Driftfall med regenerativ värmeväxling

Transkript

1 Driftfall med regenerativ värmeväxling Lars Jensen Avdelningen för installationsteknik Institutionen för bygg och miljöteknologi Lunds tekniska högskola Lunds universitet, 25 Rapport TVIT5/798

2 Lunds Universitet Lunds Universitet, med åtta fakulteter samt ett antal forskningscentra och specialhögskolor, är Skandinaviens största enhet för forskning och högre utbildning. Huvuddelen av universitetet ligger i Lund, som har 2 invånare. En del forsknings och utbildningsinstitutioner är dock belägna i Malmö, Helsingborg och Ljungbyhed. Lunds Universitet grundades 666 och har idag totalt 6 8 anställda och 47 studerande som deltar i ett 28 utbildningsprogram och ca 2 2 fristående kurser. Avdelningen för installationsteknik Avdelningen för Installationsteknik tillhör institutionen för Bygg och miljöteknologi på Lunds Tekniska Högskola, som utgör den tekniska fakulteten vid Lunds Universitet. Installationsteknik omfattar installationernas funktion vid påverkan av människor, verksamhet, byggnad och klimat. Forskningen har en systemanalytisk och metodutvecklande inriktning med syfte att utforma energieffektiva och funktionssäkra installationssystem och byggnader som ger bra inneklimat. Nuvarande forskning innefattar bl a utveckling av metoder för utveckling av beräkningsmetoder för godtyckliga flödessystem, konvertering av direktelvärmda hus till alternativa värmesystem, vädring och ventilation i skolor, system för brandsäkerhet, alternativa sätt att förhindra rökspridning vid brand, installationernas belastning på yttre miljön, att betrakta byggnad och installationer som ett byggnadstekniskt system, analysera och beräkna inneklimatet i olika typer av byggnader, effekter av brukarnas beteende för energianvändning, reglering av golvvärmesystem, bestämning av luftflöden i byggnader med hjälp av spårgasmetod. Vi utvecklar även användbara projekteringsverktyg för energi och inomhusklimat, system för individuell energimätning i flerbostadshus samt olika analysverktyg för optimering av ventilationsanläggningar hos industrin.

3 Driftfall med regenerativ värmeväxling Lars Jensen

4 Lars Jensen ISRN LUTVDG/TVIT5/798SE(54) Avdelningen för installationsteknik Institutionen för bygg och miljöteknologi Lunds tekniska högskola Lunds universitet Box 8 22 LUND

5 Innehållsförteckning Inledning och problemställning 5 2 En rotormodell med fuktöverföring 7 3 Fuktbelastning 8 h 9 4 Uttorkning 8 h med samma ventilation 27 5 Uttorkning 8 h med ändrad ventilation 37 6 Sammanfattning och slutsatser 47 3

6 Arbetsrapporter om regenerativ värmeväxling (sidantal) Roterande värmeväxlare (56) Roterande värmeväxlare Inverkan av läckage (34) Regenerativ ventilationsvärmeåtervinning Simulering av fukttillstånd med mätdata (5) Fuktöverföring vid regenerativ värmeväxling (43) Fukttillskott i frånluft (7) Fuktreglering av regenerativ värmeväxling (27) Mer fuktreglering av regenerativ värmeväxling (5) Fuktreglering av regenerativ värmeväxling med ventilationsflöde, varvtal eller vädring (2) Termisk mätning av rotorläckage (3) Regenerativ värmeväxling och renblåsning (29) Regenerativ värmeväxling utan renblåsning (27) Fuktreglering av regenerativ värmeväxling med värmning av uteluft eller frånluft (27) Renblåsning med diffusion (27) 5 77 Renblåsning och rotorkanalform (3) Renblåsning och termofores (35) Verkningsgrader vid regenerativ värmeväxling (45) Regenerativ ventilationsvärmeåtervinning vid utetemperatur under noll (37) Torr ventilationsvärmeåtervinning (9) Jämförelse mellan regenerativ och rekuperativ ventilationsvärmeåtervinning (27) Regenerativ ventilationsvärmeåtervinning med frånluft uppdelad efter vatteninnehåll (22) Fuktstabilitet vid regenerativ ventilationsvärmeåtervinning (25) 54 4

7 Inledning och problemställning Syftet med denna arbetsrapport är att undersöka driftsfunktionen för rumsaggregat med regenerativ ventilationsvärmeåtervinning. Regenerativ ventilationsvärmeåtervinning görs med rotorväxlare eller växlande magasin. Fördelar är hög effektivitet och godreglerbarhet. Nackdelar är överföring av luft från frånluft till tilluft, vilket kan förhindras till största delen genom renblåsning. Renblåsning är överflödigt för rumsaggregat. Drift med regenerativ ventilationsvärmeåtervinning är särskilt intressant för rumsaggregat, eftersom fuktbelastningen kan vara mycket stor. Ventilationsvärmeåtervinning ingår oftast som en del i ett FTventilationssystem för en eller flera lägenheter. Ventilationssystem för endast ett rum kräver inga kanalsystem, vilket förenklar installationen. Ett par växlande magasin med placering i var sitt hål i ytterväggar till ett rum är en ytterst förenklad lösning. Ventilation av bostäder kan ske med förhållandevis låga luftflöden för att uppfylla de krav som finns. Ett baskrav är att det specifika uteluftsflödet skall vara minst.35 l/sm 2 golvyta, vilket motsvarar.5 oms/h. Uteluftskravet för en sovplats är 4 l/s, vilket blir 8 l/s för ett föräldrarsovrum. Det finns två fuktkrav för bostäder. Rumsluftens vatteninnehåll skall inte överstiga 7 under längre perioder vintertid. Uppfuktningen av rumsluften i förhållande till uteluften skall inte överstiga 2.5. Mättad utelufts vatteninnehåll vid temperaturen C är 3.8. Siffrorna visar att om uppfuktningen är högst 2.5 vintertid med utetemperaturer C eller lägre klaras alltid den absoluta gränsen 7. En uppfuktning med 2.5 kan uppnås med hög personbelastning och lågt ventilationsflöde. En människas fuktproduktion är i vila 4 g/h. Uteluftskravet för en sovplats är 4 l/s och motsvarande uppfuktning kan beräknas till 2.3. Siffrorna visar att uppfuktningskravet kan vara svårt att klara om personbelastningen är hög och ventilationsflödet är lågt. Detta gäller särskilt för ett rum i en lägenhet än för hela lägenheten. Något som kan öka uppfuktningen är att ventilationssystem med regenerativ ventilationsvärmeåtervinning kan ge en betydande fuktåterföring mellan frånluft och tilluft. Störst blir denna effekt för rumsaggregat jämfört med lägenhetsaggregat likaväl som lägenhetsaggregat jämfört med att aggregat för flera lägenheter som i ett flerbostadshus. Sammanlagringen av flera rum eller lägenheter med lägre personbelastning minskar uppfuktningen av den gemensamma tilluften. 5

