1 40 60 600 System och materialvalsutredning för 02 Luft- eller vätskeburen kyla Datum: 2012-02-07 Kv. Plantskolan, Universitetsförvaltningen Rev: 2012-03-06 C0112001 Upprättad av: Benny Nordlund Alternativ 1 Alternativ 2 Alternativ 3 Rekommendation Kylbafflar VAV ( luftkylning ) Kylbafflar med ON/OFF reglering på tilluft (VAV, ON/OFF) Funktion Tillgänglighet Komplexitet Frikyla Klimat Flexibilitet Gestaltning Utrymme Konstant tilluftsflöde till kylbaffel. Kylning via rörsystem till största del. Värme från konvektor God Kräver separat installation. God förutom vid daggpunktsreglering. Mindre kanaler. Lägre bygghöjd. Mindre fläktrum. Varierande flöde för att klara hygienflöden och kyla. Kylbärare är endast tilluften. Värme från konvektor/radiator. God till hög Enkel och god. God funktion även vid fuktigt utomhusklimat. Hög Större kanaler, arean ökar ca 1,8ggr än med alt.1,3. Med befintligt utrymme i undertak blir det trångt och vi måste sänka undertak med min150-200mm jmf med alt.1,3 för att få plats. Med VAV blir det 2 st Varierande flöde för att minska energibehov. Kylning av rumsluft med tilluftsbaffel via rörsystem. God till hög God funktion, tidsaspekt när brukare kommer till rum innan klimatet kommit i balans. Kan justeras för varje rum att tillgodose brukare. Mindre kanaler, lägre bygghöjd. Mindre fläktrum. Vi rekommenderar alternativ 1. Här erfordras den enklaste styrningen av föreslagna alternativ. Billigare totalkostnad än alt.3 dock med högre energiförbrukning. Minskad underhållskostnad för alt 1 uppskattas ungefär motsvara skillnaden i kostnaden för ökad energiförbrukning jämfört med alt.3 Energiförbrukningen är nästan lika för alt.2 och alt.3 Totalkostnad enligt AKAkalk är billigast för alt.2 dock spelar investeringskostnad en stor roll. Vid val av alt.2 måste huset höjas och fläktrum och schakt göras större vilket totalt ger en dyrare lösning än befintlig geometri och övriga alt..
Ekonomi större aggregat för att upprätthålla flödet. Fläktrum måste ha även ha större yta och större höjd än vid alt.1 och 3. 2 Utfall AKA-kalk Byggtid Kostnad Energiförbrukning Miljö LCA (transporter, råvarutillgång, livslängd, materialåtervinning, energi vid tillverkning) BVB (vid materialval) Miljöbyggnad (avstämning aktuella indikatorer) Kriterie 4 Anmärkning
Plantskolan Utredning 02 Luft eller vätskeburen kyla Inledning och sammanfattning Utredning görs för systemval för ventilation och kyla i kontor. Tre alternativ bedöms med avseende på klimat, energi och ekonomi. Energi och klimat beräknas med IDA simulering. Simulering görs för tre st A rum i olika väderstreck (sydväst, sydöst och norr). Eftersom flera väderstreck ingår bör resultatet vara representativt för alla kontor i huset. Vanliga kylbafflar ger lägst temperatur i rummen. Kylbafflar med närvarostyrning ger högre operativ temperatur. VAV ger högre temperatur, detta beror till stor del på att högre temperatur tillåts vid frånvaro vilket gör att det tar en stund att få ned temperaturen vid närvaro. Beräknad energiförbrukning för 3st kontor redovisas nedan. Framledningsförluster ingår inte kwh/år kwh/år kwh/år Kyla 461 207 393 Värme 1219 1110 949 El 190 192 99 Totalt 1870 1509 1441 Beräknad totalkostnad, nuvärde för 3 kontor redovisas nedan: Totalkostnad, 81 68,5 89 kkr Totalkostnad, kr/m 2 3000 2500 3300 Beskrivning av alternativen Alternativ 1: Kylbafflar Konstant luftflöde. Konstant börvärde för maxtemperatur upprätthålls av kylbaffel. Alternativ 2: VAV Variabelt luftflöde med avseende på temperatur. Grundflöde höjs vid närvaro. Börvärde för maxtemperatur ändras vid närvaro. Alternativ 3: Kylbafflar med närvarostyrning (ON/OFF)
