Ilmankäsittelykone eq Maksimaalista energiatehokkuutta Semco-roottorin avulla
Kaksi tärkeintä sisäilmaston laatuun vaikuttavaa tekijää ovat ilman lämpötila ja ilman kosteus. Niiden saaminen oikealle tasolle kuluttaa runsaasti energiaa ja aiheuttaa kustannuksia. Fläkt Woodsin uusi pyörivä lämmönsiirrin pienentää näitä kustannuksia radikaalisti. Rakennuksen ilmanvaihto sisältää yleensä sekä lämmitys- että jäähdytysjärjestelmän. Niiden tehtävä on huolehtia mukavuuden kannalta oikeasta sisäilmastosta. Lämmitys ja varsinkin jäähdytys ovat investoinniltaan kalliita ja aiheuttavat runsaasti käyttökustannuksia. Tämän takia tarvitaan tehokas poistoilman energian talteenotto. Pyörivä lämmönsiirrin tarjoaa parhaan lämpötilahyötysuhteen. Sillä saavutettava lämmön talteenoton vuosihyötysuhde on selkeästi korkein eri lämmön talteenottomenetelmistä. Valikoimastamme löytyy kaksi päätyyppiä: Pelkkää lämpöä siirtävä (ei-hygroskooppinen) sekä hygroskooppinen, joka siirtää sekä lämpöä että kosteutta. Tätä kutsutaan Semco-roottoriksi. Semco-roottorin kosteuden talteenotto Semco-roottorin erityinen ominaisuus on, että se siirtää sekä lämpöä että kosteutta. Uudessa mallissamme kosteuden talteenoton hyötysuhde on poikkeuksellisen korkea, jopa 80 %. Roottorin pinta on käsitelty hygroskooppiseksi. Poistoilmassa oleva vesihöyry sitoutuu roottorin pintaan höyrymuodossa, ja vapautuu matalamman höyrynpaineen puolella tuloilmassa. Semcoroottori siirtää siis myös latenttia energiaa, ei pelkkää lämpöä. Terveellisempi ilmankosteus talvella Talvella ulkoilman kosteus on hyvin pieni, koska kylmä ilma ei pysty sitomaan vettä. Kun kuiva ilma lämmitetään ja puhalletaan sisälle rakennukseen, on siitä seurauksena hyvin kuiva sisäilma kaikkine ongelmineen. Uusi Semco-roottori vähentää huomattavasti tätä haittaa ottamalla talteen poistoilman kosteuden ja siirtämällä sen sisäänpuhallusilmaan. Poistoilmassa oleva vesihöyry sitoutuu roottorin pintaan höyrymuodossa, ja vapautuu matalamman höyrynpaineen puolella tuloilmassa. Kosteus ei missään vaiheessa tiivisty vedeksi. Näin saavutetaan korkeampi sisäilman kosteus kuin millään muulla lämmön talteenottotavalla. Pienempi lämmöntalteenoton huurtumisvaara Kun ulkoilman lämpötila laskee hyvin alas, lämmön talteenottolaitteet huurtuvat, jäätyvät ja menettävät talteenottotehonsa nopeasti. Tämän takia tarvitaan erilaisia sulatusjärjestelmiä, jotka heikentävät lämmön talteenottoa ja kuluttavat energiaa. Semco-roottori pienentää tätäkin ongelmaa. Koska poistoilman sisältämä kosteus otetaan talteen ja siirretään tuloilmaan, ei kosteus pääse kerryttämään huurretta ja jäätä lämmönsiirtimeen. Lämmön talteenotto voi toimia täydellä teholla lämpötilaan n. -24 C asti. Tämä säästää sekä energiakustannuksia että pienentää tarvittavaa jälkilämmitystehoa. Tehokkaampi jäähdytysenergian talteenotto kesällä Lämmin ulkoilma jäähdytetään tavallisesti ilmankäsittelykoneessa olevalla jäähdytyspatterilla. Jäähdytyksessä ilma joutuu kastepisteensä alapuolelle ja siitä tiivistyy vettä samalla kun ilma jäähtyy. Veden tiivistäminen kuluttaa runsaasti energiaa ja vedenjäähdyttimen jäähdytystehon pitää kattaa myös tämä tiivistämisen kuluttama energia. Tarvitaan suurempi jäähdytyskone ja energiankulutus lisääntyy. Semco-roottorin kosteuden talteenotto muuttaa tämän asetelman täydellisesti. Nyt hyödynnetään rakennuksesta tulevan poistoilman matalampaa lämpötilaa ja etenkin matalampaa kosteutta. Ulkoilmassa oleva suuri kosteus sitoutuu roottorin pintaan tuloilmapuolella. Poistoilmapuolella kosteus siirtyy kuivempaan poistoilmaan ja kosteus puhalletaan ulos rakennuksesta jäteilman mukana. Näin tuloilma kuivuu roottorissa samalla kun se jäähtyy jonkin verran. Kun tämä kuivattu ulkoilma jäähdytetään, kuluttaa jäähdyttäminen paljon vähemmän energiaa, koska jäähdytystehoa ei tarvita kosteuden tiivistämiseen. 2