8 Ett enkelt statiskt samband mellan frånluftens vatteninnehåll xf, uteluftens vatteninnehåll xu, fukttillskottet x och fuktverkningsgraden ηx under förutsättning att tilluftsflöde och frånluftsflöde är lika samt att in och exfiltration är noll är följande: xf = xu + x / ( ηx ) () (.) Fuktverkningsgraden ηx ökar med både uteluftens och frånluftens vatteninnehåll. Uttrycket (.) visar att självförstärkningen är betydande. Fuktverkningsgraderna.5,.75 och.8 ändrar uppfuktningen med en faktor 2, 4 respektive 5. Ett stort antal modellberäkningar har inte kunna påvisa att självförstärkningen är instabil. Fuktstabiliteten har undersökts särskilt och redovisas i en arbetsrapport TVIT79. En modell för beräkning av regenerativ ventilationsvärmeåtervinning beskrivs i avsnitt 2. Modellen beskriver och följer en kanal i en rotor eller ett magasin under ett varv eller en arbetscykel. Samma modell gäller även för en kanal i ett växlande magasin. Den enda skillnaden är att växlande magasin arbetar med en längre arbetscykel, vilket kräver en motsvarande större värmelagringsförmåga för att nå samma temperaturverkningsgrad. Växlande magasin med långa arbetscykler på flera minuter kan bli mycket utrymmeskrävande jämfört med en rotorväxlare med en arbetscykel på 6 s. Ett rum med ventilerat med ett rumsaggregat med växlande magasin, hög personbelastning och lågt ventilationsflöde genomräknas och redovisas i avsitt 3 för ett antal fall. Driftstiden har varit 8 h för att motsvarar konstant drift under en natt. Rumsluftens vatteninnehåll, olika verkningsgrader och vattenackumulering redovisas. Vattenackumulering kan tillåtas om det finns drift med uttorkning. Drift med uttorkning undersöks och redovisas i avsnitt 4 som en komplettering till fuktbelastningen i avsnitt 3. Ventilationen är den samma under uttorkningen som under uppfuktningen. Ventilationens betydelse för uttorkning undersöks i avsnitt 5 för samma fall som i avsnitt 3 och 4 genom att öka eller minska ventilationsflödet under uttorkningen. Ventilationsflödet kan ändras från l/s till 4 l/s av sparskäl eller ändras från 4 l/s till l/s av ljudskäl. Sammanfattning och slutsatser ges i avsnitt 6. En kort översikt av arbetsrapporter om regenerativ ventilationsvärmeåtervinning ges sist efter avsnitt 6. Ett viktigt påpekande är att uteluft/tilluftsflödet har varit lika med frånluft/avluftsflödet. Detta har gjorts för att renodla undersökningen. Ventilationsvärmeåtervinning med växlande magasin kompletteras med separat frånluft från kök, grovkök, badrum och gästtoalett. Ett konstant separat frånluftsflöde påverkar förhållandet mellan uteluft/tilluft och frånluft/avluft för den regenerativa ventilationsvärmeåtervinningen. Lufttätheten för hela bostaden och enskilda rum har också betydelse. 6

9 2 En rotormodell med fuktöverföring En fysikalisk modell för en rotor kan formuleras under följande förutsättningar. En rotorkanal beskrivs som ett rör med en given längd, en given innerdiameter, en given godstjocklek och ett givet material. Rotorkanalen följs under ett helt varv understationära förhållanden för att bestämma olika verkningsgrader för temperatur, fukt (vatteninnehåll) och entalpi (värmeinnehåll) samt tillämpat på tilluft och på avluft. Genomströmningen sker växelvis med uteluft och frånluft i motström för en given varvtid. Vattnets ackumulering i rotorn försummas och påverkar inte geometrin. Frysning och smältning beskrivs inte av modellen. Ångbildningsvärmet ökas med smältvärmet. Rotorkanalen är förenklad till ett cylindriskt rör med samma kontaktyta mellan luft och material samt massa som för den verkliga geometrin. Parametrar och variabler är: c specifikt värme luft, J/kgK cr specifikt värme rotor, J/kgK d rotorkanaldiameter, m h värmeövergångstal, W/Km 2 l rotorkanallängd, m n antal element, p periodtid, s r ångbildningsvärme, J/kg t rotorns godstjocklek, m v strömningshastighet, m/s ρ luftdensitet, kg/m 3 ρr rotordensitet, kg/m 3 dz = l/n (m) rotorelementlängd a = π d 2 / 4 (m 2 ) rotorkanaltvärsnittsyta A = π d dz (m 2 ) rotorelementkontaktyta V = a dz (m 3 ) rotorkanalvolym C = ρ c V (J/K) värmekapacitet för kanalvolym Cr = ρr cr A t / 2 (J/K) värmekapacitet för rotorvolym q = ρ a v (kg/s) luftflöde xm = f( Tr ) (k) mättat rotorvatteninnehåll P = Ah ( Tr T ) (W) värmeeffekt till luft från rotor Q = Ah ( xm x ) / c (kg/s) vattenflöde till luft från rotor Två värmebalansekvationer (2.2) anges för varje rotorelements luftmassa och rotormassa. En balansekvation (2.3) anges för vatteninnehållet i rotorluften. En massbalansekvation (2.4) anges för rotorns vattenmassa. De fyra balansekvationerna beskrivsför med vektorbeteckningarna T, x, Tr och m för rotorkanalluftens temperatur och vatteninnehåll, rotortemperatur respektive rotorvatten. Rotorns temperatur Tr bestämmer vatteninnehållets mättnadsvärde xm. 7

