Ventilationssystem del 2 PDF

Ventilationssystem – 4 delsystem Rumssystem Distributionssystem Luftbehandlingsaggregat Styr- och reglersystem 1 Rumssystem 2 Distributionssystem 3 Luftbehandlingsaggregat 4 Luftbehandlingsaggregat 5 ◆ Komponenter i ett luftbehandlingsaggregat Luftbehandlingsaggregat i...

Ventilationssystem – 4 delsystem Rumssystem Distributionssystem Luftbehandlingsaggregat Styr- och reglersystem 1 Rumssystem 2 Distributionssystem 3 Luftbehandlingsaggregat 4 Luftbehandlingsaggregat 5 ◆ Komponenter i ett luftbehandlingsaggregat Luftbehandlingsaggregat i ett FTX-system har till uppgift att behandla tilluften efter de krav som verksamheten vad gäller luftkvalité och temperatur. Beroende på kraven passerar tilluften följande komponenter (ordningen kan variera) ◆ Uteluftsintag ◆ Spjäll ◆ Luftfilter ◆ Luftvärmare ◆ Luftkylare ◆ Fläkt ◆ Värmeväxlare för återvinning 6 ◆ Komponenter i ett luftbehandlingsaggregat ◆ Blandningsdel om återluft ◆ Ljuddämpare ◆ Avfuktare ◆ Befuktare 7 Styr- och reglersystem 8  Flödesbild - Ventilationsaggregat Utetemperaturgivare Frånluftfläkt Givare frånlufttemperatur Av-/frånluftspjäll Givare tryck frånluft Frånluftfilter Givare tryck tilluft Ute-/tilluftspjäll Tilluftfilter Tilluftfläkt Värmebatteri Kylbatteri Givare tillufttemperatur Värmeåtervinning ◆ Uteluftsintag ◆ Luften tas antingen in genom galler på yttervägg, genom huvar på taket eller via torn på marken. Både placering och utformning har stor betydelse för resulterande luftkvalitet i rummen och luftintaget ska placeras där uteluften är renast. Speciellt viktigt är det att se upp med närheten till skorstenar, kyltorn, trafikerade vägar, garage, parkeringsplatser, husets egna avluftshuvar och spillvattnets luftningsledningar. Ur temperatursynpunkt är en placering på norrsidan att föredra och inte för nära ett mörkt tak eftersom det blir mycket varmt på sommaren. 10 ◆ Uteluftsintag - Gallret ska vara så stort att lufthastigheten inte överstiger 2,5 m/s för att inte regn och snö ska följa med luften in och orsaka korrosion eller blöta ner filtret. I utsatta utemiljöer används galler med speciellt utformade vertikala lameller som ger bättre droppavskiljning och förhindrar att fukt följer med luften in. Luftintaget kompletteras med nät för att hålla löv, råttor, insekter, och fåglar ute. 11 ▪ Spjäll – I ventilationsaggregat finns spjäll med olika funktioner. De används för att: ▪ Luftintaget skall kunna stängas ▪ Injustera luftflöden i kanaler ▪ Reglera luftflödet under drift ▪ Skydda mot spridning av brandgas, rök eller brand 12 ▪ Spjäll – Öppnas eller stängs med antingen manuellt eller med motor. Om de stryps för kraftigt är risken stor att det skapas störande ljud som sprids ut i byggnaden. ▪ Intagsspjället placeras i eller strax före aggregatet. Det stänger när fläktarna inte är i drift och förhindrar därmed uteluft från att dras in i aggregatet och orsaka värmeförluster och frysskador. Oftast används Jalusispjäll, lätta att inspektera och rengöra. 13 ▪ Spjäll – Injusteringsspjäll monteras i kanalsystemet och ställs in så att ventilationsflödet fördelas rätt mellan olika delar. För injustering används tex iris- eller vridspjäll ▪ I vissa system regleras flödet under drift av reglerande spjäll. Dessa anpassar trycket och där med flödet i kanalsystemet. Regleringen sker med motor efter signal från tryckgivare. 