KOMPENDIUM Ventilation

Transkript

1 KOMPENDIUM Ventilation Redaktion: NRGi Rådgivning/ Søren Godiksen, energikonsulent og Per Pedersen, energiingeniør. Opsætning: Dansk Byggeri/ Ditte Brøndum. Dato: December 2011

2 Indhold Side 3 Læsevejledning 4 Baggrund 4 Generelt 4 Krav til ventilering 4 Naturlig ventilation 4 Mekanisk ventilation 6 Anlægskomponenter 6 Ventilatorer 7 Motorer og drev 7 Varmegenindvinding 10 Varme- og køleflader 10 Filtre 11 Typiske anlægsopbygninger 13 Ventilationsanlæggets energiforbrug 14 Energimærkningsordningen 14 Driftstid, F 0 14 Indblæsningstemperatur, t i 14 Luftskifte og elforbrug Recirkulation 15 Energimærkning i praksis 15 Først danner man sig et overblik 15 Nødvendige registreringer 16 Anvendelse af lovpligtige ventilations-rapporter 17 Typiske besparelsesforslag 17 Styring og indregulering 18 Besparelser ved fejl 19 Litteraturliste 2 Kompendium. Ventilation

3 Læsevejledning Kompendiet skal fungere som et værktøj til støtte for energikonsulenten. Kompendiet er således ikke en erstatning for Håndbøgerne eller lovgivningen, som forudsættes at være kendt af konsulenten. Under udarbejdelsen af nærværende kompendium var det oprindeligt forudsat, at der skulle være adgang til at afprøve den nye udgave af energimærkningsprogrammet baseret på BE10. Grundet forsinkelse af energimærkningsprogrammet er kompendiet begrænset til, hvordan BE10 er ændret i forhold til BE06. De enkelte typer er illustreret ved en række billeder og principskitser. Der lægges der vægt på at: Give energikonsulenten en praktisk vinkel til at afgøre hvilken type anlæg, der er tale om. Udvælge relevante inddata til energimærkningen. Stille relevante forslag til energibesparelser. Kompendium. Ventilation 3

4 Baggrund Generelt Energiforbruget til ventilering kan udgøre en stor andel af bygningens samlede energiforbrug. Ældre ventilationsanlæg og principper udgør samtidigt en væsentligt besparelsespotentiale i den nuværende bygningsmasse, hvorfor registrering og bearbejdning af dette område er særligt vigtigt. Ventilering af bygninger kan opdeles i tre kategorier: Naturlig ventilation Mekanisk ventilation Hybrid ventilation Sidstnævnte princip er en kombination mellem mekanisk og naturlig ventilation, styret og reguleret centralt uden brugernes interaktion. I energimærkningsordningen optræder hybrid ventilation ikke. Såfremt man møder denne type anlæg, må det opdeles i henholdsvis mekanisk og naturlig ventilation. Hybrid ventilation vil ikke blive behandlet yderligere i dette kompendium. Krav til ventilering Kravene til ventilering er som udgangspunkt reguleret i gældende bygningsreglement på opførelsestidspunktet. Kravene skal sikre, at der opretholdes et acceptabelt termisk og atmosfærisk indeklima til glæde for bygningens brugere. Dernæst skal ventilering være med til at sikre at bygningens konstruktion ikke udsættes for ophobning af fugt med deraf følgende råd og skimmelvækst. Derudover kan ventilationsanlæg også udgøre den primære opvarmning af bygninger eller dele heraf. Lovgivningens detaljeringsgrad afhænger dog i væsentligt grad af, hvilken bygningskategori der er tale om. Kravene til erhvervsejendomme er meget overordnede, hvorimod kravene til boliger og bygninger, der huser pasningstilbud samt undervisning og lignende, er meget konkrete. Bygningsejer har derfor begrænsede muligheder for at ændre driften af ventilationsanlæggene og samtidigt overholde lovgivningen. I forhold til energimærkning af bygninger kan lovgivningens krav til den pågældende bygningskategori være med til at fastlægge hvor meget en given bygning skal ventileres, for at bygningsdriften svarer til det man i energimærkningsordningen betegnes som normalsituationen. Dernæst stiller bygningsreglementet krav til anlæggenes energieffektivitet i forbindelse med ombygning og renovering. Bygningsreglementet stiller således krav om, at anlæg, der udskiftes skal leve op til gældende regler. Disse krav omfatter blandt andet: Varmegenindvinding på mindst 80 og 70 % for henholdsvis boliger og andre bygninger. Maksimale energiforbrug til lufttransport, SEL, for forskellige bygninger og reguleringsformer. Dette medfører, at der ved udarbejdelse af besparelsesforslag skal tages udgangspunkt i, at anlæggene bringes op på niveau med bygningsreglementets krav omkring energieffektivitet. Naturlig ventilation For bygninger, der er naturligt ventileret, sikres et tilstrækkeligt luftskifte ved at have et samlet åbningsareal i klimaskærmen, svarende til kravet i bygningsreglementet. Dette kan blandt andet være i form af oplukkelige vinduer og friskluftsventiler i vægge og vinduer. Derudover betragtes utætheder i klimaskærmen også som naturlig ventilering. Lokaler, hvor der lejlighedsvis foretages udsugning via emhætte eller ventilator i vådrum, betragtes også som naturligt ventilerede. Mekanisk ventilation For bygninger, der er mekanisk ventileret, skelnes der mellem følgende: Mekanisk udsugning Mekanisk ventilation Mekanisk udsugning foretages typisk via centralt placerede udsugningsventilatorer og et passende antal udsugningsarmaturer fordelt i bygningen. Erstatningsluft tilføres via friskluftsventiler og lignende i bygningens lokaler. Der er ingen indblæsningsanlæg, hvorved erstatningsluftens temperatur er lig udetemperaturen. Anlæggene har i sagens natur hverken varmegenindvinding eller varmeflade, hvorved ventileringen er omkostningstung og med fare for trækgener. Mekanisk ventilation er betegnelsen for ventilationssystemer med både indblæsning og udsugning. Hvis der er ligevægt eller et fast forhold imellem mængden af luft, der indblæses og udsuges, betegnes anlægget som balanceret ventilation. Anlæg til mekanisk ventilering kan være sammensat på mange forskellige måder og omfatte en række forskellige komponenter. I næste afsnit er de mest gængse anlægskomponenter gennemgået. 4 Kompendium. Ventilation