10 Differentialekvationerna för rotorns fyra tillstånd lufttemperatur, vatteninnehåll, rotortemperatur och rotorvatten redovisas nedan. Alla derivator skrivs som da/db. dt/dt = ( P c q dt/dz ) / C ( C/s) (2.) dtr /dt = ( P r Q ) / Cr ( C/s) (2.2) dx/dt = ( Q q dx/dz ) / ρ V (ks) (2.3) dm/dt = Q m > (kg/s) (2.4) De två axiella derivatorna dt/dz i (4.) och dx/dz i (2.3) beräknas med uppströmsvärden, vilket för in de två inflödenas temperatur och vatteninnehåll växelvis för varje halvvarv. Utflödenas värden extrapoleras med de två yttersta elementen fram till rotorns kant. Viktningen är.5 och.5 för det yttersta respektive det näst yttersta elementet. Modellen enligt (2.4) tillämpas i avsnitt 3 och 4 med följande data kanallängd 2 mm, kanaldiameter mm, godstjocklek mm, material aluminium, lufthastighet 2 m/s, värmeövergångstal 4 W/Km 2 och periodtid 2 s, vilket ger en temperaturverkningsgrad omkring.9. Ett växlande magasins luftvolym är. m 3 för flödet l/s med lufthastigheten 2 m/s. Rumsluftens vatteninnehåll är lika med frånluftens vatteninnehåll xf k och modelleras med rumsaggregatets tilluft och frånluft enligt (2.5) med rumsluftmassa M kg, ventilationsmassflöde q kg/s och fukttillskott X kg/s. Inget annat fuktutbyte finns. En omskrivning av fuktverkningsgraden ηx ger ett samband mellan vatteninnehåll för uteluft, tilluft och frånluft på formen (2.6). Eliminering av tilluftens vatteninnehåll i (2.5) med (2.6) ger (2.79). M dxr/dt = q xt q xf + X (kg/s) (2.5) xt = xu + ( xf xu ) ηx (k) (2.6) S dxr/dt = xu xf + x (k) (2.7) S = M / q ( ηx ) (s) (2.8) x = X / q ( ηx ) (k) (2.9) Uttrycket (2.7) med fuktomsättningstiden S enligt (2.8) visar att tidsförloppet för rumsluftens vatteninnehåll går långsammare än för ventilationsförloppet med den normala luftomsättningstiden V/q, eftersom fuktöverföringen med fuktfaktorn /( ηx ) ökar omsättningstiden. Uppfuktningen x enligt (2.9) ökar betydligt från normala X / q med fuktöverföringen och fuktfaktorn /( ηx ). Rumsmodellen enligt (2.79) tillämpas i avsnitt 3, 4 och 5 med luftmassan 36 kg motsvarande luftvolymen 3 m 3 som för ett rum med ytan 5 m 2 och höjden 2.4 m. Fuktomsättningstiden enligt (2.8) kan för fuktverkningsgraden.75 och luftflödena 4 och l/s beräknas till 8.3 respektive 3.3 h att jämföra med motsvarande luftomsättningstider på 2 h 5 min respektive 5 min. Det skiljer en konstant faktor lika med fuktfaktorn här lika med 4. 8

11 3 Fuktbelastning 8 h Normal drift har simulerats med konstanta indata under 8 h för att motsvara ett sovrum under en natt. Alla åtta kombinationer mellan utetemperaturerna C och 3 C, personfuktbelastningarna 4 g/h och 2 g/h samt ventilationsflödena 4 l/s och l/s har genomräknats och redovisas enligt sammanställningen i Tabell 3.. Tabell 3. Utetemperatur, fuktbelastning, ventilationsflöde och fukttillskott för olika fall Fall Tu C X g/h q l/s x. Figur Frånluftens temperatur är 2 C. Uteluften är mättad, vilket ger vatteninnehållet 3.8 och.2 för temperaturerna C respektive 3 C. Redovisningen görs genomgående med tre diagram i samma uppslag för varje av de åtta fallen enligt Tabell 3.. Tilluftens och frånluftens vatteninnehåll redovisas tillsammans med den relativa luftfuktigheten för frånluften (rumsluften) markeras i samtliga diagram med horisontella linjer från. upptill med drifttiden omfattande 8 h som xaxel. Uteluftens vatteninnehåll xu och kravet på högst 7 vatteninnehåll för rumsluft/frånluft stadigvarande under vintertid enligt SOSFS 999:2 är också inritad. Uppfuktningskravet 2.5 räknat från uteluftens vatteninnehåll är också inritad. Temperatur och fuktverkningsgrader för både tilluft och avluft redovisas tillsammans med fyllningsgraden som anger vattenvolymen i rotor relativt rotorns aktiva luftvolym med drifttiden omfattande 8 h som xaxel. Hur vattenackumuleringen sker i en rotorkanal redovisas med delfyllningsgrad för de fyrtio räkningselement som ingår i rotormodellen med elementföljden som xaxel där uteluft och avluft finns till vänster och tilluft och frånluft till höger. Delfyllningen är viktig att känna till, eftersom fyllningsgraden inte anger om enskilda beräkningselement är helt fyllda och stoppar genomströmningen. Fyllningsgraden.5 kan tolkas som en halvdränkt rotorkanal eller en heldränkt rotorkanalhalva. Slutresultatet av fuktbelastningen redovisas i Tabell 3.2 sist i detta avsnitt. 9

12 Fall med måttlig utetemperatur, lågt rumsventilationsflöde och måttlig personbelastning innebär att fukttillskottet är 2.3 utan hänsyn till fuktåterföring. Kurvorna för tilluftens vatteninnehåll visar att det finns en betydande fuktöverföring mellan frånluft och tilluft. Utan något fuktöverföring skall tilluftens vatteninnehåll vara lika uteluftens vatteninnehåll. Absolutkravet 7 och ändringskravet 2.5 överskrids efter 2.8 h respektive 3.8 h. Fuktverkningsgraderna för tilluft och avluft i Figur 3.2 ökar med frånluftens vatteninnehåll. Skillnaden visar att vatten ackumuleras i de växlande magasinen. Fyllningsgraden ökar mer än linjärt med tiden i Figur 3.2. Ackumuleringsprofilerna i Figur 3.3 ökar på samma sätt. Kurvorna visar att ackumulering sker ojämnt fördelat. 5 Tu = o C x u = 3.8 gh = 4 g/h ls = 4 l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 3. Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall.

13 Tu = o C x u = 3.8 gh = 4 g/h ls = 4 l/s.9 η Tt η xa ηtaηxt.8 η Tt η Ta η xt η xa f n f n Figur 3.2 Temperatur och fuktverkningsgrader för tilluft och avluft samt fyllningsgrad som funktion av tiden för fall Tu = o C x u = 3.8 gh = 4 g/h ls = 4 l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 3.3 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall.