14 Brand-/rökgasspjäll Brandspjäll är avsett för stängning av en ventilationskanal om temperaturen i kanalen stiger för högt. Det innehåller därför ett så kallat "smältlås" som löser ut vid ca 70 °C, varvid brandluckan lösgörs och stänger kanalen. De kan också styras via spjällmotor och rökdetektering. Brandspjäll finns för både vertikala och horisontella kanaler. En inspektionslucka skall finnas för kontroll av funktionen. ▪ Luftvärmare i luftbehandlingsaggregat – Temperaturen på tilluften vid inblåsning i rummet är normalt mellan +15 och 18°C vilket betyder att den måste värmas under större delen av året. I första hand utnyttjas värmeåtervinnaren, men vid låga utetemperaturer är det nödvändigt att efter värma luften i ett luftvärmebatteri. De flesta luftvärmare är vattenburna så kallade lamellrörsbatterier som består av rör på vilka tunna parallella lameller (plåtar) fästs vinkelrätt på ett par millimeters avstånd. 16 ▪ Lamellerna ökar den värmeöverförande ytan som kompenserar för det låga värmeövergångstalet på luftsidan. Lamellerna är vanligen av aluminium och rören av koppar, båda materialen har hög värmeledningsförmåga. Spalterna mellan lamellerna sätts lätt igen av smuts och därför ska luften vara filtrerad och batteriet skall kunna rengöras. 17 Det finns också elvärmebatterier med elslingor placerade direkt i luftströmmen. Varje slinga ger en viss värmeeffekt som regleras till med en tyristor. 18 ▪ Dimensionering av luftvärmebatteri – Luftvärmarens storlek i effekt beror på ventilationsflöde och luftens temperatur före och efter batteriet. Ju mer och kallare uteluft som skall värmas desto fler rörrader behövs och desto större blir det ▪ P = q * p * cp * (T2 – T1) (för luft) p = luftens densitet ca 1,2 kg/m3 cp = luftens specifika värmekapacitet ca 1000 J/kg K q = luftflöde genom batteriet m3/s T1 = temperatur på ventilationsluften före batteriet T2 = temperatur på ventilationsluften efter batteriet 19 ▪ Det finns inga regler för vilken utetemperatur som en luftvärmare ska dimensioneras för. Antingen ska den klara att värma luften som håller dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT) eller luftens temperatur efter värmeåtervinnaren. I det första fallet kan luftvärmaren värma luften till Ttill även om värmeåtervinningen inte skulle fungera ▪ För vattenburna luftvärmare bestäms erforderligt vattenflöde och temperaturfall utifrån det beräknade effektbehovet ▪ P = q * p * cp * (T2 – T1) (för vatten) p = vattens densitet ca 1000 kg/m3 cp = vattens specifika värmekapacitet ca 4190 J/kg K q = vattenflöde genom batteriet m3/s T1 = framledningstemperaturen före batteriet T2 = framledningstemperaturen efter batteriet 20 ▪ Reglering av luftvärmebatteriets effekt – När utetemperaturen stiger måste värmeeffekten kunna regleras ner. Antingen sker det genom att värmevattenflödet genom batteriet minskas 21 ▪ Reglering av luftvärmebatteriets effekt – Eller genom att vattentemperaturen sänks 22 ▪ Reglering av luftvärmebatteriets effekt – Värmeeffekten regleras med två- eller trevägsreglerventil. Det finns många varianter på utföranden. Typ av reglering beror på luftvärmebatteriets storlek och om det är anslutet till fjärrvärmeväxlare eller förbränningspanna. 23 ▪ Frysrisk – Det finns en risk att vattenburna värmebatterier fryser sönder och de skyddas därför med automatik som stoppar fläkten och stänger intagspjället. ▪ Högst verkningsgrad får man genom om batteriet ansluts motströms jämfört med luftströmmens riktning, dvs om framledningen ansluts längst bak i batteriet. 24 ▪ Luftkylare i luftbehandlingsaggregat – används då luften behöver kylas eller avfuktas. Ett kylbatteri är konstruerat på ungefär samma sätt och med samma material som värmebatterier. Eftersom temp. skillnaden mellan luft och vatten är mindre måste kylbatteriet dock vara djupare, dvs ha ett större värmeöverförande yta. Temperaturen på kylvattnets framledning till batteriet är ca +5°C, dvs ofta under daggpunkten. Mängden kondensvatten är så stor att tråget måste anslutas spillvattensystemet. 