HØGSKOLEN I MOLDE UTREDNING OPPTA VARME OG AVGI KONDENSATORVARME FRA VARMEPUMPE TIL VENTILASJONSANLEGGET FOR BYGG A. Ålesund,

Transkript

1 Side 1 av 10 HØGSKOLEN I MOLDE UTREDNING OPPTA VARME OG AVGI KONDENSATORVARME FRA VARMEPUMPE TIL VENTILASJONSANLEGGET FOR BYGG A Ålesund,

2 Side 2 av 10 SAMMENDRAG Oppdrag Etter avtale med Statsbygg har vi fått følgende oppdrag: Utredning oppta varme og avgi kondensatorvarme fra planlagt ny varmepumpe til ventilasjonsanlegget for bygg A. Det skal utredes om eksisterende batterier for vann/glykol varmegjenvinner kan benyttes eller om det skal settes inn nye batterier med vifter. Det må ikke lages høyere trykkfall i ventilasjonsaggregatet da viftene ikke har kapasitet til mer. Anbefalt løsning Den beste løsningen er å erstatte det batteriet som nå er koblet i serie med væskekoblet varmegjenvinner og som tidligere var tilknyttet kondensatorkretsen til system med et nytt batteri, som benyttes både til varmeopptak og kjøling av kondensatorvarme. Eksisterende batteri er fra 1992, slik at den tekniske levetiden er ute. Systemskjema på side 8 og 9 viser ventilasjonsaggregatet før og etter ombygging. Varmekilder for varmepumpe Avgitt kondensatoreffekt fra varmepumpe til varmeanlegg: Opptatt energi fra 20 stk. borehull: Opptatt energi fra avkastet til ventilasjonsanlegget for Bygg A: Energi fra kompressor til varmepumpe: 500 kw 200 kw 200 kw 100 kw Kjøling av kondensatorvarme Når det er kjølebehov i byggene må varmepumpen kunne kvitte seg med denne kondensatoreffekten: Kjøling av kondensatorvarme til 20 stk. borehull: Behov for kjøling av kondensatorvarme i avkastet til ventilasjonsanlegget for Bygg A: 500 kw 200 kw 300 kw Vi fikk TTC NORGE AS som er en anerkjent og seriøs leverandør av batteri til å utføre en overslagsberegning på nytt batteri med ønskede effekter og trykkfall, og med tilnærmet samme anslutningsmål. Resultatet viser at trykkfallet hverken på luft- eller vannside øker ved et varmeopptak på 200 kw, og fjerning av kondensatorvarme på 300 kw.

3 Side 3 av ENERGIBRUK OG EFFEKTER Skolen består av to bygg: Bygg A fra 1993: Bygg B fra 2003: Sum m 2 BTA 4716 m 2 BTA m 2 BTA Oppvarmet areal er satt til m 2. DUTvinter: -12 C DUTsommer: 20 C Årsmiddeltemperatur: 6,7 C Energidekning varmepumpe (grunnlast): 90 % Energidekning kjelsentral (spisslast): 10 % Effektdekning varmepumpe: 40 % Effektdekning kjelsentral: 60 % Kjølekapasitet Bygg A og Bygg B: 100 % (R-717 ammoniakk) Avgitt varmeeffekt varmepumpe / isvannsmaskin: 500 kw Spesifikk avgitt varmeeffekt: 35 W/m 2 Kjølekapasitet: 400 kw Spesifikk avgitt kjøleeffekt: 28 W/m Dimensjonering varmepumpe Sum Bygg A og B kwh/m 2 W/m 2 kwh kw Brukstid Oppvarming Ventilasjon Varmtvann Sum