14 Fall 2 med måttlig utetemperatur, måttligt rumsventilationsflöde och måttlig personbelastning innebär att fukttillskottet är.93 utan hänsyn till fuktåterföring. Kurvorna för tilluftens vatteninnehåll i Figur 3.4 visar att det finns en betydande fuktöverföring mellan frånluft och tilluft. Utan något fuktöverföring skall tilluftens vatteninnehåll vara lika uteluftens vatteninnehåll. Absolutkravet 7 och ändringskravet 2.5 överskrids inte. Fuktverkningsgraderna för tilluft och avluft i Figur 3.5 ökar med frånluftens vatteninnehåll. Skillnaden visar att vatten ackumuleras i de växlande magasinen. Fyllningsgraden ökar mer än linjärt med tiden i Figur 3.5. Ackumuleringsprofilerna i Figur 3.6 ökar på samma sätt. Kurvorna visar att ackumulering sker ojämnt fördelat. 5 Tu = o C x u = 3.8 gh = 4 g/h ls = l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 3.4 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall 2. 2

15 Tu = o C x u = 3.8 gh = 4 g/h ls = l/s η Tt η Ta η xt η xa f n η Tt Ta η xa xt. f n Figur 3.5 Temperatur och fuktverkningsgrader för tilluft och avluft samt fyllningsgrad som funktion av tiden för fall Tu = o C x u = 3.8 gh = 4 g/h ls = l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 3.6 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 2. 3

16 Fall 3 med måttlig utetemperatur, lågt rumsventilationsflöde och hög personbelastning innebär att fukttillskottet är 6.94 utan hänsyn till fuktåterföring. Kurvorna för tilluftens vatteninnehåll i Figur 3.7 visar att det finns en betydande fuktöverföring mellan frånluft och tilluft. Utan något fuktöverföring skall tilluftens vatteninnehåll vara lika uteluftens vatteninnehåll. Absolutkravet 7 och ändringskravet 2.5 överskrids efter.8 h respektive. h. Rumsluften blir fullständigt mättad efter 3.8 h. Fuktverkningsgraderna för tilluft och avluft i Figur 3.8 ökar med frånluftens vatteninnehåll. Skillnaden visar att vatten ackumuleras i de växlande magasinen. Fyllningsgraden ökar mer än linjärt med tiden i Figur 3.8. Ackumuleringsprofilerna i Figur 3.9 ökar på samma sätt. Kurvorna visar att ackumulering sker ojämnt fördelat. 5 Tu = o C x u = 3.8 gh = 2 g/h ls = 4 l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 3.7 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall 3. 4

17 .9.8 Tu = o C x u = 3.8 gh = 2 g/h ls = 4 l/s η Tt η η xa Taxt η Tt η Ta η xt η xa f n f n Figur 3.8 Temperatur och fuktverkningsgrader för tilluft och avluft samt fyllningsgrad som funktion av tiden för fall Tu = o C x u = 3.8 gh = 2 g/h ls = 4 l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 3.9 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 3. 5

18 Fall 4 med måttlig utetemperatur, måttligt rumsventilationsflöde och hög personbelastning innebär att fukttillskottet är 2.78 utan hänsyn till fuktåterföring. Kurvorna för tilluftens vatteninnehåll i Figur 3. visar att det finns en betydande fuktöverföring mellan frånluft och tilluft. Utan något fuktöverföring skall tilluftens vatteninnehåll vara lika uteluftens vatteninnehåll. Absolutkravet 7 och ändringskravet 2.5 överskrids efter. h respektive.5 h. Rumsluften blir fullständigt mättad efter 7.5 h. Fuktverkningsgraderna för tilluft och avluft i Figur 3. ökar med frånluftens vatteninnehåll. Skillnaden visar att vatten ackumuleras i de växlande magasinen. Fyllningsgraden ökar mer än linjärt med tiden i Figur 3.. Ackumuleringsprofilerna i Figur 3.2 ökar på samma sätt. Kurvorna visar att ackumulering sker ojämnt fördelat. 5 Tu = o C x u = 3.8 gh = 2 g/h ls = l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 3. Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall 4. 6

19 Tu = o C x u = 3.8 gh = 2 g/h ls = l/s.9.8 η Tt η xa η Ta η xt η Tt η Ta η xt η xa f n f n Figur 3. Temperatur och fuktverkningsgrader för tilluft och avluft samt fyllningsgrad som funktion av tiden för fall Tu = o C x u = 3.8 gh = 2 g/h ls = l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 3.2 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 4. 7

20 Fall 5 med låg utetemperatur, lågt rumsventilationsflöde och måttlig personbelastning innebär att fukttillskottet är 2.3 utan hänsyn till fuktåterföring. Kurvorna för tilluftens vatteninnehåll i Figur 3.3 visar att det finns en betydande fuktöverföring mellan frånluft och tilluft. Utan något fuktöverföring skall tilluftens vatteninnehåll vara lika uteluftens vatteninnehåll. Endast och ändringskravet 2.5 överskrids efter 2.7 h. Fuktverkningsgraderna för tilluft och avluft i Figur 3.4 ökar med frånluftens vatteninnehåll. Skillnaden visar att vatten ackumuleras i de växlande magasinen. Fyllningsgraden ökar mer än linjärt med tiden i Figur 3.4. Ackumuleringsprofilerna i Figur 3.5 ökar på samma sätt. Kurvorna visar att ackumulering sker ojämnt fördelat. 5 Tu = 3 o C x u =.2 gh = 4 g/h ls = 4 l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 3.3 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall 5. 8

21 .9.8 Tu = 3 o C x u =.2 gh = 4 g/h ls = 4 l/s η xa η Tt η Ta η xt η Tt η Ta η xt η xa f n f n Figur 3.4 Temperatur och fuktverkningsgrader för tilluft och avluft samt fyllningsgrad som funktion av tiden för fall Tu = 3 o C x u =.2 gh = 4 g/h ls = 4 l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 3.5 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 5. 9

22 Fall 6 med låg utetemperatur, måttligt rumsventilationsflöde och måttlig personbelastning innebär att fukttillskottet är.93 utan hänsyn till fuktåterföring. Kurvorna för tilluftens vatteninnehåll i Figur 3.6 visar att det finns en betydande fuktöverföring mellan frånluft och tilluft. Utan något fuktöverföring skall tilluftens vatteninnehåll vara lika uteluftens vatteninnehåll. Varken absolutkravet 7 och ändringskravet 2.5 överskrids. Fuktverkningsgraderna för tilluft och avluft i Figur 3.7 ökar med frånluftens vatteninnehåll. Skillnaden visar att vatten ackumuleras i de växlande magasinen. Fyllningsgraden ökar mer än linjärt med tiden i Figur 3.7. Ackumuleringsprofilerna i Figur 3.8 ökar på samma sätt. Kurvorna visar att ackumulering sker ojämnt fördelat. 5 Tu = 3 o C x u =.2 gh = 4 g/h ls = l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 3.6 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall 6. 2