25 ▪ Luftfuktare – Befuktning av luft vid komfortventilation är numera ovanlig i Sverige på grund av hygienaspekterna som ställer högra krav på skötsel och underhåll. I avstängda fuktare finns risk för tillväxt och spridning av främst legionellbakterien. ▪ Befuktning kan ske med vatten eller i sällsynta fall med ånga. I en dysbefuktare finfördelas vatten till små droppar genom att det pressas genom dysor. Alternativt strömmar luften förbi en stor hygroskopiskt yta som hålls våt. ▪ I båda fallen förångas vattnet och motsvarande energi tas ur luften som därmed kyls samtidigt som fukthalten höjs. Metoden kallas också evaporativ eller avdunstningsbefuktning. 26 ▪ Avfuktare – sänker luftens fuktighet. Med den vanligaste metoden kyls luften ner till daggpunkten så att fukten kondenserar, därefter värms den till önskad tilluftstemperatur. Metoden används tex i byggtorkar. 27 Värmeåtervinning 04.12.2022 28 ▪ Värmeåtervinning – I luftbehandlingsaggregat finns ofta en värmeåtervinnare som har till uppgift att värma tilluften med frånluften. Följande typer är vanligast: ▪ Roterande värmeväxlare ▪ Vätskekopplade batterier ▪ Plattvärmeväxlare ▪ Dessutom förekommer t ex heat pipe och värmepumpar. Den viktigaste egenskapen hos en värmeåtervinnare är dess temperaturverkningsgrad 29 ▪ Temperaturverkningsgrad – En värmeåtervinnares förmåga att överföra värme beskrivs med temperaturverkningsgraden, η som definieras som förhållandet mellan den aktuella temperaturändringen och den största tillgängliga temperaturskillnaden η = Verkningsgraden Tå = Temperatur efter värmeåtervinning Tute = Temperatur i utomhusluften Tfrån = Temperatur i frånluften qv,till = Tilluftflöde qv,från = Frånluftflöde 30 ▪ Tilluftens temperaturverkningsgrad – Definieras som förhållandet mellan friskluftens temperaturskillnad och den största tillgängliga temperaturskillnaden. ▪ Frånluftens temperaturverkningsgrad – Definieras som förhållandet mellan frånluftens temperaturskillnad och den största tillgängliga temperaturskillnaden. Detta är det vanligaste förekommande sättet att mäta verkningsgrad på och värt att lägga på minnet! η = Verkningsgraden Tå = Temperatur efter värmeåtervinning [K] Tute = Temperatur i utomhusluften [K] Tfrån = Temperatur i frånluften [K] 31 qv,till = Tilluftflöde qv,från = Frånluftflöde Roterande värmeväxlare Temperaturverkningsgrad ca 85% Rotorns varvtal anpassas för att reglera temperaturverkningsgraden Liten frysrisk, men avfrostning sker genom att sänka rotorns varvtal Rotorns varvtal 20 – 0,5 varv/min Tryckfall ca 100 Pa Roterande värmeväxlare Fördelar – Hög genomsnittlig verkningsgrad över året (75- 85%). – Förhållandevis driftsäker. – Små avfrostningsförluster – Lågt tryckfall – Kan kylåtervinna sommartid Nackdelar – Risk för återluftläckage, och därmed lukt/partikelspridning. – Rörliga delar (elmotor, lager, drivrem). – Behöver energitillförsel till elmotor. – Till- och frånluftkanaler måste dras till samma rum 04.12.2022  Roterande VVX - Tätningslist 35 Plattvärmeväxlare (korsström) Temperaturverkningsgrad 50-60% (upp till 80% vid varmare och torrare förhållanden) Vid utetemperatur ca -6 gradC bildas is på frånluftssidan Avfrostning sker genom: By-pass, TF stängs av, tilluften blockeras partiellt (delvis) Krävs droppstråg och avlopp pga kondens Tryckfall ca 150 Pa Plattvärmeväxlare Fördelar – Enkel konstruktion utan rörliga delar bortsett från bypasspjäll. – Inget luftutbyte/läckage mellan till- och