Behovsstyrt ventilasjon Forskjellige reguleringsprinsipper

Transkript

1 Behovsstyrt ventilasjon Forskjellige reguleringsprinsipper Mads Mysen, SINTEF REN LUFT 8.NOVEMBER

2 Forskjellige reguleringsprinsipper Energioptimal behovsstyring hva er det? DCV DCV -systemer 2

3 1. Godt inneklima

4 2. Lavest mulig energibruk 75 % 70 % Osloskolen: 65 % 60 % Energy use DCV-IR Energy use CAV 72% utnyttelse 4 timer brukstid 55 % % of CAV kwh/yr 50 % 45 % 40 % 35 % Energy use DCV-CO 2 Energy use CAV Størst energigevinst på grunn av minimum ventilasjon når rom ikke brukes 30 % 25 % T op [hours]

5 TEK-krav = behovsstyring Rom i bruk: Minimum tilført luftmengde > 26*personer + 2,5*areal Rom som ikke i bruk i driftstiden: I driftstid: Gjennomsnitt tilført luftmengde > 2,5*areal Utenom driftstiden: Gjennomsnitt tilført luftmengde > 0,7*areal 5

6 NS3701 Gjennomsnittlige luftmengder i driftstiden Grunnlag for energiberegning ikke dimensjonering! Forutsetter presis behovsstyring! Nye begreper: Andel primærareal Persontetthet Tilstedeværelse i driftstiden 6

7 Luftmengder etter NS 3701 i kontor Byggkategori Primærareal Persontetthet Primærareal Tilstedevær. primærareal Luftmengde materialer Snitt luftmengde Kontorbygg 70 % 5 m²/per 60 % 3,6 m³/hm² 5,8 m³/hm² Minimumsluftmengder i driftstiden: Primærareal m. personer tilstede: 26/5+3,6 = 8,8 m 3 /hm 2 Primærareal uten personer til stede: 3,6 m 3 /hm 2 Primærareal snitt: 8,8*0,6 + 3,6*0,4 = 6,7 m 3 /hm 2 (12 timer driftstid) Kontorbygg snitt driftstid: 6,7*0,70+3,6*0,35 = 5,8 m 3 /hm 2 I praksis er persontetthet og tilstedeværelse mye lavere i gjennomsnitt. Det vil si: Luftmengde person >> 26 m 3 /h Luftmengde emisjoner m.m << 7,2 m 3 /hm 2 7

8 Gjennomsnittlige luftmengdebehov Byggkategori Gjennomsnittlig luftmengde i driftstid Gjennomsnittlig luftmengde utenfor driftstid Barnehage 6 m³/hm² 1 m³/hm² Kontorbygg 6 m³/hm² 1 m³/hm² Skolebygg 8 m³/hm² 1 m³/hm² Universitet- og høgskolebygg 7 m³/hm² 1 m³/hm² Sykehus 9 m³/hm² 3 m³/hm² Sykehjem 7 m³/hm² 1 m³/hm² Hoteller 5 m³/hm² 1 m³/hm² Idrettsbygg 6 m³/hm² 1 m³/hm² Forretningsbygg 11 m³/hm² 1,5 m³/hm² Kulturbygg 6 m³/hm² 0,6 m³/hm² Lett industri, verksted 6 m³/hm² 1 m³/hm² 8

9 TEK 10 & NS3031, Luftmengder og behovsstyring Hvis IKKE nærmere vurdering gjøres kan gjennomsnittlig luftmengde reduseres med 20% ift dimensjonerende. SFP ved gjennomsnittlig trykkfall. 9

10 To typer Samtidighet dimensjonering og beregning Maksimal samtidighet For dimensjonering Type bruker & antall % NB Temperatur! Brukssamtidighet For energiberegninger Kontorbruk: 20% - 60% (driftstid) Luftmengde: 40 70% (CAV) Energi Realistisk snitt 50/50 samtidighetsfaktor for kanalsegment 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Antall forserbare avtrekkspunkter betjent av kanalsegmentet Sannsynlighet for bruk av forsering i et avtrekkspunk 80 % 60 % 40 % 20 % 10