23 Tu = 3 o C x u =.2 gh = 4 g/h ls = l/s η Tt η Ta η xt η xa f n η ηta Tt η xa η xt Figur 3.7 Temperatur och fuktverkningsgrader för tilluft och avluft samt fyllningsgrad som funktion av tiden för fall 6. f n.5.45 Tu = 3 o C x u =.2 gh = 4 g/h ls = l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 3.8 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 6. 2

24 Fall 7 med låg utetemperatur, lågt rumsventilationsflöde och hög personbelastning innebär att fukttillskottet är 6.94 utan hänsyn till fuktåterföring. Kurvorna för tilluftens vatteninnehåll i Figur 3.9 visar att det finns en betydande fuktöverföring mellan frånluft och tilluft. Utan något fuktöverföring skall tilluftens vatteninnehåll vara lika uteluftens vatteninnehåll. Absolutkravet 7 och ändringskravet 2.5 överskrids efter.8 h respektive 2.3 h. Rumsluften blir fullständigt mättad efter 5.3 h. Fuktverkningsgraderna för tilluft och avluft i Figur 3.2 ökar med frånluftens vatteninnehåll. Skillnaden visar att vatten ackumuleras i de växlande magasinen. Fyllningsgraden ökar mer än linjärt med tiden i Figur 3.2. Ackumuleringsprofilerna i Figur 3.2 ökar på samma sätt. Kurvorna visar att ackumulering sker ojämnt fördelat. 5 Tu = 3 o C x u =.2 gh = 2 g/h ls = 4 l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 3.9 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall 7. 22

25 .9.8 Tu = 3 o C x u =.2 gh = 2 g/h ls = 4 l/s η η xa Tt η Ta η xt η Tt η Ta η xt η xa f n f n Figur 3.2 Temperatur och fuktverkningsgrader för tilluft och avluft samt fyllningsgrad som funktion av tiden för fall Tu = 3 o C x u =.2 gh = 2 g/h ls = 4 l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 3.2 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 7. 23

26 Fall 8 med låg utetemperatur, måttligt rumsventilationsflöde och hög personbelastning innebär att fukttillskottet är 2.78 utan hänsyn till fuktåterföring. Kurvorna för tilluftens vatteninnehåll i Figur 3.22 visar att det finns en betydande fuktöverföring mellan frånluft och tilluft. Utan något fuktöverföring skall tilluftens vatteninnehåll vara lika uteluftens vatteninnehåll. Absolutkravet 7 och ändringskravet 2.5 överskrids efter. h respektive 4. h. Fuktverkningsgraderna för tilluft och avluft i Figur 3.23 ökar med frånluftens vatteninnehåll. Skillnaden visar att vatten ackumuleras i de växlande magasinen. Fyllningsgraden ökar mer än linjärt med tiden i Figur Ackumuleringsprofilerna i Figur 3.24 ökar på samma sätt. Kurvorna visar att ackumulering sker ojämnt fördelat. 5 Tu = 3 o C x u =.2 gh = 2 g/h ls = l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 3.22 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall 8. 24

27 Tu = 3 o C x u =.2 gh = 2 g/h ls = l/s.9.8 η Tt η xa η Ta η xt η Tt η Ta η xt η xa f n f n Figur 3.23 Temperatur och fuktverkningsgrader för tilluft och avluft samt fyllningsgrad som funktion av tiden för fall Tu = 3 o C x u =.2 gh = 2 g/h ls = l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 3.24 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 8. 25

28 Det beräknade fukttillskottet som redovisas i Tabell 3.2 överskrider gränsen 2.5 i fyra fall. En mindre fuktöverföring för fall och 5 ökar fukttillskottet över gränsen 2.5. En större fuktöverföring med fuktverkningsgraden.63 ger för fall 2 och 6 ett fukttillskott på 2.5. Rumsluftens och frånluftens vatteninnehåll kan för ett fall utan fuktöverföring beräknas som summa av uteluftens vatteninnehåll och fukttillskottet för ett statiskt fall, vilket redovisas i Tabell 3.2. Frånluftens vatteninnehåll efter fuktbelastning under 8 h ger högre värden och i en del ett betydligt högre värden. Frånluftens vatteninnehåll efter 8 h fuktbelastning ligger klart över den statiska gränsen för ett fall utan fuktöverföring. Fuktverkningsgraden i Figur 3.2:3:23 ligger över.5 för alla fall utom fall 2. Fuktbelastningen resulterar i vatteninnehåll över 7 för fall, 3, 4, 7 och 8. Mättnadsgränsen 4.7 för 2 C nås för fall 3,4 och 7, vilket är ohållbart. Medelfyllningsgraden är över. för fall 7 och 8. Tabell 3.2 Fukttillskott, frånluftens vatteninnehåll och medelfyllningsgrad före och efter fuktbelastning för olika fall Fall x. x+xu. xf() xf(8) fm() fm(8)

29 4 Uttorkning 8 h med samma ventilation Normal drift har simulerats för åtta fall med konstanta indata under 8 h för att motsvara ett sovrum under en natt i avsnitt 3. Samma åtta fall har genomräknats som en fortsättning under 8 h utan personbelastning för att motsvara uttorkning av ett tomt sovrum med redovisning enligt Tabell 4.. Udda fall, 3, 5 och 7 har även genomräknats för uttorkning under 6 h. Tabell 4. Utetemperatur, ventilationsflöde, frånluftens vatteninnehåll före och efter uttorkning samt medelfyllningsgrad före och efter uttorkning under 8 h och 6 h Fall Tu C q l/s xf() xf(8) xf(6) fm() fm(8) fm(6) Figur Frånluftens temperatur är 2 C. Uteluften är mättad, vilket ger vatteninnehållet 3.8 och.2 för temperaturerna C respektive 3 C. Redovisningen görs genomgående med två diagram per sida för varje av de åtta fallen enligt Tabell 3.. Tilluftens och frånluftens vatteninnehåll redovisas tillsammans i Figur 4.:2:5 med den relativa luftfuktigheten för frånluften (rumsluften) markeras i samtliga diagram med horisontella linjer från. upptill med drifttiden omfattande 8 h som xaxel. Uteluftens vatteninnehåll xu och kravet på högst 7 vatteninnehåll för rumsluft/frånluft stadigvarande under vintertid enligt SOSFS 999:2 är också inritad. Uppfuktningskravet 2.5 räknat från uteluftens vatteninnehåll är också inritad. Hur uttorkningen sker i en rotorkanal redovisas i Figur 4.2:2:6 med delfyllningsgrad för de fyrtio räkningselement som ingår i rotormodellen med elementföljden som xaxel där uteluft och avluft finns till vänster och tilluft och frånluft till höger. Den långsamma uttorkningen kontrolleras även genom att beräkna systemfuktöverskottet som vattenmängden i rumsluft och värmeväxlare utöver uteluftens vatteninnehåll, vilket visas i Figur 4.78 för ventilationsflödet 4 l/s respektive l/s. Kurvorna i Figur 4.7 visar att uttorkningen inte är halvvägs efter 8 h, medan uttorkningen för det högre ventilationsflödet är nästa klar i Figur 4.8. Rumsluftens avtagande vatteninnehållet återvinns till stor del. Rotorns medelfyllningsgrad ökar för fyra fall med flödet 4 l/s och för ett fall med flödet l/s. 27