frånluft. Nackdelar – Risk för påfrysning vid kallt väder. – Låg genomsnittlig verkningsgrad över året (50- 60%) pga påfrysningsproblem. – Till- och frånluftkanaler måste dras till samma rum – Tar stor plats – Relativt högt tryckfall 04.12.2022 39 Motströmsvärmeväxlaren Passerar luftvägarna längs med varandra under en längre sträcka än i korsströmsväxlaren. Medför en högre verkningsgrad upp till 90% Vid utetemperatur ca -6°C bildas is på frånluftssidan Avfrostning sker genom: By-pass, TF stängs av, tilluften blockeras partiellt (delvis) Krävs tråg & avlopp pga kondens Tryckfall ca 150 Pa Motströmsvärmeväxlaren ▪ Fördelar ▪ Nackdelar Hög verkningsgrad Relativt högt tryckfall Minimal överföring av föroreningar Tar stor plats Nästan inga rörliga delar(bypasspjäll) Dyr investering Till- och frånluftskanaler måste dras till samma fläktrum 42  Avfrostning – Den kalla uteluften styrs förbi värmeväxlaren -> iskall luft till värmebatteriet. – Endast varma frånluften passerar värmeväxlaren och tinar upp isen. Tar normalt runt 5 min. – Värmebatteriet är troligen inte dimensionerad för t.ex. -18°C -> tilluften får låg temperatur. ST41 – Varva ned tilluftsfläkten vid avfrostning så tilluftstemperaturen blir tillräcklig. – Idag körs mer och mer kontinuerlig av- GP51 frostning när utetemperaturen är under en viss temperatur. VVX Vätskekopplad värmeväxlare Temperaturverkningsgrad 40-50% Avfrostning sker genom: Cirkulationspumpen stoppas eller genom by-pass Krävs droppstråg och avlopp pga kondens Tryckfall ca 200 Pa Vätskeburen värmeåtervinning Fördelar – Inget luftutbyte/läckage mellan till- och frånluft. – Frånluft och tilluft kan placeras på olika ställen – Återvunnen värme kan användas till annat system Nackdelar – Risk för påfrysning vid kallt väder. – Låg genomsnittlig verkningsgrad över året (40- 50%) pga påfrysningsproblem och indirekt värmeövering – Behov av extra värmebärare med frostskyddsmedel – Elenergi till pump behövs – Rörliga delar (pump, ventiler). – Högt tryckfall 04.12.2022 45 Avfrostning – Stoppar cirkulationspumpen när vattentemperaturen är under -3°C. – Styrventilen öppnar för bypassreglering -> inget flöde genom tilluftsbatteriet. Återluftföring Frånluft blandas in i tilluften i syfte att höja temperaturen Samtidigt överförs föroreningar… Generellt gäller att kravet på minsta uteluftflöde inte får överskridas Vad gör avsaknad av återvinning ? 04.12.2022 Fläktar Radialfläkt Vanligaste valet för stort tryck och stort flöde In- och utlopp är ställt i 90 grad Höljet omvandlar dynamiskt tryck (hastighetstryck) till statiskt tryck. Framåtböjda skovlar (F-hjul) eller bakåtböjda skovlar (B-hjul) vanligast, men även radiella förekommer Fläktar Kammarfläkt Monterad direkt i luftbehandlingsaggregatet Radialfläkt med bakåtböjda skovlar Verkningsgrad ca 65% Öppen konstruktion, lätt att rengöra Med frekvensomformare energieffektiv lösning Fläktar Axialfläkt Luftströmmen ändrar inte riktning Fläkten skruvar fram luften, propellertyp Installeras i vägg eller kanal eller aggregathölje Stora luftflöden med lågt tryckstegringsbehov Verkningsgraden är maximalt 85% Återluftföring ▪ Frånluft blandas in i tilluften i syfte att höja temperaturen ▪ Samtidigt överförs föroreningar… ▪ Generellt gäller att kravet på minsta uteluftflöde inte får underskridas 54 Moderna sätt att energieffektivisera Avluftvärmepump Moderna sätt att energieffektivisera Förvärmning/kylning i mark Moderna sätt att energieffektivisera Förvärmning/kylning i mark Smala, långa rör förlagda djupt ökar besparingen. En årlig besparing på 5-8 % av uppvärmningen av tilluften har visat sig vara möjlig.