Demonstration af energibesparelser og indeklima med bæredygtig adiabatisk køling med regnvand

System Air A/S

Offentlige bygninger i Danmark har ikke køling, hvilket ofte fører til ukomfortable høje indetemperaturer om foråret og om sommeren. Projektet vil demonstrere at køling med adiabatiske kølesystemer og regnvand er en simpel og billig metode til at forbedre indeklimaet i offentlige bygninger uden at øge energiforbruget.

Projektet har demonstreret gennem hele sommeren 2019, at adiabatisk køling med regnvand er et realistisk alternativt til mekanisk kompressorkøling i offentlige bygninger fx skoler, og især i forhold til klimadagsordenen, hvor regnvand kan genanvendes som en bæredygtig køle-ressource.

Projektbeskrivelse

Projektet vil demonstrere at adiabatisk køling med regnvand har et stærkt potentiale som alternativ til konventionelle køleteknologier. Regnvand opsamles, filtreres og anvendes til at køle ved at forstøve og overrisle afkastluften. Ved at befugte afkastluften og anvende innovative varmevekslere af plast til at overføre kulden til indtagsluften undgår man at øge luftfugtigheden indenfor og får dermed heller ikke de indeklimamæssige problemer, som det kan medføre. Med adiabatisk køling kan man opnå meget billig komfortkøl og undgår helt installation og drift af mekaniske køleanlæg, som ikke er tilladte i offentlige bygninger, fordi de forbruger store mængder el og baserer sig på kølemidler under udfasning. Da klimaforandringer samtidig forudses at ville øge både udetemperaturen samt udfordre myndighederne med øgede regnmængder over Danmark om sommeren, udgør adiabatisk køling med opsamling af regnvand et attraktivt og flerfoldigt bæredygtigt alternativ til mekanisk kompressorkøling især i offentlige bygninger.

Resultater

Denne rapport beskriver et demonstrationsprojekt, hvor en skolebygning med otte klasseværelser blev ombygget med et mekanisk balanceret ventilationssystem med en integreret adiabatisk fordampningskøleenhed.

Specielt i tempereret klima kan fordampningskøling have et stort potentiale som en alternativ løsning til konventionelle køleteknologier, dels fordi markedet er umodent, dels fordi varmere sommerperioder øger kølebehovet. Ved at kombinere det med opsamling af regnvand passer løsningen godt til en fremtid med højere kølebehov, behov for klimaforebyggelse og -tilpasning og den overordnede bæredygtighedsdagsorden.

Køleenheden fungerer ved at opbevare, filtrere og sprøjte regnvand ind i fraluften. Vandet fordamper og afkøler fraluften. Derefter passerer fraluften igennem en innovativ korrosionsresistant plastvarmeveksler, hvorved varme overføres fra tilluften til afkastluften. På denne måde undgås indeklimaproblemer forårsaget af befugtning af tilluften. Køleeffekten afhænger af hvor meget vand fraluften kan absorbere, dvs. mætningsgraden af fraluften når den returnerer fra bygningen. Mætningsgraden afhænger af vandindholdet i udeluften, fugtkilder i bygningen og størrelsen af luftskiftet, og er dermed variabel set over tid.

Demonstrationen er foretaget fra maj og juni 2019. Resultaterne viser, at ventilationsanlæggets specifikke elforbrug steg med ca. 500 J/m³ (ca. 40%) når kølevandspumperne var aktiveret. Andre komponenters elforbrug var ubetydeligt.

Den tilgængelige køleeffekt - afhængigt af fraluftens fugtighedsindhold - svingede i området 20-30 W/m².

Set over en samlet køleperiode fra maj til september (20 uger) vil den ekstra elektricitet til at drive den adiabatiske proces være ca. 6,0 kWh/m² pr. år. Forbruget af regnvand var ca. 1 m³/dag, når køleenheden var mest belastet. Et tilsvarende mekanisk kompressorsystem (COP_gns= 3) ville bruge ca. 4,7 kWh/m², altså 22% mindre elektricitet. Til gengæld har kølegassen et betragteligt ekstra globalt opvarmningspotentiale på flere hundrede CO₂-ækvivalenter (eksempler: R134a: 1430 CO₂-ækviv, R32: 675 CO₂-ækviv), som regnvand ikke har.

Resultaterne viser, at implementering af fordampningskøling med opsamlet regnvand er et bæredygtigt alternativ med en acceptabel kølekapacitet og vandforbrug, at det dermed er konkurrencedygtigt med mekanisk kompressorkøling.

Key figures

Periode:

2017 - 2019

Bevillingsår:

2017

Egen finansiering:

0,52 mio.

Støttebeløb:

0,62 mio.

Støtteprocent:

55 %

Projektbudget:

1,14 mio.

Kategori

Oprindelig title

Demonstration af energibesparelser og indeklima med bæredygtig adiabatisk køling med regnvand

Program

ELFORSK

Fælles overordnet teknologiområde

Energieffektivitet

Projekttype

Demonstration

Journalnummer

ELFORSK 349-061

Deltagere

System Air A/S (Main Responsible)

Partner og Økonomi

Partner	Tilskud	Eget bidrag
Danmarks Tekniske Universitet (DTU)
Affald Varme Århus

Kontakt

Kontakperson

Michael Vestergaard

michael.vestergaard@systemair.dk