30 5 Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = 4 l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 4. Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = 4 l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 4.2 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall. 28

31 5 Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 4.3 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 4.4 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 2. 29

32 5 Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = 4 l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 4.5 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = 4 l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 4.6 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 3. 3

33 5 Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 4.7 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 4.8 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 4. 3

34 5 Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = 4 l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 4.9 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = 4 l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 4. Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 5. 32

35 5 Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 4. Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 4.2 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 6. 33

36 5 Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = 4 l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 4.3 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = 4 l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 4.4 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 7. 34

37 5 Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 4.5 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 4.6 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 8. 35

38 6 4 o C:g/h 3:2 Ventilationsflöde 4 l/s Systemfuktöverskott :2 :4 3: Figur 4.7 Systemfuktöverskott under uttorkning för fall med ventilationsflöde 4 l/s. 6 4 o C:g/h Ventilationsflöde l/s Systemfuktöverskott :2 3:2 2 3:4 : Figur 4.8 Systemfuktöverskott under uttorkning för fall med ventilationsflöde l/s. 36

39 5 Uttorkning 8 h med ändrad ventilation Normal drift har simulerats för åtta fall med konstanta indata under 8 h för att motsvara ett sovrum under en natt i avsnitt 3. Samma åtta fall har genomräknats som en fortsättning under 8 h utan personbelastning för att motsvara uttorkning av ett tomt sovrum med redovisning enligt Tabell 5., men med ändrad ventilation 4 l/s blir l/s och l/s blir 4 l/s. Tabell 5. Utetemperatur, ventilationsflöde, frånluftens vatteninnehåll före och efter uttorkning samt medelfyllningsgrad före och efter uttorkning Fall Tu C q l/s xf() xf(8) fm() fm(8) Figur 5. 4/ / / / / / / / Frånluftens temperatur är 2 C. Uteluften är mättad, vilket ger vatteninnehållet 3.8 och.2 för temperaturerna C respektive 3 C. Redovisningen görs genomgående med två diagram per sida för varje av de åtta fallen enligt Tabell 3.. Tilluftens och frånluftens vatteninnehåll redovisas tillsammans i Figur 5.:2:5 med den relativa luftfuktigheten för frånluften (rumsluften) markeras i samtliga diagram med horisontella linjer från. upptill med drifttiden omfattande 8 h som xaxel. Uteluftens vatteninnehåll xu och kravet på högst 7 vatteninnehåll för rumsluft/frånluft stadigvarande under vintertid enligt SOSFS 999:2 är också inritad. Uppfuktningskravet 2.5 räknat från uteluftens vatteninnehåll är också inritad. Hur uttorkningen sker i en rotorkanal redovisas i Figur 5.2:2:6 med delfyllningsgrad för de fyrtio räkningselement som ingår i rotormodellen med elementföljden som xaxel där uteluft och avluft finns till vänster och tilluft och frånluft till höger. Den långsamma uttorkningen kontrolleras även genom att beräkna systemfuktöverskottet som vattenmängden i rumsluft och värmeväxlare utöver uteluftens vatteninnehåll, vilket visas i Figur 5.78 för ventilationsflödet 4/ l/s respektive /4 l/s. Uttorkningen för det högre ventilationsflödet är nästa klar i Figur 5.7. Kurvorna i Figur 5.8 visar att uttorkningen inte är halvvägs efter 8 h. Vatteninnehållet i rumsluften återvinns till stor del. Fuktomsättningstiden enligt (2.8) kan för fuktverkningsgraden.75 och luftflödena 4 och l/s beräknas till 8.3 respektive 3.3 h att jämföra med motsvarande luftomsättningstider på 2h 5 min respektive 5 min. 37

40 5 Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 5. Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 5.2 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall. 38

41 5 Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = 4 l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 5.3 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = 4 l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 5.4 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 2. 39

42 5 Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 5.5 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 5.6 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 3. 4

43 5 Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = 4 l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 5.7 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = o C x u = 3.8 gh = g/h ls = 4 l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 5.8 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 4. 4

44 5 Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 5.9 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 5. Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 5. 42

45 5 Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = 4 l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 5. Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = 4 l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 5.2 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 6. 43

46 5 Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 5.3 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 5.4 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 7. 44

47 5 Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = 4 l/s rf x m.9.8 Vatteninnehåll x t x f x u Figur 5.5 Vatteninnehåll för frånluft och tilluft som funktion av tiden för fall Tu = 3 o C x u =.2 gh = g/h ls = 4 l/s :8 h.4.35 Delfyllningsgrad f i Element i Figur 5.6 Delfyllningsgrad som funktion av element för varje timme och fall 8. 45

48 6 4 o C:g/h Ventilationsflöde 4/ l/s Systemfuktöverskott :2 :2 :4 3: Figur 5.7 Systemfuktöverskott under uttorkning för fall med ventilationsflöde 4/ l/s. 6 4 o C:g/h Ventilationsflöde /4 l/s Systemfuktöverskott :2 3:2 2 3:4 : Figur 5.8 Systemfuktöverskott under uttorkning för fall med ventilationsflöde /4 l/s. 46

