttiden Ventilera inte mer än nödvändigt Minska flödet nattetid? Trycket pq P fläkt Låga tryckfall, undvik spjällstyrning Effektiviteten Använd eleffektiva fläktar P q C p, luft T till T ute VAV för anpassad ventilation (lokaler) Värmeåtervinning FTX ökar tryckfallet men minskar värmebehovet, minskar värmeffektbehovet 109

108 Sammanfattning Ventilationsaggregat Undvik böjar Håll ner hastigheten, tänk stort Sköt om systemet Fläkten Bakåtvända skovlar Tryckstyr Minska drifttid? FTX med hög verkningsgrad Annan återvinning? Rumsluften Luftutbyteseffektivitet över 40 % Fundera över hur luften kan färdas i rummet Ställ in rätt temperatur beroende på system Välj system beroende på behov 110

109 111