5 Mekanisk ventilation opdeles yderligere i tre kategorier: CAV, Constant Air Volume Anlægget har en fast volumenstrøm uagtet de pågældende behov. Der er ingen spjæld til regulering af luftstrømmen. VAV, Variable Air Volume Anlæggets volumenstrøm varierer ved regulering af spjæld og/eller ventilatorens ydeevne. DCV, Demand Controlled Ventilation Anlæggets volumenstrøm varierer ved regulering af spjæld og ventilator, på baggrund af luftkvaliteten. Ventilationsanlæggets kategori har stor indflydelse på energiforbruget og mulighederne for at nedbringe dette. Overordnet skal man forsøge at tilpasse ventilationsanlæggets ydelse til de aktuelle behov. Dette kan gøres ved at styre anlægget efter bevægelsesmeldere, temperaturer og luftkvalitet. Via regulerede spjæld og omdrejningsregulering af ventilatoren er det muligt at tilpasse anlæggets ydelse til det aktuelle behov. Af figur 1 ses det relative elforbrug ved forskellige reguleringsformer. Hvilke parametre der har indflydelse på energiforbruget, og hvorledes de påvirker energimærket, behandles i afsnit Figur 2 Relativ effekt ved regulering af ventilatorer Optagen eleffekt i % Omdrejningstalsregulering Ledeskinnespjæld Spjæld ved B-hjul Spjæld ved F-hjul Tohastighedsmotor og spjæld Aksialventilator Volumenstrøm i % Figur 1: Relativ el effekt ved forskellige reguleringsformer. Figuren Kilde: Energihåndbogen, viser den relative side eleffekt 67 ved forskellige reguleringsformer. Bemærk, at 100% eleffekt kan svare til forskellige kwer for forskellige ventilatorer. Kilde: Glenco. Regulering Hvis behovet for luft varierer, kan ventilatorens ydelse reguleres med spjæld, ledeskinner, frekvensomformer (omdrejningstalsregulering) m.m. Ventilatorens optagne eleffekt er vist i figur 2 for de mest almindelige reguleringsmetoder. Figuren viser, at regulering med spjæld eller ledeskinne er dyrt i energiforbrug. Belastes et anlæg aldrig op til 100%, Eksempel Et varehus har et klimaanlæg til ventilering og opvarmning/køling af butikslokalerne. Anlæggets to ventilatorer optager tilsammen 22 kw ved høj hastighed og 9,5 kw ved lav hastighed. Det samlede elforbrug til anlægget er kwh/år. Ved en energigennemgang af anlægget foreslås det, at de eksisterende, ældre ventilatorer med F-hjul udskiftes Kompendium. med spareventilatorer. Ventilation Desuden 5 foreslås, at reguleringen ændres fra tohastigheds-