11 Gjennomgang av behovsstyrte anlegg Energisparepotensialet er ikke realisert! Nøkkel-faktorer 1. Unødvendig struping og upresis behovsstyring gir energisløsing 2. Uegnede komponenter 3. Uklare krav og ikke tilpasset innreguleringsrapport 4. Uklare ansvarsforhold i forhold til funksjon 11

12 Du ber om behovsstyrt ventilasjon hva får du? 367 Pa P 10% 25% Trykkstyrt behovsstyring 30% Unødvendig energibruk pga struping og dårlig presisjon (omfordeling) 12

13 Hva er energioptimal behovsstyring? Alle spjeldstillinger leses av x Pa? FU 60% Størst spjeldvinkel bestemmer pådraget på vifta. 65% 75%

14 Trykkstyrt og spjeldstyrt Lavere trykkfall gir mindre strupestøy og redusert energibruk. p [Pa] Pressure reduction min [U/min] max 1 2 Volume reduction Plant characteristic 1 2 pressure controlled Optimiser controlled 8'400 12'000 flow [m 3 /h / l/s]

15 Vifteeffekt og Specific Fan Power P = p η q v p = k k2 qv SFP ΣP x = q x<2 v q v SFP og luftmengde-målinger avslører anlegget, mulig å stille krav og kontrollere

16 SFP og luftmengde SFP e = N i= 1 N i= 1 ( ΣP t ) i ( q t ) v, i i i = N i= 1 ( SFPe, i qv, i ti ) N ( q t ) i= 1 v, i i 1 Fraction of max SFP Poor Normal Good Ideal r ² r, Fraction of maximum flow rate Unødvendig struping langs kritisk vei! Normalt driftsområde

17 SFP og energibruk til vifter? m³/h 1h kw h Luftmengde SFP Driftstid = m² 3600s m³/s yr Energibruk kwh m² yr

18 Energibruk CAV Vifteenergi m³/h 1h kw h = m² 3600s m³/s yr Lokal varme 17 kwh m² yr m³/h 1 h 10 3 o C 1000 = m² 3 yr 10 kwh m² yr

19 DCV-spjeld 19

20 DCV-spjeld 20

21 Konstant-trykk-regulering 21

22 Konstant-trykk-regulering med sonespjeld 22

23 CAV gren på enden av VAV gren Ps CAV VAV VAV VAV VAV VAV VAV PM VAV / Lars van der 23 May-2002-JL

24 VAV gren på enden av CAV gren Ps VAV CAV CAV CAV CAV CAV CAV PM VAV / Lars van der 24 May-2002-JL

25 Trykkoptimalisert regulering 25

26 Spjeldoptimalisert regulering 26

27 Spjeldoptimalisert regulering 27

28 Undersentraler for spjeldoptimalisering 28

29 Aktive tilluftsventiler 29

30 Forenklet VAV uten tilbakemelding 30

31 Erfaringer 31

32 SFP og energibruk ved r=0,6? CAV m³/h 1h kw h = m² 3600s m³/s yr m³/h 1 h 10 3 o C 1000 = m² 3 yr kwh 17 m² yr 10 kwh m² yr Ideell styring m³/h 1h kw h 6 0, = m² 3600s m³/s yr m³/h 1 h 6 3 o C 1000 = m² 3 yr kwh 6 m² yr 4 kwh m² yr

33 Velg vifte i forhold til normal driftstilstand

34 Velg tilluftsventiler for VAV

35 Energioptimal behovsstyring! Fraction of max SFP Poor Normal Good Ideal r ² r, Fraction of maximum flow rate Kontroll av kapasitet Kontroll av energieffektivitet Samsvar romendring og totalluftmengde Alltid et åpent VAV-spjeld!

36 Energioptimal behovsstyring= blå linje og presis Se 1 Kontroll av kapasitet Fraction of max SFP Poor Normal Good Ideal r ² r, Fraction of maximum flow rate Kontroll av energieffektivitet Samsvar romendring og totalluftmengde Alltid et DCV-spjeld åpent!