Viileä talteenotto ilmankostuttimilla

Artikkelin yhteenveto

Ilmanvaihtojärjestelmän poistoilmasta talteenotettu energia kesällä

Poistoilmasta talteenotettua energiaa voidaan hyödyntää sekä kesällä että talvella rakennuksen energiankulutuksen vähentämiseksi.

Haihdutuskostuttimet lisäävät jäähdytyspotentiaalia

Haihdutuskostuttimen lisääminen lämmönvaihtimen eteen lisää energian talteenottoa ja esijäähdytyspotentiaalia.

Epäsuora jäähdytys välttää suoran jäähdytyksen rajoitukset

Koska epäsuora haihdutusjäähdytys ei vaikuta sisäilman kosteuteen, sitä voidaan käyttää laajemmin lauhkeassa ilmastossa.

Viileä talteenotto kostuttimien avulla

Lämmön talteenotto rakennuksen poistoilmasta on vakiintunut menetelmä LVI-energiankulutuksen vähentämiseksi talvella. Lämpöenergian talteenotto jäähdytykseen kesällä tarjoaa kuitenkin myös valtavaa potentiaalia. Se on huomattavasti alikäytetty strategia, eikä sitä ymmärretä tällä hetkellä rakennuspalveluinsinöörien keskuudessa läheskään yhtä hyvin kuin sen lämmöntalteenottoa vastaavaa menetelmää.

Kun otetaan huomioon kesällä sisään tulevan ja ulos menevän ilman lämpötilojen suhteellinen samankaltaisuus, saatat ajatella, että huoneesta tuleva lämmin poistoilma tarjoaa vain vähän potentiaalia sisään tulevan ilman jäähdyttämiseen, paitsi kaikkein kuumimpina päivinä. Ja sinä olisitkin suurimmaksi osaksi oikeassa. Lisäämällä kuitenkin vähäenergiaisen haihdutuskostuttimen poistoilmavirtaan ennen energian talteenottojärjestelmää, poistoilman lämpötilaa voidaan alentaa huomattavasti. Tämä lisää energian talteenottopotentiaalia poistuvasta ja sisään tulevasta ilmavirrasta kesällä, jolloin voidaan saavuttaa jopa 10K:n erittäin vähän energiaa kuluttava haihdutusjäähdytys.

Haihdutuskostuttimien käytöllä jäähdytykseen LVI-järjestelmässä on tyypillisesti kaksi päärajoitusta, kun niitä käytetään suoraan sisään tulevan ilman kanssa. Ensinnäkin kostuttimen jäähdytyskapasiteetti riippuu kostuttimeen menevän raikkaan ilman olosuhteista. Ilma, jonka kosteus on korkea ennen kostutinta, ei ime paljon vettä. Ilman merkittävää haihtumista jäähdytystulos voi siis olla rajallinen, ja se vaihtelee ulkoilman sääolosuhteiden mukaan. Jäähdytys poistoilman avulla kostuttimeen menevän ilman tila on kuitenkin aina suhteellisen tasainen. Huoneen poistoilman kosteus on harvoin korkea, mikä tarjoaa hyvät mahdollisuudet haihtumiselle.

Suoran haihdutusjäähdytyksen toinen rajoitus on kostuttimen jälkeen sallittu suurin kosteus. Tämä riippuu huoneeseen syötettävän ilman tilasta. Liian kostea ilma ei ole miellyttävää ja voi aiheuttaa ongelmia rakennuksen rakenteille. Jos huoneeseen sallittu suurin kosteus on 55 % suhteellista kosteutta, suoran haihdutusjäähdytyksen kapasiteetti rajoittuu tähän tasoon.

Kun kostutin sijoitetaan kuitenkin poistoilman kanavaan kostuttamaan poistoilmavirtaa, huoneen suurimman sallitun kosteusrajan rajoitus ei ole merkityksellinen. Ilmankostutin voi kostuttaa poistoilman maksimaalisella jäähdytysteholla. Tämä kostea, viileä ilma johdetaan sitten energian talteenottojärjestelmän läpi ja poistetaan sen jälkeen ulos. Koska ilma on huomattavasti viileämpää ilmankostuttimen jälkeen, ulosmenevän ja sisään tulevan ilman lämpötilojen ero on paljon suurempi, ja siksi mahdollisuudet siirtää jäähdytystä tasaisesti sisään tulevaan ilmaan ovat paremmat.