6 Figur 1 1 Anlægskomponenter Ventilatorer Med B-hjul Almindeligt forekommende ventilatorer Ventilatorer i komfortanlæg 66 vil typisk være radialventilatorer med bagudkrummede, forudkrummede eller radiære skovle. er er kendetegnet ved, at luftstrømmen er vinkelret på ventilatorens aksel ved afgang fra ventilatoren. Figur 1 1 Almindeligt forekommende ventilatorer Figur 1 Almindeligt forekommende ventilatorer Figur Figur Figur 1 Almindeligt 1 Almindeligt Almindeligt forekommende forekommende ventilatorer ventilatorer ventilatorer Type Maksimale Billede Figur virkningsgrader 1 Almindeligt forekommende ventilatorer I nedenstående 300 skema 300 ses de tre ventilatortypers karakteristika, fordele og maksimale virkningsgrader (Kilde: η Energihåndbogen, side η 66). Totaltrykydelse Pa Totaltrykydelse Pa Pa Totaltrykydelse Pa Pa Totaltrykydelse Pa Totaltrykydelse Pa Totaltrykydelse Pa Pa Totaltrykydelse Pa Pa Totaltrykydelse Pa Pa Pa Pa Totaltrykydelse Pa Pa Totaltrykydelse Pa Totaltrykydelse Pa Pa taltrykydelse Pa Totaltrykydelse Pa Totaltrykydelse Pa Pa Pa taltrykydelse Pa Pa Totaltrykydelse Pa Totaltrykydelse Pa Pa Pa Pa taltrykydelse Pa Totaltrykydelse Pa ykydelse Pa Totaltrykydelse Pa ydelse Pa Pa Totaltrykydelse Pa Pa Arbejds område Volumenstrøm mm 3 /s 3 /s Karakteristik Arbejds- Bagudkrummede % Arbejdsområde Arbejdsområde Arbejdsområde 500 område Arbejdsområdområde Arbejds- skovle Arbejdsområde Med B-hjul Med Med B-hjul 300 B-hjul η Med B-hjul ηη 300 η Med radialhjul Med B-hjul ηη 100 η Figur 1 1 Almindeligt forekommende ventilatorer Volumenstrøm 0 Volumenstrøm 3 m 60 /s Volumenstrøm mm 3 /s 3 /s 3 /s /s 3 6 /s /s /s Volumenstrøm Arbejds- m 3 /s Radiære % område skovle Arbejdsområde Arbejds Arbejds- Arbejdsområde Arbejdsområde Arbejdsområde område Med B-hjul ηη Med radialhjul η Med radialhjul η Med radialhjul Med radialhjul η η Med F-hjul ηη Volumenstrøm 0 Volumenstrøm /s 0 0 Volumenstrøm m 5 m 3 m 3 /s /s /s 6 /s 3 6 /s Volumenstrøm mm 3 5 /s 3 5 /s 6 6 Fremadkrummede Volumenstrøm % Arbejds- Arbejdsområde Arbejds- Arbejds- Arbejdsområde mm 3 /s 3 /s skovle 1500 område område område Arbejdsområde Arbejdes Med F-hjul 500 område Med radialhjul Med F-hjul Med F-hjul ηη η Med F-hjul 500 η η Med F-hjul ηη Aksialventilator Volumenstrøm 0 Volumenstrøm m m /s 3 /s m 6 Volumenstrøm Volumenstrøm 3 /s0 ηη m /s /s Volumenstrøm m 3 /s 1500 Volumenstrøm Arbejds- mm 3 /s 3 /s område Arbejdesområde 4 tilfælde Arbejdes- Som det fremgår af de viste karakteristikker, har de tre ren med bagudkrummede skovle 2 2 i de 3 3 fleste kunne område 5 Arbejdesområde højest ventilatortyper forskellige fordele i relation til tryk og opfylde behovet, 1000 hvorved 400 ventilatoren med Arbejdesområde den Arbejdesområde volumenstrøm. Til eksisterende komfortanlæg vil ventilato- opnåelige virkningsgrad kan vælges Arbejdes- 300 område Oversigt over Aksialventilator de de almindeligt forekommende ventilatorer. er Med 6 F-hjul Kompendium. Ventilation kaldes også centrifugalventilatorer. Aksialventilator Aksialventilator Kilde: Aksialventilator Glenco. η ηη 100 η η Totaltrykydelse Pa Totaltrykydelse Pa grad ingsgrad grad kningsgrad

7 Motorer og drev Til at drive ventilatorerne anvendes typisk en standard asynkron vekselstrømsmotor. I nogle tilfælde er der anvendt motorer med adskilte viklinger, hvilket betyder at ventilatoren kan køre med enten høj eller lav hastighed. Billede 1: Mærkeplade for motor med 2 hastigheder Motorer med to hastigheder er kendetegnet ved at tilgangskablet til motoren indeholder 7 ledninger og at der fremgår to omdrejningstal af motorens mærkeplade, se Billede 1. en for en ældre elmotor ligger typisk på %, med mindre den er nedslidt. Nye energieffektive elmotorer har i dag typisk en virkningsgrad på cirka 85 %. Traditionelt har ventilator og elmotor været sammenkoblet via et remtræk. en for dette remtræk afhænger af type og tilstand. Ventilatorer fås i dag i samlede units, hvor ventilatoren er direkte trukket af elmotoren. Ved at ændre sammenkoblingen fra remtræk til direkte sammenkobling kan der spares minimum 2-5 %. Af figur 2 fremgår virkningsgraden for forskellige remtræk, som funktion af remskivens diameter. Det forudsættes at remmen er korrekt opspændt. Som det ses, er virkningsgraderne for remtræk væsentligt lavere end direkte sammenkobling, da denne er gående mod 100 %. Det kan derfor være fordelagtigt at udskifte ventilator og motor på samme tid, for dermed at ændre remtræk til direkte sammenkobling. Figur 2: Illustration af virkningsgrad ved forskellige remtræk. Kilde: Energihåndbogen, side 117 Varmegenindvinding Ved mekanisk ventilation er der mulighed for at genindvinde varme fra afkastluften og føre den tilbage til indblæsningsluften. Denne varmegenindvinding kan foregå ved anvendelse af forskellige metoder afhængigt af kravene til det pågældende anlæg. Fælles for alle metoder er, at virkningsgraden for varmegenindvindingen ønskes så høj som muligt for at minimere energiforbruget til opvarmning. I nedenstående skema er en række metoder til varmegenindvinding vist: Kompendium. Ventilation 7

