200 likes | 351 Vues
Udvikling af varmegenvinding til naturlig ventilation. Ditte Marie Jørgensen. 25. Juli 2006. Indhold. Baggrund Udfordringen i udvikling af varmevekslere til naturlig ventilation Funktionskrav til varmevekslerne Beskrivelse af varmeveksleren og ventilationssystemet Totaløkonomi
E N D
Udvikling af varmegenvinding til naturlig ventilation Ditte Marie Jørgensen 25. Juli 2006
Indhold • Baggrund • Udfordringen i udvikling af varmevekslere til naturlig ventilation • Funktionskrav til varmevekslerne • Beskrivelse af varmeveksleren og ventilationssystemet • Totaløkonomi • Videreudvikling • Konklusion
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
Udfordringen i udvikling af varmevekslere til naturlig ventilation • Temperaturvirkningsgrad: 75-80 % • Lave tryktab igennem vekslerne • Drives af vindtryk og termisk drivtryk • Mulighed for at kontrollere luftstrømningerne i bygningen • Indtag • Udtag
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
Snit Rør Rørslag Rørlag Rørslag Varmeveksler til afkastluft Varmeveksler til luftindtag Snit Luft-til-vand modstrømsvarmevekslerne
Ventilationssystemerne • Decentralt ventilationssystem • Luftindtag i facaden • Udtag i toppen af bygningen • Centralt ventilationssystem • Luftindtag i bunden af bygningen • Udtag i toppen af bygningen
Decentral ventilationssystem Korridor
Centralt ventilationssystem Udsugning Indblæsning Korridor Korridor
Centralt varmevekslersystem 1Central varmeveksler til luftindtag
Centralt varmevekslersystem 2Central varmeveksler til luftindtag Korridor Korridor Kælder Varmeveksler til indtag Kælder Isolering
Læskærm Korridor Centralt varmevekslersystem 3Central varmeveksler til luftafkast
Tagplan Isoleret kasse Snit B-B Afkastkanaler Snit A-A Vind Tag Isoleret kasse Afkastkanaler Vind Bygning Centralt varmevekslersystem 4Central varmeveksler til luftafkast Snit A-A Snit B-B
Centralt varmevekslersystem 5Varmevekslernes egenskaber • Temperaturvirkningsgrad • Indtag: 86,8 % • Afkast: 91,0 % • Samlet: 79,9 % • Tryktab i varmevekslerne
Kontor Kontor Kontor Kontor Kontor Kontor Lokale 1 Trappeopgang Korridor Kontor Kontor Kontor Kontor Kontor Kontor Lokale 2 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)
Bedste 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 Varighedskurver
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
Videreudvikling • Højere varmeoverføring • Mindre rørdiametre 10 mm -> 5 mm • Porøse materialer dvs. fin-fibrede materialer • Højere lufthastighed igennem veksleren • Til storrumskontorer
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