Rummen ventileras med 15 l/s vid närvaro. Vid frånvaro behöver luftflödet endast vara 0,1 l/s,m 2. Problemet med denna lösning är att temperaturen kan bli väldigt hög i rum med frånvaro eftersom kylbaffeln då är avstängd. När sedan en person kliver in i rummet kan det ta för lång tid att komma ned till en acceptabel temperatur. Av denna anledning krävs en styrfunktion som startar luftflöde och kyla vid frånvaro om temperaturen överskrider max värdet. Denna funktion kan inte hanteras i simuleringsprogrammet men resultatet kan approximeras med hjälp av en steglös VAV funktion i kombination med en kylbaffel. Indata U-värden Enligt Akademiska hus Energimål: Konstruktion Lätt yttervägg. Installationsgolv. Undertak. Solskydd Fönster med g = 0,35. Automatiskt utvändigt solskydd som multiplicerar g värdet med 0,38. Internlaster Närvaro i kontor antas vara 1 person per kontorsplats 3h/dag (40% av 8h). Dator etc: 150W 3h/dag (40% av 8h), 15 W övrig tid (standbyförluster). Kyla Alt 2: Luftkylning Alt 3 Kylbafflar on/off vid närvaro
Ventilation Tillufttemp 18 C. Med nattkylningsfunktion. Alt 1: Luftflöde konstant 15 l/s, kl 07 18. Alt 2: Temperaturstyrd VAV, frånvaruflöde 5 l/s, närvaroflöde 12 50 l/s kl 07 18. Uppskattat medelminflöde 7 l/s. Alt 3: Luftflöde 0,1 l/s,m 2 vid frånvaro, 15 l/s vid närvaro, kl 07 18. Vid närvarostyrning antas drifttiden vara i snitt 4h (med en närvarotid på 3h). Klimatstyrning Börvärden för temperatur korrigeras för närvaro/frånvaro. För Alt 1 gäller temperaturer för närvaro hela tiden. Vid närvaro: Börvärde kyla: 24 C operativ temp (ca 23 C lufttemp) Börvärde värme: 21,5 C operativ temp (ca 22 C lufttemp) Vid frånvaro: Börvärde kyla: 25 C operativ temperatur (ca 24 C lufttemp) Börvärde värme: 20 C operativ temperatur (ca 21 C lufttemp) Uppskattade medel börvärden (för energisimulering) Börvärde kyla: 24,5 C operativ temperatur (ca 23,5 C lufttemp) Börvärde värme: 20 C operativ temperatur (ca 21 C lufttemp) Resultat Klimat Resultat för kontorsrum i sydväst. Alt 1 :
Antal h under närvaro (vardagar kl 13 16) Operativ Lufttemp temp > 25 C 0 0 > 24 C 0 0 > 23 C 233 360 Alt 2 VAV: Antal h under närvaro (vardagar kl 13 16) Operativ Lufttemp temp > 25 C 0 3 > 24 C 144 218 > 23 C 363 387 Temperaturkravet överstigs oftare än för alternativet. Detta beror på att börvärdet för temperatur är högre vid frånvaro och att det tar tid att nå rätt nivå vid plötslig närvaro. Alt 3 Närvarostyrning kylbafflar: Antal h under närvaro (vardagar kl 13 16) Operativ Lufttemp temp > 25 C 0 105 > 24 C 0 146 > 23 C 248 467 Luftens temperatur i rummet ökar marginellt vid närvarostyrning jämfört med Alt 1. Den operativa (upplevda) temperaturen ökar mer vilket beror på att börvärdet för maxtemperatur är högre vid frånvaro än vid närvaro, detta innebär att alla ytor i rummet blir varmare och orsakar högre operativ temperatur. Energi Beräknad energiförbrukning för 3st kontor redovisas nedan. Framledningsförluster ingår inte
kwh/år kwh/år kwh/år Kyla 461 207 393 Värme 1219 1110 949 El 190 192 99 Totalt 1870 1509 1441 Diagrammet nedan åskådliggör energiförbrukningen uppdelat på energislag för de olika alternativen. Alt 2 har minst kylenergiförbrukning eftersom en stor del av kylbehovet täcks med kall uteluft. Alt 3 har minst värmebehov eftersom grundflödet vid frånvaro är lägre vilket innebär att mindre luft behöver värmas upp. När det gäller den totala energiförbrukningen är alternativ 2 och 3 i stort sett likvärdiga. Ekonomi Investeringskostnad Investeringskostnad för 3 rum. Inklusive aggregat, kanaler, påslag för större schaktyta, kylbaffel/tilluftdon samt köldbärarsystem. kkr kkr kkr 62 52,5 73,5 Underhållskostnad Uppskattas till 0,5% av investeringskostnaden. kr/år kr/år kr/år
310 263 367 Energikostnad Energipris kr/mwh kr/år kr/år kr/år Kyla 370 171 77 145 Värme 575 701 638 546 El 1026 195 197 101 Totalt 1066 912 792 LCC beräkning Beräknas med Akakalk med följande parametrar: Kalkylperiod: 20 år Restvärde: 0% Energiprisutveckling fjärrvärme: 3% Energiprisutveckling övrigt: 4% DoU prisutveckling: 2% Kalkylränta: 7% Inflation: 2% Beräknad totalkostnad, nuvärde för 3 kontor redovisas nedan: Totalkostnad, 81 68,5 89 kkr Totalkostnad, kr/m 2 3000 2500 3300