8 Type Principskitse Tryktab, pa Udsugning t Roterende a veksler Indblæsning u t u Adskillelse af afkast og indblæsning Kondensering Fordampning % 150 Ikke fuldt + Krydsvarmeveksler, pladetype Indblæsning u t u % 150- Ja Kondensering Fordampning Krydsvarmeveksler, rørtype Indblæsning u t u Kondensering Fordampning % Ja Væske koblede batterier riskluft t u % Ja ft t u u 8 Kompendium. Ventilation Kondensering

9 Friskluft t u Indblæsning t u Friskluft t u Udsugning t a Type Principskitse Tryktab, pa Heat pipe Adskillelse af afkast og indblæsning Friskluft t u u Indblæsning u t u u Udsugning t a Kondensering Kondensering Kondensering Fordampning Fordampning Fordampning Friskluft t u % Ja ast Modstrøms veksler ast Udsugning Udsugning t t a a Friskluft t u % Ja Friskluft t u Indblæsning t u Recirkulation ast ast Indblæsning t u Friskluft t u "100 % Nej Udsugning t a Sidstnævnte metode, recirkulation, kan i praksis ikke betragtes som varmegenindvinding, da der her er tale om et blandeanlæg, snarere end varmegenindvinding fra afkastluften. Jf. bygningsreglementet accepteres recirkulation ikke som værende varmegenindvinding. Som det fremgår af ovenstående, har de forskellige varmevekslere forskellige karakteristika og deraf følgende anvendelsesmuligheder. Ved valg af varmeveksler er det derfor vigtigt at have fokus på krav til det pågældende anlæg, såsom overførelse af forurening og fugt. en for en varmeveksler, kaldet temperaturvirkningsgraden, kan beregnes efter formelen i figur 3. Forudsætningen for at formlen i figur 2 er gældende er, at luftmængderne på begge sider er lige store. Der tages desuden ikke højde for overførsel af fugt i ovenstående beregning. Kompendium. Ventilation 9

10 Figur 1 Definition af temperaturvirkningsgrad lige store luftmængder på indblæsnings- og udsugningssiden. Ved andre forhold mellem luftmængderne findes virkningsgraden af figur 2. t u t a = udsugningsluftens temperatur før varmeveksleren t u = indblæsningsluftens temperatur før varmeveksleren t u = indblæsningsluftens temperatur efter varmeveksleren (men før en eventuel varme- eller køleflade) Figur 3: Temperaturvirkningsgrad for varmeveksler. Kilde: Energihåndbogen, Side 78 t a t u Udsugning η t = (t u - t u ) (t a -t u ) Indblæsning Figuren viser temperaturvirkningsgrad for varmeveksler. Gælder ved lige store luftmængder i indblæsning og udsugning. Eksempel 1 Udsugningsluften fra et lokale er 23 C. Varmen udnyttes til opvarmning af indblæsningsluften, der herved opvarmes fra 4 C til 15 C. Varmevekslerens temperaturvirkningsgrad kan således beregnes til Eksempel 2 Et varmegenvindingsaggregat er oplyst at have en temperaturvirkningsgrad på 70% ved lige Varmestor udsugningsog køleflader og indblæsningsluftmængde. For at Ved kunne en opnå udsugningsluftmængde den ønskede indblæsningstemperatur på 80% af indblæsningsluftmængden være forsynet bliver med virkningsgraden køle- og/eller kan ventilationsanlæg varmeflader. Energien til opvarmning eller nedkøling kan reduceret til ca. 62%. Se figur 2. enten komme fra eksterne forsyninger, såsom fjernvarme eller centrale køleanlæg. I disse tilfælde vil fladerne være væskebårne. Opvarmning og nedkøling kan også ske via integreret varmepumpe. Nogle producenter kalder også dette Årsvarmeforbrug ved opvarmning af luft for aktiv varmegenindvinding. Sidst, men ikke mindst kan ventilationsanlæg De otte figurer eller 3.1 eftervarmeflader til 3.8 viser det også årlige være energifor- forsynet med elvarmeflade. Opvarmning med denne type varmeflade vil ofte være forbundet med store omkostninger. brug til opvarmning af luft ved forskellige virkningsgrader af varmegenvinding, og ved forskellige udsugningstemperaturer. Energiforbruget er beregnet på grundlag af timeværdier for udetemperatur for Dansk Referenceår, TRY; SBI-rapport 135. Filtre For at sikre den rette luftkvalitet i lokalerne og undgå utilsigtet skidt og snavs i ventilationssystemet, er ventilationsanlæg forsynet med en række filtre. Ventilationsanlæggets energiforbrug påvirkes af filtervalget og filtrenes tilstand. Filtre med stigende tryktab giver således anledning til stigende energiforbrug. Dette er tilfældet ved tilstoppede filtre eller filtre med høj klassifikation. Ved særlige krav til luftkvaliteten vil luften typisk blive filtreret af flere omgange. η 15-4 t = 23-4 = 58% 10 Kompendium. Ventilation

