Frikyla – inte alltid gratis

Sänk temperaturen, istället för att öka luftflödet råder Per Fahlén, SP, som jämfört frikyla från uteluft med en konventionell kylmaskin.

Fläktar kräver också energi. Foto: Mark Kretz

Att ta in kall uteluft för att kyla lokaler kan på det hela taget verka som en bra idé, men för att systemet ska fungera måste konstruktören och entreprenören vara uppmärksamma på att skapa så låga tryckfall som möjligt. Annars kan det bli dyrt att forsla runt luft för kylning. Det menar Per Fahlén, SP, och professor vid Chalmers, som räknat på möjligheterna för frikylning.
– Även om man inte betalar för att få den låga temperaturen, kostar det ju drivenergi att distribuera luften i huset. Rent fysikaliskt kan ett kilo vatten transportera tusen gånger mer energi än ett kilo luft. Det som kostar drivenergi är volymflödet, som då är till luftens nackdel, säger Fahlén.
– Det betyder i sin tur att tryckfallen över aggregat och don måste hållas mycket låga, för att inte el-åtgången ska bli större för fläktdriften än för driften av en kylmaskin för motsvarande kyleffekt. Förr i tiden hade kanaltryckfallen mycket större betydelse än de har med dagens dimensionering.
Han pekar också på att flödet måste öka då skillnaden mellan temperaturen ute och inne minskar i det fall man använder frikyla. Och ju större flöde desto mer el åtgår för fläktdriften.
– Rent principiellt är det så att fördubblar man luftflödet, kommer fläkteffekten att öka nästan åtta gånger. Om vi tänker oss att vi tar in nollgradig luft och kan välja mellan att distribuera ut 5-gradig och femtongradig tilluft kan man i det första fallet nöja sig med en tredjedel av volymflödet, jämfört med om vi distribuerar 15-gradig luft. Tilluftsdon med möjlighet att tillföra lågtempererad luft utan komfortproblem har därför en avgörande betydelse för el-behovet för komfortkyla.
– Även om COP för en kylmaskin sjunker med sjunkande temperatur är det i det flesta fall ändå energieffektivare att sänka temperaturen istället för att öka luftflödet, avslutar Per Fahlén.

Mark Kretz, Energi & Miljö nr 10/10 sid 43

Grafen: Figuren anger vilket SFP-tal som krävs för att göra frikyla mer energieffektivt än vätskekylsystem. Anta att man behöver öka kyleffekten från den som hygienluftflödet ger med en viss undertemperatur (Q´nom; 4 K och 8 K visas som alternativ). Ökningen kan göras med ökat luftflöde, sänkt tilluftstemperatur, med rumskylare eller kombinationer av dessa. Som exempel tar vi en ökning av den relativa kylkapaciteten från 1,0 till 1,5 kWc/kWnom med ökat luftflöde eller med en rumskylare, COP = 4 för kylmaskinen. För att ökat uteluftsflöde (”frikyla”) ska vara effektivare än kylmaskinen måste SFP-talet vara mindre än 0,5 om temperaturdifferensen mellan till- och frånluft är 4 K och mindre än 1,0 om temperaturdifferensen är 8 K. Diagrammet visar att vald tilluftstemperatur är avgörande för kraven på SFP-värdet (donfunktionen är avgörande för både rumskomfort och energiekonomi). En annan aspekt är att det dessutom kan gå åt en massa värme för att värma tilluften samtidigt som man ska kyla rummet om uteluften är mycket kallare än önskad inblåsningstemperatur. Diagram: Per Fahlén