Aktuell forskning | 12 sep 2024

Effektivare energi med frisk luft på nytt sätt

Arman Ameen, Högskolan i Gävle, visar i sin doktorsavhandling hur energianvändningen i fastigheter kan effektiviseras genom att frisk luft tillförs i golvnivå och hörn i stället från takdon.

Effektiva ventilationssystem är viktiga delar i byggnader, inte minst i kontors- och skolbyggnader. Förutom att de förhoppningsvis bidrar till hälsosam inomhusmiljö, kan de även öka såväl välbefinnande som produktivitet.

– Ventilationssystemen är ofta en del av byggnaden som använder en hög andel energi, säger Arman Ameen, som är lärare, forskare och utbildningsledare inom energisystem vid Högskolan i Gävle.

I somras blev han klar med sin avhandling. I den undersöks framför allt så kallad ”corner impinging jet ventilation” (CIJV) i kontorsmiljö.

– I de flesta kontorslokaler, klassrum och liknande i Sverige har man så kallad omblandad ventilation. Det innebär att tilluft tillförs via ett eller flera don som är placerade i lokalernas tak. Den nya luften blandas med den gamla kvalitetsmässigt sämre luften som då späds ut. De som befinner sig i lokalen andas alltså inte bara in ny frisk luft.

– Vi har undersökt vad som händer om man istället tillför tilluften i golvnivå, från ett eller flera hörn beroende på hur stor lokalen är. Är lokalen stor kan man behöva ha tilluft från flera hörn. Tanken är att den friska luften så snabbt som möjligt ska nå fram dit där personerna vistas utan att blandas med den gamla.

Gör den det?

– Ja. Ny frisk luft trycks in i rummet i någorlunda hög hastighet och täcker golvytan. Den termiska kraft som finns runt människorna i rummet värmer upp den friska luften som då sugs upp till den nivå där personerna andas.

Enligt avhandlingen presterar CIJV bättre än ett konventionellt omblandande system, särskilt om man utvärderar luftkvaliteten med hänsyn till luftens medelålder.

Det går att spara en del energi genom att tillsätta tilluften från hörn och i golvnivå med impingingtekniken

Arman Ameen berättar att beräkningar visar att det med ”corner impinging jet ventilation” går att sänka luftflödet utan att luftkvaliteten försämras.

– Det behövs inte lika mycket tilluft för att uppnå samma luftkvalitet som med ett traditionellt omblandande ventilationssystem, vilket är effektivt ur energihänseende.

– Den luft som ska blåsas in i rummet utifrån processas i allmänhet först, det vill säga fuktsätts och tempereras. Är det kallt ute värms luften medan det kan krävas kylning om det är varmt. Minskat luftflöde innebär per automatik att det behöver användas mindre energi till luftbehandling. Det går även åt mindre energi för att driva själva fläktsystemet om det totala volymflödet minskas.

Mindre flöden ger dessutom mind­re förluster än större.

– Det går att spara en del energi genom att tillsätta tilluften från hörn och i golvnivå med impingingtekniken istället för takdon som använder omblandad ventilation.

Hur mycket?

– Enligt våra beräkningar cirka åtta procent på årsbasis när det gäller kontor, vilket är det som vi har räknat på. Under vintertid kommer det här systemet att likna traditionell omblandad ventilation.

Varför då?

– Av rent fysikaliska skäl. På vintern behöver man blåsa in varm luft som har en tendens att stiga ganska snabbt även vid hög hastighet, vilket gör det svårt att kontrollera flödet. Sommartid, då det är varmt i rummen och man blåser in kyld luft, är det betydligt lättare att hålla den nya och rena luften i det lägre skiktet.

Den som vill kan välja att inte sänka flödena och istället öka luftkvaliteten, berättar Arman Ameen.

– Eller så kan man kompromissa; höja luftkvaliteten en del samtidigt som man minskar energianvändningen mindre än vad man skulle kunna göra. Optimeringen beror på vilket behov som man har och vad som prioriteras.

Vad händer med ventilationen om det till exempel står ett skåp framför inloppet?

– Om man ställer ett skåp, eller något annat, framför ett inlopp fungerar inte systemet, vilket man såklart behöver ta hänsyn till. Där­emot är det inget problem om skåpet, soffan eller liknande står på ben. Då sprids tilluften som den är tänkt att göra.

Arman Ameen har ansökt om finansiering för fortsatt forskning kring ”corner impinging jet ventilation”.

Text: Mikael Bergling