11 Typiske anlægsopbygninger De i afsnit 3 gennemgåede komponenter vil kunne opleves sammensat på mange forskellige måder. I dette afsnit vil der blive gennemgået en række eksempler på typiske anlæg. Dernæst vil styring og regulering af ventilationsanlæg, i relation til energiforbruget blive gennemgået. I tegningsmateriale såvel som på selve ventilationsaggregaterne anvendes en række standardiserede symboler til identifikation af de enkelte anlægskomponenter. Disse er listet i skemaet. Betegnelse Symbol Betegnelse Symbol Motor/ ventilator Spjæld Varmeflade Køleflade Krydsvarmeveksler Roterende varmeveksler Væskekoblet varmegenindvinding Filter Figur 4: Ventilationsanlæg med recirkulation Figur 4 viser et ventilationsanlæg uden varmegenindvinding. Spjældet imellem afkast og tilluft medfører dog at der er mulighed for at recirkulere en delstrøm eller hele luftmængden. Varmefladen sikre tilførsel af den nødvendige varme for at den ønskede indblæsningstemperatur opnås. Kompendium. Ventilation 11

12 Figur 5: Ventilationsanlæg med roterende veksler Figur 5 viser et ventilationsanlæg med varmegenindvinding via roterende veksler. Veksleren roterer ved hjælp af en lille motor. Når der ikke er behov for at overføre varme, stoppes motoren og luften strømmer direkte igennem veksleren, uden at der overføres varme til tilluften. Den efterfølgende varmeflade sikrer tilførsel af den nødvendige varme for at den ønskede indblæsningstemperatur opnås. Figur 6: Ventilationsanlæg med krydsvarmeveksler Figur 6 viser et ventilationsanlæg med varmegenindvinding via krydsvarmeveksler. Anlægget er forsynet med to bypass spjæld, som medfører at luften kan ledes uden om varmeveksleren, når der ikke er behov for varme. Som det ses, er varmeveksleren er monteret i modstrøm. Den efterfølgende varmeflade tilfører den nødvendige varme for at den ønskede indblæsnings-temperatur opnås. 12 Kompendium. Ventilation

13 Figur 7: Ventilationsanlæg med væskekoblet genindvinding Figur 7 viser et ventilationsanlæg med varmegenindvinding via væskekoblet batteri. Anlægget sikrer adskillelse af de to luftstrømme for dermed at undgå kontaminering. Denne type varmegenindvinding ses også ofte anvendt i situationer, hvor indblæsningsanlæg og udsugningsanlæg er placeret langt fra hinanden. Den efterfølgende varmeflade tilfører den nødvendige varme for at den ønskede indblæsningstemperatur opnås. Figur 8: Ventilationsanlæg med roterende veksler og køleflade Figur 8 viser et ventilationsanlæg med varmegenindvinding via roterende veksler. Anlægget er forsynet med en varmeflade og en køleflade til at sikre tilførsel af den nødvendige energi for at den ønskede indblæsningstemperatur opnås. Kølingen kan også anvendes til at affugte indblæsningsluften, hvilket dog sjældent vil være tilfældet for komfortanlæg. Ventilationsanlæggets energiforbrug Når man ser på ventilationsanlæggenes energiforbrug kan de opdeles i to grupper opvarmning af luft og lufttransport. Varmeforbruget til opvarmning af luften er klimaafhængig og dermed påvirket af, hvilken tid på dagen eller året anlæggene er i drift. Varmeforbruget er derimod tilnærmelsesvis proportionalt med anlæggets volumenstrøm. Ventilationsanlæggenes elforbrug til lufttransport er derimod ikke klimaafhængigt. Elforbruget er tilnærmelsesvis afhængig af lufthastigheden i 3. potens. Dette betyder som tommelfingerregel at elforbruget til lufttransport reduceres til 1/8, når ventilationsanlæggets flow reduceres til 50 %. For ventilationsanlæg anvendes betegnelsen SEL-værdi. Denne angiver ventilationsanlæggets specifikke elforbrug til lufttransport i en given driftssituation. SEL-værdien fortæller dermed, hvor energieffektivt det samlede anlæg er. En høj SEL-værdi kan dermed være et udtryk for alt lige fra en dårlig motor eller ventilator til et defekt spjæld, som skaber et utilsigtet tryktab i anlægget. Målte SEL-værdier bør derfor anvendes med omtanke særligt, hvis de danner grundlag for besparelsesforslag. Kompendium. Ventilation 13