49 6 Sammanfattning och slutsatser Syftet med denna arbetsrapport är att undersöka driftsfunktionen för rumsaggregat med regenerativ ventilationsvärmeåtervinning. Regenerativ ventilationsvärmeåtervinning görs med rotorväxlare eller växlande magasin. Drift med regenerativ ventilationsvärmeåtervinning är särskilt intressant för rumsaggregat, eftersom fuktbelastningen kan vara mycket stor i ett rum jämfört med ett lägenhetsaggregat för flera rum. Ventilation av bostäder kan ske med låga uteluftsflöden dock minst.35 l/sm 2 golvyta. Uteluftskravet för en sovplats är 4 l/s, vilket blir 8 l/s för ett föräldrarsovrum. Det finns två fuktkrav för bostäder. Rumsluftens vatteninnehåll skall inte överstiga 7 under längre perioder vintertid. Uppfuktningen av rumsluften i förhållande till uteluften skall inte överstiga 2.5. En uppfuktning med 2.5 kan uppnås med hög personbelastning och lågt ventilationsflöde. En människas fuktproduktion är i vila 4 g/h. Uteluftskravet för en sovplats är 4 l/s och motsvarande uppfuktning kan beräknas till 2.3. Siffrorna visar att uppfuktningskravet kan vara svårt att klara om personbelastningen är hög och ventilationsflödet är lågt. Detta gäller särskilt för ett rum i en lägenhet än för hela lägenheten. Något som kan öka uppfuktningen är att ventilationssystem med regenerativ ventilationsvärmeåtervinning kan ge en betydande fuktåterföring mellan frånluft och tilluft. Störst blir denna effekt för rumsaggregat jämfört med lägenhetsaggregat likaväl som lägenhetsaggregat jämfört med att aggregat för flera lägenheter som i ett flerbostadshus. Sammanlagringen av flera rum eller lägenheter med lägre personbelastning minskar uppfuktningen av den gemensamma tilluften. En modell för beräkning av regenerativ ventilationsvärmeåtervinning beskrivs i avsnitt 2. Modellen beskriver och följer en kanal i en rotor eller ett magasin under ett varv eller en arbetscykel. Ett viktigt påpekande är att uteluft/tilluftsflödet har varit lika med frånluft/avluftsflödet. Detta har gjorts för att renodla undersökningen. Ventilationsvärmeåtervinning med växlande magasin kompletteras med separat frånluft från kök, grovkök, badrum och gästtoalett. Ett konstant separat frånluftsflöde påverkar förhållandet mellan uteluft/tilluft och frånluft/avluft för den regenerativa ventilationsvärmeåtervinningen. Lufttätheten för hela bostaden och enskilda rum har också betydelse. Ett rum med ventilerat med ett rumsaggregat med växlande magasin, hög personbelastning och lågt ventilationsflöde genomräknas och redovisas i avsitt 3 för åtta fall. Driftstiden har varit 8 h för att motsvarar konstant drift under en natt. Rumsluftens vatteninnehåll, olika verkningsgrader och vattenackumulering redovisas. 47

50 Frånluftens vatteninnehåll efter 8 h fuktbelastning ligger klart över den statiska gränsen för ett fall utan fuktöverföring. Fuktverkningsgraden i Figur 3.2:3:23 ligger över.5 för alla fall utom fall 2. Fuktbelastningen resulterar i vatteninnehåll över 7 för fall, 3, 4, 7 och 8. Mättnadsgränsen 4.7 för 2 C nås för fall 3,4 och 7, vilket är ohållbart. Vattenackumulering kan tillåtas om det finns drift med uttorkning. Drift med uttorkning undersöks och redovisas i avsnitt 4 som en komplettering till fuktbelastningen i avsnitt 3. Ventilationen är oförändrad. Uttorkningen är betydligt högre för det högre ventilationsflödet l/s för jämna fall enligt Tabell 4. och Figur En komplettering med uttorkning under 6 h redovisas också i Tabell 4. för udda fall alla med ventilationsflödet 4 l/s. Rotorns medelfyllningsgrad ökar under uttorkningen för alla fall utom fall 2 och 6 båda med lågt primärt fukttillskott. Ökningen beror på rumsluftmassans kvardröjande vatteninnehåll. Systemets vatteninnehåll i växlande magasin och rumsluftmassa avtar under uttorkningen, vilket visas i Figur Kurvor för rumsluftens vatteninnehåll och systemfuktöverskottet visar att uttorkningen tar tid. Uttorkning under 6 h med luftflödet 4 l/s visar i Tabell 4. att frånluftens vatteninnehåll ligger betydligt över uteluftens vatteninnehåll. Ventilationens betydelse för uttorkning undersöks i avsnitt 5 för samma fall som i avsnitt 3 och 4 genom att öka eller minska ventilationsflödet. Ventilationsflödet kan ändras från l/s till 4 l/s av sparskäl eller ändras från 4 l/s till l/s av ljudskäl. Uttorkningen med ökat ventilationsflöde för udda fall visar att rumsluftens vatteninnehåll är lägre än för samma fall med konstant ventilationsflöde under fuktbelastning och uttorkning. Minskat ventilationsflöde resulterar i motsatsen. Kurvor för rumsluftens vatteninnehåll och systemfuktöverskottet visar att uttorkningen tar tid. Slutsatserna från simuleringarna genomförda i avsnitt 3, 4 och 5 kan sammanfattas med: Fuktverkningsgraden kan bli mycket hög och av samma storleksordning som temperaturverkningsgraden. Hög fuktbelastning, lågt ventilationsflöde och hög fuktverkningsgrad resulterar i orimligt vatteninnehåll långt över 7 samt dito fukttillskott över 2.5. Rotorns medelfyllningsgrad ökar för flera fall under uttorkning samtidigt som rumsluftens vatteninnehåll minskar. Uttorkning tar tid, eftersom fuktöverföringen fördröjer förloppet. Uttorkning under 8 h eller 6 h kan vara otillräckligt i flera fall. Dygnsdrift med fuktbelastning under 8 h och uttorkning under 6 h kan vara ogenomförbar om uttorkningen är ofullständig. Fuktomsättningstiden kan beräknas som luftomsättningstiden enligt (2.8). Högre ventilationsflöde i ett tidigt skede är effektivt sätt att minska fuktbelastningen och behovet av uttorkning. Uteluftsflödet 4 l/s per person kan vara otillräckligt. 48

