ERFARENHETEN: Det är dags att nyansera bilden av värmeväxlare
Dubbla plattvärmeväxlare är bättre än motströmsvärmeväxlare. Det är det
viktigaste budskapet i en artikel av Tomas Nilsson i Energi & Miljö nr 9/2018.
Det menar Claes Jäderholm, REC Indovent AB, som är leverantör av FTX
med motströmsvärmeväxlare. ”Det är dags att nyansera bilden lite.”
Text: Claes Jäderholm
Inledningsvis håller jag med Tomas Nilsson om att det finns en stor energibesparingspotential genom att använda värmeväxlare med hög verkningsgrad och låga sfp-tal även om siffran 42 miljarder kan diskuteras. Den bygger på att jämföra ”normalt föreskrivna” 78 procent i temperaturverkningsgrad och 1,8 i sfp. Min erfarenhet är att dessa värden är för låga och att det i dagsläget är vanligare att konsulter och beställare ställer betydligt högre krav på verkningsgrad och sfp.
Det blir också en begreppsförvirring då man blandar termerna. Motströmsvärmeväxlare är ju faktiskt en form av plattvärmväxlare och därför kan det finnas anledning att reda ut begreppen.
Plattvärmeväxlare bygger på principen att till- och frånluften passerar varandra i lamellpaket, oftast av veckade aluminiumplåtar eller plastkanaler. Den varma frånluften värmer upp värmeväxlarkanalerna varvid den kalla tilluften tar upp värmen. Historiskt sett har plattvärmeväxlare haft dålig verkningsgrad, 55–65 procent, men det har hänt otroligt mycket på området de senaste tio åren vilket gör att man i dag kan komma upp i hela 96 procent under goda förhållanden. Principiellt finns det tre olika typer av plattvärmeväxlare: medströms-, korsströms- och motströmsvärmeväxlare.
Medströmsvärmeväxlare
Den minst effektiva typen kallas för medströmsvärmeväxlare, det varma mediet flödar i samma riktning som det kalla. Denna typ har betydligt sämre verkningsgrad. Man kan se det som om man blandar de ingående mediernas temperaturer och där brukar man ligga under 50 procents verkningsgrad. Ytterligare en nackdel är att varm och fuktig frånluft möter den kalla uteluften direkt i ingången av växlaren, detta skapar ett så kallat ”kallt hörn” vilket gör att påfrysningsrisken i detta hörn ökar väsentligt. Rekommenderas ej!
Korsströmsvärmeväxlare
Korsströmsvärmeväxlare arbetar med principen att det varma mediet flödar vinkelrät mot det kalla. Den har fördelen att den går att göras kompakt vilket gör att det är en vanlig princip i bilar och luftkonditioneringsaggregat. Verkningsgradsmässigt är den ett mellanting, det vill säga bättre än medströmsväxlare men också betydligt sämre än motströmsväxlare. Korsströmsvärmeväxlarens verkningsgrad är 60–75 procent.
Motströmsvärmeväxlare
Slutligen finns motströmsvärmeväxlaren där det varma mediet flödar i motsatt riktning mot det kalla. Denna typ är den mest effektiva, då den kan överföra nästan all värmeenergi från den ena sidan till den andra. Den används med fördel i byggnader för att återföra värmen i ventilationssystem. Dagens motströmsvärmeväxlare kan uppnå en verkningsgrad på upp till 96 procent. Vissa luftbehandlingsaggregat har alltså dubbla korsströmsväxlare i serie (som man i den refererade artikeln kallar för dubbla plattvärmeväxlare) vilket jämförs med en enkel motströmsvärmeväxlare. Detta blir en något onaturlig jämförelse. Ska man göra en seriös jämförelse skulle det vara dubbla korsströmsväxlare jämfört med dubbla motströmsvärmeväxlare.
- Dubbla motströmsvärmeväxlare ger bättre verkningsgrad än dubbla korsströmsväxlare (vid samma flöde och storlek).
- Enkel motströmsvärmeväxlare ger ungefär samma verkningsgrad som dubbla korsströmsväxlare i serie (85–93 procent). Givetvis är detta beroende på lufthastighet och växlarens fysiska storlek.
- Dubbla parallellkopplade motströmsvärmeväxlare ger generellt lägre tryckfall och sfp än dubbla seriekopplade korsströmsväxlare (på grund av en växlare istället för två i serie) men självklart är växlarens fysiska storlek en faktor.
- Det är enklare att bibehålla den höga verkningsgraden och låga sfp vid forceringsflöden då växlarna är parallellkopplade jämfört med seriekopplade.
- Sektionsavfrostning fungerar även för parallellkopplade motströmsvärmeväxlare. Många leverantörer har det i dag vilket gör att argumenten för ett större eftervärmningsbatteri med mer maxeffekt vid motströmsvärmeväxlare inte är relevant.
- Fördelen, som Tomas Nilsson påpekar, med att den seriekopplade korsströmsväxlaren både har frånluft och avluft på ”övervåningen” har en baksida. Växlaren tar betydligt mer plats (golvyta) i anspråk jämfört med en motströmsväxlaren där växlarna ligger ovanpå varandra.
Avfrostningen
Effektiva korsströms- och motströmsväxlare kräver avfrostning vintertid. Normalt föreligger risk för påfrysning då utetemperaturen understiger -5 till -10°C.