14 Energimærkningsordningen Ved energimærkning af bygninger indgår energiforbrug til komfortventilation. Bemærk derfor, at alle ventilationsanlæg som helt eller delvist er relateret til proces ikke skal medtages i energimærket. Dette skyldes at procesventilation, såsom udsugning fra stinkskabe, eller ventilering af renrum, ikke er reguleret i bygningsreglementet og dermed er konstrueret og dimensioneret efter andre regelsæt. Områder som er forsynet med denne type ventilation, skal i energimærkning i stedet betragtes som værende naturligt ventilerede. Ved energimærkning af bygninger indgår bygningens elforbrug med en vægtning på 2,5 gange, når skalaværdien udregnes. Her får ventilationsanlæggets elforbrug en væsentlig betydning for hvilken skalaværdi en bygning opnår. De faktorer, som har betydning for resultatet af energimærket er: Driftstid, F0 Indblæsningstemperaturen, ti Luftskifte, qxx SEL-værdien en på varmegenindvindingen, vgv Definition af ovennævnte faktorer kan findes i SBI Anvisning 213. Dog skal der her knyttes en række kommentarer til de faktorer som oftest giver anledning til forvirring. Driftstid, F0 Driftstiden angiver andelen af bygningens brugstid, hvor en zone ventileres på en given måde. Ofte vil driftstiden være 1, men i tilfælde af, at en zone ventileres på forskellige måder i bygningens brugstid, vil driftstiden være mindre end 1. Ventilationen skal i disse tilfælde angives, således at summen af F0 er mindst 1. For en zone, hvor ventilationsanlægget kører 50 % af bygningens brugstid, skal der derfor indtastes naturlig ventilation i den øvrige del af brugstiden. Hvis der ventileres ud over bygningens driftstid, vil F0 være over 1, som resultat af forholdet imellem ventilationsanlæggets driftstid og bygningens brugstid. Indblæsningstemperatur, ti Indblæsningstemperaturen er fastsat i SBI anvisning 213. Indblæsningstemperaturen er ikke den faktiske indblæsningstemperatur, men udelukkende en anlægsbestemt temperatur, som anvendes til beregning af energiforbruget i energimærket. Nedenfor er de tre mulige værdier som kan vælges: 18 C : Anvendes for ventilationsanlæg hvor varmegenindvindingen er temperaturreguleret. 0 C: Anvendes for ventilationsanlæg uden varmeflade og med ureguleret varmegenindvinding. -18 C: Anvendes for ventilationsanlæg med reguleret varmeflade og med ureguleret varmegenindvinding. Luftskifte og elforbrug Recirkulation I forbindelse med recirkulation af luft skal energikonsulenten være opmærksom på at anvende de rette værdier i forbindelse med indtastning i energimærkningsprogrammet. Recirkulation eksisterer ikke direkte i energimærkningsprogrammerne og det er derfor nødvendigt at lave nogle tilpasninger af de registreringer, der er foretaget. Andelen af recirkuleret luft kan i energimærkningsprogrammet sidestilles med varmegenindvinding. Dette forudsætter dog, at det mekaniske luftskifte svarer til den totale luftmængde, som anlægget transporterer. Den totale luftmængde vil i nedenstående eksempel være lig med den mængde luft, som passerer ventilatorerne. Dermed sikres at energimærkningsprogrammet kun medtager varmeforbruget til opvarmning af den friskluft, der blandes i indblæsningsluften, men medregner elforbruget til transport af hele luftmængden. Ud over registrering af selve ventilationsanlægget, indgår elforbruget til pumpedrift og varmetabet fra udeliggende ventilationsaggregater og kanaler også I energimærket. Disse registreres særskilt i energimærkningsprogrammet under punkterne pumper, rør og klimaskærm. 14 Kompendium. Ventilation

15 Energimærkning i praksis Først danner man sig et overblik For at kunne foretages de korrekte registreringer er det vigtigt at danne sig et overblik. Dette overblik kan opnås ved at følge luftstrømmene igennem anlægget og eventuelt tegne en lille principskitse over anlægget. Ventilationstegninger eller oversigtsbilleder fra CTS-anlæg kan også være med til at skabe det fornødne overblik over anlæggets type og opbygning, samt eventuelle zoneopdelinger. Når det gælder registrering af ventilationsanlæg, vil det ofte være nødvendigt at åbne selve ventilationsaggregatet for at konstatere anlæggets tilstand og type. I den forbindelse kan man med fordel bede om bygningsejerens accept, da nogle ventilationsanlæg stopper automatisk, når låger til ventilationsanlæg åbnes. Nødvendige registreringer Under bygningsgennemgangen skal der foretages registreringer til henholdsvis den tekniske indtastning og den beskrivende statustekst. De nødvendige data fås ved at gennemgå de konkrete anlæg, samt gennem dialog med bygningens driftspersonale. Derudover kan informationer i CTS-anlæg og lignende være af stor værdi. Såfremt der ikke foreligger en ventilationsrapport eller lignende, vil vurderingen af anlæggets energimæssige tilstand, i høj grad bero på anlæggets alder. Alderen skal bruges til at fastlægge hvilke håndbogsværdier der skal anvendes. Der skelnes her imellem 3 tidsperioder: Anlæg fra før 1995 Anlæg fra perioden Anlæg opført efter 6 Kompendium. Ventilation 15