Tämän potentiaalin havainnollistamiseksi: jos huoneesta poistettava ilma on 21 °C ja 50 % suhteellista kosteutta ja se kostutetaan 95 %:n suhteelliseen kosteuteen, 90 %:n hyötysuhteella toimiva kierrätystyyppinen energian talteenottojärjestelmä voisi esijäähdyttää 28 °C:n ja 44 %:n suhteellisen kosteuden omaavaa tuloilmaa jopa 11 °C:lla. Tällainen jäähdytystaso vähentäisi merkittävästi rakennuksen LVI-energiankulutusta kesällä. Se ei välttämättä aina korvaa mekaanisen jäähdytyksen tarvetta, mutta se pienentää huomattavasti tarvittavan jäähdytyslaitteen kokoa ja mekaanisen jäähdytyksen jatkuvaa energiankulutusta. Tämä pienentää rakennuksen hiilijalanjälkeä ja parantaa sen kestävyyttä.

Tuore esimerkki tämän strategian onnistuneesta soveltamisesta löytyy uudisrakennetusta terveysklinikasta Tirolissa, Itävallassa. Condair teki yhteistyötä energian talteenoton asiantuntijan, Konvekta-yhtiön, kanssa ja toimitti paikalle Condair ME -höyrykostuttimia. Ne jäähdyttivät poistoilmaa ennen kuin se johdettiin Konvekta-yhtiön korkean hyötysuhteen run-around-energian talteenottojärjestelmien läpi.

Konvekta-konsernin liiketoiminnan kehitysjohtaja Amir Ibrahimagic selittää: ”Sairaalat, tutkimuslaboratoriot ja yliopistot ovat erityisen kiinnostuneita energian talteenottojärjestelmistä, koska niiden toiminta-ajat ovat pitkiä, mikä johtaa korkeisiin energiakustannuksiin. Hyvän energian talteenottoyksikön avulla ne voivat vähentää energiankulutustaan huomattavasti. Tähän projektiin Hullissa Tirolissa asensimme kolme energian talteenottoyksikköä, joissa on Condair ME -höyrystyskostuttimet. Jatkuvan seurannan tuloksena kaikkien Konvekta-järjestelmien vuotuinen energian talteenottoaste osoittautui olevan 92 %.

”Yksi ainoa Condair ME -kostutin tuotti tämän vuoden aikana yli 60 000 kWh jäähdytystä vain 3 800 kWh:n sähkönkulutuksella. Tämä vähäenergiainen jäähdytys paransi merkittävästi rakennuksen yleistä energiatehokkuutta ja auttoi asiakastamme nousemaan alansa kestävimmäksi klinikaksi koko Itävallassa”, Amir totesi lopuksi.

Suunnittelijoille, jotka haluavat tietää, kuinka paljon jäähdytystehoa tällä jäähdytys poistoilman avulla -strategialla voitaisiin saavuttaa tietyssä projektissa, Condair tarjoaa mahdollisuuden hyödyntää maailmanlaajuisia säätietoja yli 300 paikkakunnalta sekä määrittää erilaisia ilmankäsittelykoneiden kokoonpanoja.

Ohjelmisto tuottaa tarkat laskelmat siitä, kuinka paljon jäähdytys poistoilman avulla saadaan mekaanisen jäähdytyksen ohella eri ilmasto-olosuhteissa ja erilaisissa rakennuksen käyttöolosuhteissa. Esimerkiksi Lontoossa sijaitseva rakennus, jonka huoneen asetuslämpötila on 22 °C, joka on käytössä vain toimistoaikoina ja jossa on 3 x 3 m:n haihdutuskostutin ja 3 m/s:n ilmavirta, voisi kattaa 55 % vuotuisesta jäähdytystarpeestaan jäähdytys poistoilman avulla. Samaan aikaan sama rakennus Sydneyssä, Australiassa, pystyisi saavuttamaan 36 % jäähdytystarpeestaan samalla tavalla.

Koska huoneolosuhteet ovat suhteellisen yhdenmukaiset ilmastoiduissa rakennuksissa ympäri maailmaa, jäähdytys poistoilman avulla on yleispätevä. Jäähdytys poistoilman avulla on todistettu ja tehokas strategia, ja jos sitä ymmärrettäisiin ja sovellettaisiin laajemmin, se voisi auttaa alaa ottamaan uuden askeleen kohti nollapäästötavoitteita.

Klikkaa tästä käyttääksesi MyCoolBlue-haihdutusjäähdytys-simulaattoria