4 Side 4 av 10 Varmepumpe for Bygg A og B Varmedrift Effektdekning 40 % Avgitt effekt varmepumpe 500 kw 35 W/m 2 COP varmefaktor 2,7 Ved varmedrift Kjøledrift Effektdekning 100 % Avgitt kjøleeffekt 400 kw 28 W/m 2 COP kuldefaktor 3,0 Ved kjøledrift Beregningene viser at varmepumpen skal dimensjoneres for en avgitt effekt på 500 kw Batteri for å oppta varme og avgi kondensatorvarme fra varmepumpe Krav til varmeopptak Luftmengde: ca m 3 /h Vann/glykol 30 % Væske inn: 3,0 C Væske ut: 8,0 C Lufttemperatur inn: 11 C Opptatt effekt batteri: 200 kw

5 Side 5 av 10 Krav til kjøling av kondensatorvarme Luftmengde: ca m 3 /h Vann/glykol 30 % Væske inn: 35,0 C Væske ut: 30,0 C Lufttemperatur inn: 20,0 C Kjøling batteri: 300 kw 1.3. Forslag til ombygging av ventilasjonsanlegg for Bygg A Vi har fokusert på en løsning som ikke øker trykkfallet i ventilasjonsaggregatet, da viftene ikke har mer kapasitet. Den beste løsningen er å erstatte det batteriet som nå er koblet i serie med væskekoblet varmegjenvinner og som tidligere var tilknyttet kondensatorkretsen til system med et nytt batteri, som benyttes både til varmeopptak og kjøling av kondensatorvarme. Vi har fått oppgitt disse dataene for eksisterende batteri fra 1992, som med vårt forslag til løsning blir demontert da teknisk levetid er ute: Anslutningsmål Effekt kw 80,4 Høyde mm 1400 Bredde mm 2200 Luft Mengde m3/s 8,8 Temperatur inn ⁰C 29 (?) Temperatur ut ⁰C 36,5 (?) Hastighet m/s 3 Trykkfall Pa 100 Vann Mengde l/s 6 Etylenglykol % 30 Temperatur inn ⁰C 40 Temperatur ut ⁰C 36,6 Hastighet m/s 1,6 Trykkfall kpa 35

6 Side 6 av 10 I aggregatet er det montert tre slike batteri ved siden av hverandre som er koblet i parallell via en samlestokk med dim. DN 125. Det er spesielt viktig å legge merke til trykkfallene på luft- og vannside på henholdsvis 100 Pa og 35 kpa som ikke må overskrides av nytt batteri. Vi fikk TTC NORGE AS til å utføre en overslagsberegning på nytt batteri med ønskede effekter og trykkfall, og med tilnærmet samme anslutningsmål. Resultatet ble dette når batteriet brukes til varmegjenvinning (71,94 x 3 = 216 kw): Som en ser så er trykkfallet på luftsiden 104 Pa, og på vannsiden 19,34 kpa.

7 Side 7 av 10 Resultatet ble dette når batteriet brukes til dumping av kondensatorvarme (101,08 x 3 = 303 kw): Som en ser så er trykkfallet på luftsiden 88 Pa, og på vannsiden 16,76 kpa. Konklusjonen er at anbefalt løsning er realiserbar uten å øke trykkfallet hverken på luft- eller vannside. Den varmegjenvinningseffekten en mister ved å fjerne det batteriet som er koblet i serie med væskekoblet varmegjenvinner, vil bli erstattet av nytt batteri tilknyttet varmepumpe. Da trykkfallet i aggregatet ikke øker, er det ikke behov for å sette inn batterier med vifte. Systemskjema nedenfor viser ventilasjonsaggregatet for Bygg A før og etter ombygging.

8 Side 8 av 10 System før ombygging 6018 Ålesund 6772 Nordfjordeid E- mail:firmapost@riksheim.no

9 Side 9 av 10 System etter ombygging 6018 Ålesund 6772 Nordfjordeid E- mail:firmapost@riksheim.no

10 Side 10 av 10 Dersom De ønsker en gjennomgang av utredningen sammen med oss, ber vi om at De tar kontakt. Vi takker for oppdraget. Ålesund, Håvard Flisnes siv.ing. Breivika Industriveg 35B Postboks 334 Hjemmeside: Foretaksregisteret:NO MVA