16 Emne Type Kendetegn Styring og regulering CAV Gammelt anlæg Ingen frekvensomformere Ingen spjæld VAV DCAV Frekvensreguleret ventilatorer Zoneopdeling via spjæld Bevægelsesmeldere Samme som VAV CO2 følere i lokalerne Ventilationsform Naturlig Friskluftsventiler i vinduer, lofter og vægge Oplukkelige vinduer. Tung luft dårligt indeklima Område/zone Udsugning Mekanisk ventileret Friskluftsventiler i vinduer og vægge Centralt placeret udsugningsventilator Ingen varmeflade Ind- og udblæsningsventiler i lokalerne Samlet ventilationsaggregat Zoner kan afdækkes via tegningsmateriale eller CTS anlæg Zoner med samme ventilation kan lægges sammen i energimærket Varmeflade El Varmeflade tilsluttet via elkabel Væske Roterende veksler Rørsystem tilkoblet ventilationsanlægget Smal sektion til varmegenindvinding Rondel inde i ventilationsaggregatet - åben og se efter Varmegenindvinding Recirkulation Krydsveksler, modstrømsveksler Væskekoblet Spjældarrangement som involverer både ind- og udsugningskanaler Spjældarrangement i selve aggregatet som blander udsugningsluft og friskluft Stor sektion. Veksler i aggregat åben og se efter Rørsystem der forbinder udsugnings- og indblæsningsaggregat Stor afstand imellem indblæsnings- og udsugningsaggregat For at energimærkets statustekst er fyldestgørende, skal der for hver ventilationszone være en statustekst med følgende indhold: Ventilationsform: Udsugning, naturlig ventilation, mekanisk ventilation Områder som zonen dækker: Arealer og rumhenvisning Beskrivelse af de væsentligste komponenter i anlægget, herunder: Type af varmegenindvinding Type af varmeflade Beskrivelse af anlæggets styring og regulering: VAV, CAV, DCAV Timer, bevægelse, CO2 føler, temperatur. Placering af ventilationsanlægget Beskrivelse af en ventilationszone kunne lyde: Undervisningslokalerne i stueplan er ventileret af et mekanisk balanceret anlæg med indblæsning og udsugning, samt varmegenindvinding via roterende veksler. Anlægget er forsynet med en væskebåren varmeflade og de enkelte zoner er forsynet med elektriske eftervarmeflader. Anlægget styres i bygningens brugstid af bevægelsesmeldere i de enkelte lokaler. Anlægget, VE04, er placeret i lokale Som hjælp til registreringen kan skemaet anvendes. Skemaet er ikke udtømmende. Ud over informationer til den beskrivende statustekst, skal der indsamles tekniske data til indtastning i energimærkningsprogrammet. Disse data kan enten komme fra konkrete registreringer, ventilationsrapporter eller som oftest fra gældende håndbog. Ligegyldigt hvor data kommer fra, bør det bemærkes, at indblæsningstemperaturen altid skal fastlægges i henhold til SBi anvisning 213. Øvrige data kan fastsættes ud fra de faktiske forhold eller i henhold til gældende håndbog. Såfremt der ikke forelægger valide ventilationsrapporter anbefales det, at håndbogens standardværdier anvendes. 16 Kompendium. Ventilation

17 Figur 9: Uddrag fra rapport om lovpligtigt ventilationseftersyn Anvendelse af lovpligtige ventilationsrapporter Det lovpligtige ventilationseftersyn er obligatorisk for alle komfortanlæg med en installeret effekt større end 5 kw. Ved anvendelse af de lovpligtige ventilationsrapporter kan følgende data anvendes: Luftskifte, q m og qm s på varmegenindvinding, vgv Specifikke Elforbrug til Lufttransport, SEL Data for et givent ventilationsanlæg fremgår af den lovpligtige ventilations-eftersynsrapport, som det ses af figur 9. SEL-værdien til indtastning i energimærkningsprogrammet fremkommer ved at addere de to specifikke elforbrug og dividere summen med 1000, for at få den rigtige enhed. Det faktuelle luftskifte fremkommer ved at dividere den gennemsnitlige volumenstrøm med det pågældende areal, som ventilationsanlægget dækker. Varmegenindvindingens virkningsgrad fremgår som det ses også af ventilationsrapporten. Det bør dog bemærkes, at der i parentes er angivet anslået ud for temperaturvirkningsgraden. Det skyldes, at udetemperaturen under eftersynet ikke har været tilstrækkeligt lav til, at der kunne foretages valide målinger. en er derfor anslået ud fra den pågældende varme-genindvindingstype. For øvrige data, såsom infiltration og naturlig ventilation anbefales det, at der anvendes gældende håndbog for energikonsulenter. Bemærk dog, at de lovpligtige ventilationseftersyn er baseret på det øjebliksbillede, der var til stede under eftersynet samt den faktiske drift ventilationsanlægget har. Da energimærkningen er baseret på et standard brugsmønster, skal informationerne i ventilationsrapporterne bruges med omtanke. Det drejer sig særlig om mulighederne for at gennemføre energibesparende forslag. Besparelsesforslag, som ikke fremgår af ventilationsrapporten grundet dårlig rentabilitet, kan godt fremgå af energimærket, da forslaget i givet fald vil være baseret på andre forudsætninger. Eksempel Et ventilationsanlæg på en skole kører 15 minutter for hver time, da pedellen har fundet ud af, at dette er tilstrækkeligt til at undgå klager over indeklimaet. Ventilationsanlægget er forsynet med nogle gamle ineffektive ventilatorer. Grundet den lave driftstid er der ikke foreslået udskiftning af disse i ventilationsrapporten, grundet dårlig rentabilitet. Dette skyldes, at ventilationseftersynet tager udgangspunkt i de faktiske forhold. Energimærket tager derimod udgangspunkt i, at undervisningslokaler skal være ventileret i hele brugstiden. Den indstilling, som pedellen har foretaget på baggrund af erfaringer, kan ikke betragtes som behovs-regulering. Det vil derfor blive forudsat, at ventilationsanlægget skal køre i hele brugstiden. Dermed bliver ventilationsanlæggets driftstid nu fire gange så lang, hvormed udskiftning af ventilatorerne muligvis er rentabel. Kompendium. Ventilation 17