51 Arbetsrapporter om regenerativ värmeväxling Regenerativ värmeväxling har undersökts och dokumenterats i tjugoen arbetsrapporter med avseende på ett flertal olika frågeställningar, vilket kan kortfattat sammanfattas med fuktöverföring, fuktreglering, renblåsning samt jämförelse med rekuperativ värmeväxling och även särfallet medströmsvärmeväxling. I detta avsnitt görs en genomgång av arbetsrapporterna i nummerordning med en rubrikrad med rapportnummer, titel och sidantal inom parantes. 76 Roterande värmeväxlare (56) Arbetsrapporten redovisar teoretiska och numeriska modeller för att beräkna temperaturverkningsgrad för regenerativ mot och medströmsvärmeväxling. Temperaturverkningsgraden är för rekuperativ medströmsvärmeväxling högst.5 för ett fall med lika stora flöden, kan bli större än.5 för regenerativ medströmsvärmeväxling. Detta är en udda egenskap. Temperaturverkningsgraden för regenerativ motströmsvärmeväxling är omkring.75 för ett basfall och.6 för samma basfall med medströmsvärmeväxling. Den bästa verkningsgrad för medströmsfalllet fås inte för högsta möjlig varvtal utan periodtiden skall vara lika med rotorns värmelagringsförmåga dividerad med luftflödets värmeöverföringsförmåga. Den lägre temperaturverkningsgraden är en nackdel för medströmsfallet, men varvtalet är betydligt lägre omkring 3 varv/min mot motströmsfallets varv/min. Det medför mindre slitage. Tryckförhållanden är också bättre vid medströmsvärmeväxling med mindre tryckskillnader och därmed mindre läckage. 733 Roterande värmeväxlare Inverkan av läckage (34) Arbetsrapporten redovisar en ekonomisk jämförelse mellan regenerativ och rekuperativ värmeväxling, där läckaget inberäknat renblåsning hos en regenerativ värmeväxlare är en viktig parameter och den lägre verkningsgraden hos en rekuperativ värmeväxlare är en annan viktig parameter. Ett års drift undersöks med gradtimmetabeller. Det lägre tillsatsvärmebehovet ställs mot det högre elbehovet för fläktarna och undersökningen visar att om läckaget relativt det nominella ventilationsflödet är.5 kan en plattvärmeväxlare vara en bättre lösning. Undersökningen omfattar inverkan av normalårstemperatur, frånluftstemperatur, tilluftstemperatur, lägsta avluftstemperatur, tryckfall frånluftssystem, tryckfallsskillnad mellan rekuperativ och regenerativ värmeväxlare, fläktverkningsgrad samt flödesexponent för frånluftssystem. 49

52 746 Regenerativ ventilationsvärmeåtervinning Simulering av fukttillstånd med mätdata (5) Arbetsrapporten redovisar simulering av regenerativ ventilationsvärmeåtervinning med mätdata på uteklimat, inneklimat och fukttillskott från arton olika hus från fyra olika orter, Karlstad, Kiruna, Malmö och Sundsvall. En tidsperiod om tjugo dygn med högsta fukttillskott har valts ut. Det uppmätta uteklimatet, frånluftstemperaturen och fukttillskottet används som indata för att beräkna vatteninnehållet i frånluften, vilket redovisas med fördelningskurvor. Det råder tidvis höga fukttillstånd, fuktverkningsgraden är.4 under fyra dygn av tjugo för alla hus utom ett, kondensutfällning sker för Uvärde 3 W/Km 2 för nio hus under minst fyra dygn. 748 Fuktöverföring vid regenerativ värmeväxling (43) Arbetsrapporten redovisar en känslighetsstudie för åtta parametrar som rotorlängd, rotorhastighet, lufthastighet, utetemperatur, frånluftstemperatur, antal beräkningselement, parallellflöde (vädring) samt flödeskvot mellan tilluft och frånluft. Tre andra studier behandlar fuktverkningsgrad och nödvändigt fukttillskott som funktion av ute och inneklimat, tidsförlopp för givna fukttillskott, hur fuktfaktorn beror på parallellflöde och flödeskvot mellan tilluft och frånluft. 749 Fukttillskott i frånluft (7) Arbetsrapporten redovisar ett års mätning av fukttillskottet i arton flerbostadshus fördelade på orterna Karlstad, Kiruna, Malmö och Sundsvall. Alla flerbostadshusen ventilerades med central frånluft. Mätningarna omfattar därför även fukttillskott från kök och hygienutrymmen och gör mätningarna ytterst lämpade för att simulera ventilationsvärmeåtervinning. 753 Fuktreglering av regenerativ värmeväxling (27) Arbetsrapporten redovisar hur fuktreglering kan ske med varvtal för att hålla en given fuktnivå. 755 Mer fuktreglering av regenerativ värmeväxling (5) Arbetsrapporten redovisar för ett antal olika förutsättningar hur fuktreglering kan ske med ventilationsflödet för att hålla en given fuktnivå. 5

53 762 Fuktreglering av regenerativ värmeväxling med ventilationsflöde, varvtal eller vädring (2) Arbetsrapporten redovisar för ett antal olika förutsättningar hur fuktreglering kan ske med varvtal, ventilationsflöde, vädring samt för undersöker hur fuktreglering kan ske på mest effektiva sätt med både varvtal och ventilationsflöde samtidigt. 763 Termisk mätning av rotorläckage (3) Arbetsrapporten redovisar hur läckage mellan uteluft/tilluftsida och frånluft/avluftsida i en regenerativ ventilationsvärmeåtervinnare genom att mäta de fyra temperaturerna uteluft, tilluft, frånluft och avluft nära rotorn med rotorn stoppad. Principen är enkel, men temperaturmätning efter rotorn i avluft och tilluft är inte enkel, vilket fältmätningar visade. 765 Regenerativ värmeväxling och renblåsning (29) Arbetsrapporten redovisar renblåsningens funktion för en ideal laminär strömningsprofil. Om renblåsningsflödet är, 2 eller 4 rotorkanalvolymer kvarstår.5,.25 respektive.25 av frånluften i rotorkanalen när renblåsningen är slut. Detta innebär att det finns alltid en viss överföring via själva rotorn och inte på grund av läckage kring den samma. 766 Regenerativ värmeväxling utan renblåsning (27) Arbetsrapporten redovisar ett fall utan renblåsningssektor. Det varvtalsberoende överföringsflödet kompenseras med ett tilluftsflöde som är lika med det nominella tilluftsflödet utökat med överföringsflödet. En delstudie visar också att det finns ett minima för ekonomin som funktion av dimensionerande högsta varvtal, vilket bestämmer renblåsningsflödets storlek. 768 Fuktreglering av regenerativ värmeväxling med värmning av uteluft eller frånluft (27) Arbetsrapporten redovisar hur fuktreglering kan ske genom att förvärma uteluft före rotorn eller eftervärma frånluft före rotorn. Systemverkningsgraden för temperatur försämras något. Skillnaden är liten mellan värmning av uteluft eller frånluft. Bortsett från fuktreglering är värmning av frånluft är bättre för höga normala temperaturverkningsgrader om höga tilluftstemperaturer kan tillgodogöras. 5