Vid val av kylbatterier för luftbehandlingsaggregat är det avgörande att använda relevanta indata för att säkerställa att kyleffekten dimensioneras korrekt. Överdimensionerade kylbatterier leder till överdimensionerade kylmaskiner, vilket kan medföra en betydligt högre investeringskostnad. I detta blogginlägg förklarar William Lawrance, Senior Product Manager Special Projects på Swegon, denna problematik i detalj med hjälp av ett praktiskt exempel samt genom att använda Mollier-diagram för beräkningar av temperatur och luftfuktighet.
När luft kyls ned avlägsnas energi från den, och mängden energi i luften beror på både temperatur och fuktighet. Därför är det viktigt att säkerställa att korrekta värden för temperatur och luftfuktighet används vid beräkningen när ett kylbatteri väljs. Förhållandet mellan temperatur och fuktighet kallas entalpi, och förändringen i entalpi representerar kylenergin.
Utomhustemperaturen och luftfuktigheten varierar beroende på väderförhållandena, men de gör det oberoende av varandra. Ett typiskt scenario är på morgonen, då temperaturen stiger samtidigt som luftfuktigheten sjunker.
Graferna nedan illustrerar detta samband och visar temperatur, luftfuktighet och entalpi under den varmaste dagen i testperioden.
Under middagstid är det tydligt att den högsta temperaturen ungefär sammanfaller med den lägsta relativa luftfuktigheten. Detta är logiskt, eftersom varmare luft kan innehålla mer fukt än kallare luft. Det är också tydligt att den maximala entalpin inträffar ungefär vid den maximala temperaturen. Med denna insikt är det uppenbart att temperatur- och luftfuktighetsvärden bör väljas från samma tidpunkt.
Vid dimensionering av ett luftbehandlingsaggregat med ett kylbatteri väljs temperatur och luftfuktighet normalt något lägre än de maximala nivåerna. Det finns olika metoder för att göra detta val, men det avgörande är att temperaturen och luftfuktigheten väljs vid samma tidpunkt.
Den negativa konsekvensen av att välja den maximala temperaturen och luftfuktigheten oberoende av varandra förklaras i följande exempel:
Kylbatterier i komfortapplikationer dimensioneras generellt för en tilluftstemperatur på 17 grader Celsius (enligt statistiska data från Swegons dimensioneringsprogram AHU Design).
Beräkningar har gjorts för Norrköping baserat på de faktiska utomhusförhållandena som anges i tabellen nedan. För att illustrera konceptet används även exempel från Valencia och Madrid i Spanien samt London i Storbritannien.
När fallet i Norrköping fås i ett Mollier-diagram visar resultaten att om kylkapaciteten beräknas utifrån den maximala luftfuktigheten istället för de korrekta fuktvärdena, blir den beräknade kylkapaciteten mer än tre gånger högre än den faktiska.
Dessa resultat bekräftar vikten av att använda korrekt fuktighetsindata vid val av kylbatterier.
Energiåtervinning
Exemplet ovan har beräknats utan att ta hänsyn till återvinning av kylenergin. Om detta beaktas, kan kylbatteriets effektbehov minskas avsevärt när en sorptiv roterande värmeväxlare används, för att återvinna kyleffekten genom att man tar bort fukten ur uteluften och tillför den till avluften.
För att exemplifiera detta används återigen fallet i Norrköping. Här antas en tilluftstemperatur på 17°C och en frånluftstemperatur på 23°C med en relativ luftfuktighet på 55 %. Den roterande värmeväxlaren har en temperaturverkningsgrad på 81,1 % och en fuktverkningsgrad på 80,9 %.
En sorptiv roterande värmeväxlare avlägsnar fukt från utomhusluften och överför den till frånluften. Den sänker också temperaturen med 2–3 grader Celsius, vilket ersätter ungefär en tredjedel av det erforderliga kylbehovet. Vid måttliga kylbehov, som i detta fall, medför sorptionsrotorn ytterligare en fördel, då tilluften blir betydligt torrare. För att uppnå samma fukthalt i tilluften med enbart ett kylbatteri skulle luften behöva kylas ner till 13°C, vilket i sin tur skulle resultera i ett kylbehov som är cirka 70 % högre än vid användning av en sorptionsrotor.
Detta innebär att en sorptiv roterande värmeväxlare minskar kylbehovet och möjliggör, val/användning av en mindre kylmaskin vilket även minskar mängden installerad köldmedium. Dessutom minskar kylmaskinens energiförbrukning avsevärt.
För mer information om detta ämne, se vårt blogginlägg om sorptionsteknik(eng)lär dig mer om torr kylning(eng)och bekanta dig med AHU Design – vårt produktvalssystem som gör urvalet av kylbatterier både enkelt och korrekt.