18 Konsulenten kan dermed ikke tage listen over besparelsesmuligheder i ventilationsrapporten for gode varer, uden at have forholdt sig objektivt til det. Typiske besparelsesforslag Når det drejer sig om besparelsesmuligheder på ventilationsanlæg, må opmærksomheden primært henledes på styring og regulering, samt udbedring af fejl. I enkelte tilfælde kan udskiftning af selve aggregatet vise sig rentabelt, men ellers vil rentabiliteten i udskiftning af hardware typisk ikke være tilstrækkeligt god. Dog kan forhold som meget lange driftstider, manglende varmegenindvinding, stort luftskifte og anvendelse af elvarmeflader godt give anledning til rentable besparelsesforslag. Når der gennemføres udskiftninger af eksisterende anlæg eller komponenter, stiller bygningsreglementet som tidligere nævnt krav til energieffektiviteten. Besparelsesforslag bør derfor udformes således at bygningsreglementets krav imødekommes ved eksempelvis, at bygningsreglementets krav danner grundlag for beregning af besparelse og investering. Styring og indregulering Af typiske besparelsesmuligheder i forhold til styring og regulering kan følgende nævnes: Reducer anlæggenes driftstid til bygningens brugstid. Reducer luftskiftet til bygningens behov eller lovgivningens krav, ved at etablere omdrejningsregulering af ventilatorerne. Undgå at køleflader og varmeflader modarbejder hinanden, ved at sikre forskel imellem setpunkter og tilpas stor dødtid. Forbedring af muligheden for styring og regulering ved: Zoneinddeling Styring ved bevægelse Styring ved CO2 niveauet. lokalerne. Forslaget omfatter følgende: Opdeling af ventilationsanlægget således, at hver klasse udgør én zone. Dette opnås ved at montere motorspjæld i hvert lokales ventilationskanaler. Montering af bevægelsesmeldere og CO2-følere i hver zone, således at luftskiftet tilpasses behovet i de perioder, hvor der opholder sig mennesker i lokalet. Montering af frekvensregulering af ventilatorerne, således at disse reguleres ned når modtrykket i anlægget stiger, som konsekvens af at motorspjældene lukker. Besparelser ved fejl Besparelser realiseret ved fejlretning har ofte en meget høj rentabilitet. Dette skyldes, at der ofte skal foretages en minimal investering for at opnå en relativt stor effekt. Fejlene findes dog kun, hvis energikonsulenten gennemgår anlægget grundigt. Fejl detekteres typisk ved fysisk at gennemgå anlæggene og kontrollere om temperaturerne igennem anlægget ser fornuftige ud og om anlæggets spjæld står korrekt. Af typiske fejl kan følgende nævnes: Defekte motorspjæld som står i en fast position. Dette kunne eksempelvis være bypass spjæld i forbindelse med varmevekslere eller friskluftsspjæld. Defekt remtræk til roterende veksler. Dermed står veksleren stille og der overføres ingen varme. Defekte ur-styringer. Manglende cirkulation i en væskekoblet varmegenindvinding. Dette skyldes typisk luft i systemet eller defekte pumper. Tilstoppede filtre eller varmevekslere. Afhængigt af hvilken type af anlæg, der er tale om, vil tilstoppede anlæg medføre reduceret ydelse og dårligt indeklima eller stigende energiforbrug. Eksempel Et bygningsafsnit i en skole ventileres af et gammelt CAVanlæg med funktionsdygtig krydsvarmeveksler. Bygningen er i brug 30 timer om ugen og ventilationsanlægget kører 40 timer om ugen. Forslag Ventilationsanlægget forslås ombygget til et DCV-anlæg således, at ventilationsydelsen styres efter behovet i 18 Kompendium. Ventilation

19 Litteraturliste Varme- og klimateknik, Grundbog 3. udgave, 1. oplæg 6, ISBN Energihåndbogen Med råd og vejledning, 1. udgave, oktober 2, ISBN SBI anvisning 213 Bygningers energibehov, ISBN Bygningsreglementet Kompendium. Ventilation 19

20 Brancheforeningen for Bygningssagkyndige og Energikonsulenter, BfBE, er et branchefællesskab for bygningskonsulenter. BfBEs medlemmer udfører 90 pct. af alle tilstandsrapporter og energimærker. Besøgsadresse: BfBE, Nørre Voldgade 106, 1358 København K, telefon , telefax , Postadresse: BfBE, Postboks 2125, 1015 København K