Bæredygtige kølesystemer: overfladekøling vs. aircondition

Kølesystemer til bæredygtig indeklimakomfort

Både nybyggeri og renoveringsprojekter fokuserer i dag meget på energieffektivitet. Udfordringen her er at skabe en bæredygtig bygning, der også byder på komfort året rundt. Med det rigtige varme- og kølesystem er det nemt at overholde kravene, forudsat at det er tilpasset bygningen og dens beboeres behov.

En populær løsning er f.eks. at supplere et radiatorvarmesystem med et aktivt kølesystem som f.eks. et airconditionanlæg. Men konvektorer med blæser eller strålesystemer med panel- eller gulvvarme og -køling kan også være en interessant mulighed. Lad os se på fordele og ulemper ved hvert system.

Aircondition

Den primære grund til, at folk installerer airconditionsystemer, er deres høje køleydelse. Et airconditionanlæg kan også omfatte en luftfilterfunktion, der fjerner forurenende stoffer fra luften for at forbedre indeklimaet. Desuden er aircondition en meget pålidelig måde at kontrollere fugtigheden på, hvilket reducerer risikoen for fugt, skimmelsvamp eller skadelige bakterier. I nogle tilfælde kan aircondition også bruges til opvarmning, men det kræver visse betingelser.

Find ud af, hvornår opvarmning med aircondition er et godt valg

Selvom aircondition giver et højt komfortniveau, har det også et relativt højt energiforbrug. Desuden indeholder det ofte kølemidler, som har en ret kort levetid og en negativ indvirkning på miljøet. Så udfordringen for både producenter og slutbrugere er at gå over til en mere bæredygtig implementering.

I sin rapport om fremtidens køling ⁽¹⁾ tager Det Internationale Energiagentur (IEA) emnet op og opfordrer slutbrugerne til at vælge mere effektive klimaanlæg. De siger, at den gennemsnitlige effektivitet af de airconditionanlæg, der sælges i dag, er mindre end halvdelen af, hvad der typisk er på hylderne, og en tredjedel af den bedste tilgængelige teknologi. Ifølge deres effektive kølescenarie kan effektive politikker fordoble den gennemsnitlige airconditioneffektivitet og reducere køleenergibehovet med 45 % sammenlignet med referencescenariet.

Overfladekøling

Et gulv- eller loftsystem optager ikke værdifuld vægplads og støjer ikke. Takket være strålevarmen eller -kølingen er der heller ingen støvcirkulation eller træk. Desuden kan et sådant system nemt kombineres med brugervenlige betjeningselementer som vores Unisenza-serie for at indstille forskellige temperaturer i forskellige rum. Dette optimerer komforten for brugerne og reducerer energiforbruget, da rum, der ikke er i brug, ikke opvarmes eller køles unødigt.

Desuden kræves der kun nogle få ekstra komponenter for at omdanne vores overfladevarmesystemer til overfladevarme og -køling. Der anvendes som udgangspunkt et 2-rørssystem, hvor det er det samme rørsystem og de samme komponenter, der kan anvendes til opvarmning og køling som til ren opvarmning. Det betyder, at det allerede høje komfort- og livskvalitetsniveau i et Purmo-overfladevarmesystem kan øges yderligere uden en masse ekstra materiale og udgifter.

I princippet skelnes der mellem aktiv og passiv køling i overfladekøling afhængigt af genereringen af koldt vand.

• Passiv køing: Hertil anvendes hovedsageligt vand/vand-, brine/vand- og i sjældne tilfælde luft/vand-varmepumpesystemer. Ved passiv køling anvendes grundvandet normalt som en regenerativ kølekilde. Ved køling overføres det tilsvarende temperaturniveau direkte til systemvandet ved hjælp af en varmeveksler.
  
• Aktiv køling: Det kræver energi at drive en køler eller en reversibel varmepumpe. Et kølemiddel, der cirkulerer i køleren, udtrækker overskudsvarme fra systemvandet, der skal køles via en fordamper. Princippet svarer til et køleskab, bare i større dimensioner. Den opnåelige kølekapacitet afhænger af koldtvandstemperaturen og kølefladens effektive overførselsområde i rummet. Den begrænses hovedsageligt af dugpunktstemperaturen. Selv hvis den beregnede kølebelastning og den planlagte rumtemperatur ikke nås, kan rumtemperaturerne reduceres med nogle få grader, hvilket giver en betydelig komfortfordel i forhold til bygninger, der ikke er kølede.

En ulempe ved overfladekølesystemer er, at deres maksimale køleydelse er begrænset af rummets overfladeareal. Desuden skal dannelse af kondens forhindres for at opnå optimal drift. Det betyder, at alle områder, der kommer i kontakt med varm udeluft, som f.eks. vinduer, døre, ventilationsåbninger osv. skal forsegles korrekt.

Blæserkonvektorer

Ligesom strålesystemer er blæserkonvektorer som f.eks. Vido S2et godt match til lavtemperaturvarmesystemer og kan bruges til både opvarmning og køling, når de kombineres med en reversibel varmepumpe. Desuden påvirkes de ikke så meget af det tilgængelige areal, så deres effekt kan skræddersys mere specifikt til det fulde varme- og kølebehov.

På den anden side kræver blæserkonvektorer nogen vægplads og skal dimensioneres tilstrækkeligt stort til, at ventilatorerne ikke skal køre på højeste indstilling det meste af tiden. Det ville øge både energiforbruget og støjniveauet.

Sammenligning af forskellige kølesystemer

Inden for projektet SCoolS (Sustainable Cooling Systems) har forskere fra Thomas More University of Applied Sciences og Belgian Building Research Institute gennemført flere simuleringer. Ved hjælp af disse simuleringer undersøgte de ydeevnen af bæredygtige kølesystemer og sammenlignede dem med aircondition som reference for komfort (bedst) og energiforbrug (højest). Som forventet kan aktive luftkølesystemer give god komfort i 98 % af de undersøgte tilfælde med en køleeffekt på 50 W/m². Ved 15 til 30 W/m² kan de mere bæredygtige systemer med overfladekøling og blæserkonvektorer dog give tilsvarende komfort i 80 % af tilfældene.

Simuleringerne viser også, at når der anvendes bæredygtige kølesystemer, såsom overfladekøling eller blæserkonvektorer, sker der en drastisk reduktion i energiforbruget sammenlignet med klassiske aktive kølesystemer. Det er dog en forudsætning, at styringen tilpasses bygningen og beboernes behov. Derudover skal der være en tilstrækkelig stor margen mellem sætpunktet og det lavere komforttemperaturniveau, så de højeste kapacitetsbehov kan bufferbehandles i systemet og i bygningen.⁽²⁾

Bæredygtige kølesystemer: Fuldt overblik

Når valget mellem de forskellige kølesystemer, der er drøftet ovenfor, er på bordet, er det vigtigt at se hele billedet. Det betyder, at der skal tages hensyn til både opvarmning og køling, men også bygningens egenskaber og beboernes daglige aktiviteter. Er der f.eks. tilstrækkeligt stort overfladeareal til køling til at give tilstrækkelig komfort? I så fald er gulvkøling eller et panelsystem helt sikkert en god løsning, der både er fleksibel og energieffektiv. Men i tilfælde af en høj belægningsgrad kan det f.eks. være bedre at vælge et kølesystem med blæserkonvektorer eller en airconditioner, der bedre kan skræddersys til kølebehovet.

Kilder
1. https://www.iea.org/reports/the-future-of-cooling
2. https://www.duurzamekoeling.be/uploads/1/0/2/1/102130926/8-180-21_wuyts.pdf