Hög verkningsgrad på vintern – utan att äventyra driften?
Att ventilationsaggregat fryser ihop under vintern är ett välkänt problem – men det går att undvika utan att tumma på energieffektiviteten. Genom att låta tekniken själv avgöra när och hur avfrostning sker kan driften optimeras året runt, konstaterar Daniel Oltegen på Swegon.
TEXT: DANIEL OLTEGEN, SWEGON
När kylan biter som hårdast och energipriserna är som högst är risken störst att ventilationsaggregaten levererar som sämst. Höga fuktlaster i kombination med låga utetemperaturer gör att många plattvärmeväxlare helt enkelt fryser igen.
På pappret såg vårt uppdrag enkelt ut: att höja verkningsgraden i aggregat med plattvärmeväxlare så att de uppfyller både lagkrav och marknadens ökade förväntningar. I verkligheten visade det sig vara betydligt mer komplicerat. Vi behövde hitta en lösning som bibehöll hög verkningsgrad – även under de kallaste vintermånaderna – utan att äventyra driften.
Kravet från myndigheter är minst 73 procents verkningsgrad. Marknaden vill se betydligt högre. Att nå dit i laboratoriemiljö är sällan ett problem. Utmaningen kommer när vintern tar över. Då gäller det att hålla en hög verkningsgrad utan driftstörningar, just när behovet av återvinning är som störst.
Fysiken påminner oss snabbt om sina villkor: Ju mer värme vi återvinner, desto kallare blir avluften. Resultatet blir kondens, och snart frost. Redan vid några minusgrader börjar isen växa. Ju högre verkningsgrad, desto större risk för isbildning. Och när isen väl tagit fäste krävs avfrostning. Men hur gör man det utan att slösa energi, sänka verkningsgraden för mycket eller i värsta fall stänga av hela aggregatet?
Att stänga av är förstås otänkbart i Norden – frisk luft måste levereras kontinuerligt.
Vi insåg tidigt att strategin att undvika påfrysning genom att minska verkningsgraden via bypass inte höll måttet. Visst, man undvek isbildning, men på bekostnad av en alltför låg verkningsgrad under långa perioder. I det kalla hörnet av växlaren började is ändå växa, området utökades och till slut var en fullständig avfrostning oundviklig.
Vägen framåt blev adaptiv avfrostning – att avfrosta endast när det behövs och inte mer än nödvändigt. Men för att lyckas krävdes svar på två avgörande frågor: När ska avfrostningen starta? Och när är växlaren verkligen fri från is och vatten?
För att hitta svaret genomförde vi omfattande tester i vår klimatrigg på Swegon. Där kunde vi simulera Nordens kallaste klimat och samtidigt återskapa fuktlaster som i ett verkligt hem: matlagning, duschar och varierande antal boende. Efter otaliga timmar av testande, analyserande och justerande fann vi en metod där styrningen i aggregatet – med hjälp av befintliga sensorer – beräknar i realtid när avfrostningen ska starta och när en sektion är klar, innan den går vidare till nästa. Varje avfrostning blir på så vis unik, anpassad efter rådande förhållanden.
Resultatet blev en lösning som inte bara håller hög verkningsgrad i laboratoriet utan även i verklig drift, under de kallaste vinterdagarna. Så pass unik att vi anmälde den till BeBos innovationstävling Bättre BostadsFTX. När juryn såg hur vi kunde uppvisa höga medelverkningsgrader både i rigg och i fält stod det klart att vår adaptiva avfrostning tog hem segern.
Tävlingen belyste också ett annat behov i branschen: ett standardiserat sätt att mäta verklig prestanda vid kallt klimat. Arbetet med att ta fram en sådan metod pågår nu inom Svensk Ventilations arbetsgrupp.
Att vinna tävlingen var förstås en bekräftelse på vårt arbete – men för oss betyder det mer än så. Det visar att även beprövad teknik kan förnyas. Och att smart styrning kan göra skillnaden mellan ett system som fryser igen – och ett som levererar frisk luft, låga energikostnader och hållbara bostäder, även när vintern är som kallast.
Daniel Oltegen
R&D Group Manager Test & Calculation
Swegon Operations AB
