Innovativt 2-rørsbaffelsystem til såvel køling som opvarmning af bygninger

Aalborg Universitet (Fredrik Bajers Vej)

Institut for Byggeri, By og Miljø

Formålet med projektet er at fastlægge krav til og forudsætninger for, at et 2-rørsbaffelssystem til køling og opvarmning kan tilvejebringe et termisk indeklima, som mindst er på niveau med det, et 4-rørssystem kan tilvejebringe, men med mindre resurseforbrug og med lavere energiforbrug.

Fordelene ved et 2-rørssystem er, at energiforbrug til pumper halveres, og at der generelt anvendes færre komponenter, hvilket betyder lavere installationsomkostninger, og mindsket behov for indregulering.

Projektbeskrivelse

Using a room-temperature loop with supply water temperature of about 22°C, together with active beams, enabled the 2PS to meet room temperature set-points even though, simultaneously, some rooms required heating whereas others required cooling. The use of Modelica made it possible to develop a detailed and comprehensive energy and control model of the system. Simulation results showed that the two-pipe system was able to use less energy than the four-pipe system due to three effects: useful heat transfer from warm to cold zones, higher free cooling potential and higher efficiency of the heat pump. The following conclusions can be drawn:
- Due to the room-temperature loop layout, heat was transferred from the core zone to the perimeter zones. When considering only the energy use for space heating and cooling, savings between of approximately 21% occurred.
-Due to the higher supply water temperature in cooling mode, the dry cooler in the two-pipe system was able to remove more heat than the dry cooler in the four-pipe system. Inparticular, the dry cooler in the two-pipe system removed approximately between 70% of cooling demand versus approximately 33% in the four-pipe system.
- Due to the lower supply water temperature in heating mode, the heat pump in the two-pipe system achieved a value of the HSPF 48% higher than the heat pump in the four-pipe system. This allowed for a significant reduction of primary energy use for space heating.
- When comparing the total annual primary energy use, the two-pipe system used approximately 18% less total primary energy (including ventilation) per year than the four-pipe system.
- The controller for the regulation of the supply water temperature was able to meet heating and cooling set-points in all the five rooms.

Resultater

I mekanisk ventilerede kontor- og administrationsbygninger er det udbredt at kombinere ventilationen med baffelsystemer til køling og opvarmning. Sådanne baffelsystemer kan betegnes 4-rørssystemer, idet der i de enkelte bafler anvendes 2 rør i køledelen (fremløb/retur) og 2 rør i varmedelen (fremløb/retur). Formålet med projektet er at fastlægge krav og forudsætninger for, at et 2-rørsbaffelsystem til køling og opvarmning kan tilvejebringe et termisk indeklima, som mindst er på niveau med det, et 4-rørssystem kan tilvejebringe men med mindre resurseforbrug og med lavere energiforbrug. Fordelene ved et 2-rørssystem er, at energiforbrug til pumper halveres, og at der generelt anvendes færre komponenter, hvilket betyder lavere installationsomkostninger, og mindsket behov for indregulering. Innovativt adskiller 2-rørssystemet sig ved, at temperaturniveauerne i fremløb og retur er nær rumtemperatur, hvilket dels gør det muligt at overføre varme og kulde direkte mellem rum, dels gør det enklere at anvende vedvarende energikilder til køling og opvarmning. En grov estimering viser, at der samlet set er udsigt til at der kan opnås besparelser i størrelsesordenen 30-40 % ved anvendelse af et 2-rørssystem i forhold til et 4-rørssystem. Det nye 2-rørssystem vil kunne anvendes både ved renovering og i nybyggeri, og det vil kunne anvendes i kontor- og administrationsbygninger, institutioner, supermarkeder og hospitaler.

Key figures

Periode:

2013 - 2017

Bevillingsår:

2013

Egen finansiering:

1,68 mio.

Støttebeløb:

1,56 mio.

Støtteprocent:

48 %

Projektbudget:

3,25 mio.

Kategori

Oprindelig title

Innovativt 2-rørsbaffelsystem til såvel køling som opvarmning af bygninger

Program

ELFORSK

Fælles overordnet teknologiområde

Energieffektivitet

Journalnummer

ELFORSK 345-010

Deltagere

Aalborg Universitet (Fredrik Bajers Vej) (Main Responsible)

Partner og Økonomi

Partner	Tilskud	Eget bidrag
Lindab A/S

Kontakt

Kontakperson

Niels Christian Bergsøe

ncb@sbi.aau.dk