Udvikling af varmegenvinding til naturlig ventilation

Præsentationer af emnet: "Udvikling af varmegenvinding til naturlig ventilation"— Præsentationens transcript:

1 Udvikling af varmegenvinding til naturlig ventilation
Ditte Marie Jørgensen 25. Juli 2006

2 Indhold Baggrund Funktionskrav til varmevekslerne
Udfordringen i udvikling af varmevekslere til naturlig ventilation Funktionskrav til varmevekslerne Beskrivelse af varmeveksleren og ventilationssystemet Totaløkonomi Videreudvikling Konklusion

3 Baggrund Bygningsreglement 2006
Energiramme Skærpelse af bygningers energiforbrug Behov for udvikling af løsninger til energibesparelser Mekanisk ventilation Elforbrug inkluderet i energirammen Naturlig ventilation Forringet indeklima Utilsigtet varmeforbrug Forhenværende udviklinger DTU Teknologisk Institut

4 Udfordringen i udvikling af varmevekslere til naturlig ventilation
Temperaturvirkningsgrad: % Lave tryktab igennem vekslerne Drives af vindtryk og termisk drivtryk Mulighed for at kontrollere luftstrømningerne i bygningen Indtag Udtag

5 Funktionskrav til varmevekslerne
Direkte Høj genvindingsgrad stort varmeoverførende areal anvendelse af modstrømsprincippet med ens kapacitetsstrømme i ind- og udtagsvekslere nedadgående luftstrøm i afkastveksleren og opadgående luftstrøm i indtagsveksleren, så ujævn luftstrøm undgås Små tryktab igennem vekslerens luftside Lav lufthastighed Formindskelse af varmetab ved indløb Eliminering af kondensdannelse Indirekte Luftfordeling i rummet Termisk indeklima Opdrift

6 Luft-til-vand modstrømsvarmevekslerne
Varmeveksler til luftindtag Varmeveksler til afkastluft Snit Rørslag Rørlag Rør Rørslag Snit Tilnærmelsesvis en modstrømsvarmeveksler, størrelse af veksler afh. af hvor stpr effekt der ønskes overført

7 Ventilationssystemerne
Decentralt ventilationssystem Luftindtag i facaden Udtag i toppen af bygningen Centralt ventilationssystem Luftindtag i bunden af bygningen

8 Decentral ventilationssystem
Korridor

9 Centralt ventilationssystem
Indblæsning Udsugning Korridor Korridor Ikke sårbart overfor vindtryk. Større drivtryk pga. større højdeforskel mellem indtag- og afkast, ses nærmere på centralt i det følgende, når vekslerne implementeres i bygningen, følsomt overf. Manuel åbning af vinduer

10 Centralt varmevekslersystem 1 Central varmeveksler til luftindtag
De centrale vekslere vil kun blive uddybet i denne præsentation Nyhedsværdi, længdesnit

11 Centralt varmevekslersystem 2 Central varmeveksler til luftindtag
Korridor Tværsnit Korridor Kælder Varmeveksler til indtag Kælder Isolering

12 Centralt varmevekslersystem 3 Central varmeveksler til luftafkast
Korridor Læskærm

13 Centralt varmevekslersystem 4 Central varmeveksler til luftafkast
Isoleret kasse Snit A-A Tag Vind Snit B-B Snit A-A Tagplan Afkastkanaler Snit B-B Isoleret kasse Bygning Vind Afkastkanaler

14 Centralt varmevekslersystem 5 Varmevekslernes egenskaber
Temperaturvirkningsgrad Indtag: 86,8 % Afkast: 91,0 % Samlet: 79,9 % Tryktab i varmevekslerne Luftskifte h-1 1 2 3 Indtag Pa 0,25 0,77 1,48 Afkast 0,68 2,07 3,98 Samlet ≈ 0,93 ≈ 2,84 ≈ 5,46 FLUENT er anvendt

15 Simulering af luftstrømme
Indeklima og varmeforbrug Kontrol af bygningens luftstrømme Opretholdelse af luftskifte på 1 gang i timen i brugstiden (10 l/s til hvert kontor) Korridor Lokale 1 Lokale 2 Kontor Trappeopgang Begrænset omfang, IESVE I denne præsentation vil jeg kun fortælle om trykket, da det er det mest interessante Trykket mellem inde og ude

16 Opbygning af modellen i IESVE

17 Varighedskurver Bedste tilfælde Værste tilfælde 2. sal syd
Temperaturforskel mellem inde og ude: 100 timer: 5,4° C Drivtryk 2,0 Pa 200 timer: 7,2° C Drivtryk 2,7 Pa Værste tilfælde Stuen mod nord Temperaturforskel mellem inde og ude: 100 timer: 4,0° C Drivtryk 1,5 Pa 200 timer: 6,0° C Drivtryk 2,2 Pa 1 luftskifte: 0,93, 2 luftskifter: 2,84 Pa og 3 luftskifter: 5,46 Uden hensyn til vind

18 Totaløkonomi Kan naturlig ventilation med varmegenvinding være et alternativ til konventionelle ventilationssystemer? Mekanisk ventilation med varmegenvinding Anlægsomkostninger det samme Lidt større genvindingsgrad Større driftsudgifter i form af primær energi Naturlig ventilation Mindre anlægs- og driftsudgifter Forringet indeklima Træk Stort varmeforbrug i lavt belastede lokaler Prissætning af vekslerkassen Rørmaterialer: ca. 500 Kr. Vekslerkasse og implementering 500 kr. Total 1000 kr.

19 Videreudvikling Højere varmeoverføring Til storrumskontorer
Mindre rørdiametre 10 mm -> 5 mm Porøse materialer dvs. fin-fibrede materialer Højere lufthastighed igennem veksleren Til storrumskontorer Siden der er små tryktab

20 Konklusion Det er muligt at udvikle varmegenvinding til naturlig ventilation Små tryktab Høj temperaturvirkningsgrad Opretholdelse af luftskifte Kontrol af bygningens luftstrømme Totaløkonomisk: Alternativ til mekanisk ventilation med varmegenvinding Praktiske undersøgelser