Rakennusten jäähdytysjärjestelmissä on välttämätöntä estää kondenssin syntyminen huonekohtaisen jäähdytyslaitteen pintaan. Esimerkiksi jäähdytyspalkit eivät saa tiputtaa vettä pöydille tai tietokoneille. Tavallisesti tämä tarkoittaa, että ulkoilma on kuivattava niin, että sen kastepiste on selvästi jäähdytyspalkin kylmimmän lämpötilan alapuolella. Oheinen esimerkki näyttää miten paljon Semco-roottori pienentää tarvittavaa jäähdytyspatterin tehoa ja samalla kompressorikoneikon kokoa. Ulkoilma 27 C, 60 % RH jäähdytetään lämpötilaan 14 C. Ilmavirralle 5 m 3 /s tarvittava jäähdytysteho on 157 kw kun ilma jäähdytetään käyttämällä perinteistä jäähdytyspatteria. Käyttämällä jäähdytyksen talteenottoa Semco-roottorin avulla, pienentää se tarvittavan jäähdytystehon arvoon 84 kw. Tämä merkitsee merkittävää pienenemistä kompressorikoneikon koossa ja käyttökustannuksissa. ReCooler säästää käyttökustannuksissa ja tilantarpeessa eq-konesarjaan kuuluva jäähdytysyksikkö ReCooler on ilmankäsittelykoneeseen integroitu tuloilman jäähdytyskone. ReCooler on kompakti, toimintavalmis jäähdytin, jossa kaikki jäähdytyksessä tarvittava on asennettu yhteen ilmanvaihtokoneen osaan. Ei tarvita erillistä kompressorikoneikkoa eikä lauhduttimia katolle. Tilantarve konehuoneessa on minimaalinen ja rakennuksen ulkopuolta ei tarvitse pilata meluavalla lauhduttimella. Jäähdytyksen asennus ei voisi olla helpompaa, vain yksi konelohko paikalleen ja kaikki on valmista. ReCooler on tehdasvalmis, koekäytetty ja testattu. ReCoolerissa on mukana uusi Semco-roottori. Sen ansiosta saadaan tehokas jäähdytyksen talteenotto sekä uskomattoman korkea jäähdytyksen COP-luku. 3
Semco-roottori antaa etuja kaikissa olosuhteissa Tapaus 1 Kesätilanne Kun lämmintä ja kosteaa ulkoilmaa jäähdytetään, tiivistyy siitä samalla vettä. Veden tiivistäminen kuluttaa runsaasti energiaa, ja samalla vedenjäähdytin on mitoitettava tämän suuremman tehon mukaan. Tämä tulee voimakkaimmin esiin niissä ilmastointilaitoksissa, joissa halutaan estää sisäilman kosteuden kohoaminen liian korkeaksi. Jäähdytyspalkkijärjestelmä on eräs tällainen esimerkki. Miten tämä tapahtuu? Hygroskooppisen Semco-roottorin avulla hyödynnetään rakennuksen poistoilman viileyden ja kuivuuden talteenottoa. Ulkoilman sisältämä kosteus sitoutuu roottorin pintaan tuloilmapuolella. Poistoilmapuolella ulkoilmasta tullut kosteus siirtyy kuivempaan poistoilmaan ja puhalletaan ulos rakennuksesta jäteilman mukana. Näin ulkoilma kuivuu roottorissa samalla kun se jäähtyy jonkin verran. Kun tämä kuivattu ulkoilma jäähdytetään, kuluttaa jäähdyttäminen paljon vähemmän energiaa, koska energiaa ei tarvita kosteuden tiivistämiseen. Edut Jäähdytysenergian kulutus pienenee jopa 50 % Vedenjäähdyttimen koko pienenee Pienemmät putkistot, säiliöt, lauhduttimet jne. Pienempi tarvittava kylmäainemäärä 23 C 50 % 9 g/kg 27 C 60 % 13,3 g/kg 23,9 C 54 % 10 g/kg kosteuden siirto 14 C 89 % 9 g/kg Tuloilman kokonaisjäähdytysteho 157 kw, josta Semco-roottori 84 kw Jäähdytyspatteri 73 kw 4
Tapaus 2 Talvitilanne Kylmä ilmasto ja tehokas lämmöntalteenotto on ongelmallinen yhdistelmä. Kun ulkoilman lämpötila laskee hyvin alas, lämmön talteenottolaitteet huurtuvat, jäätyvät ja menettävät talteenottotehonsa nopeasti. Jotta laite ei vähitellen jäädy kokonaan umpeen, tarvitaan erilaisia sulatusjärjestelmiä, jotka heikentävät lämmön talteenottoa ja kuluttavat energiaa. Hygroskooppinen Semco-roottori pienentää tätäkin ongelmaa. Miten tämä tapahtuu? Rakennuksen poistoilman sisältämä vesihöyry sitoutuu poistoilmapuolella roottorin pintaan höyrymuodossa. Tuloilmapuolella ilma on kuivaa ja höyrynpaine matalampi. Roottoriin sitoutunut vesihöyry vapautuu ja siirtyy tuloilmaan. Kosteus ei missään vaiheessa tiivisty vedeksi. Näin kosteus ei pääse kerryttämään huurretta ja jäätä lämmönsiirtimeen. Lämmön talteenotto voi toimia täydellä teholla lämpötilaan n. -24 C asti. Tämä säästää sekä energiakustannuksia että pienentää lämmitystehoon liittyvää investointia. Edut Ei ylimääräistä tehovarausta lämmityspatteriin Vähentää lämmityspatterin energiankulutusta Luotettavampi toiminta talvikaudella huurtumattomuuden takia Pitää rakennuksen sisäilman suotuisammassa kosteudessa 23 C 30 % 5 g/kg 26 C 60 % 0,2 g/kg 20 C 30 % 4 g/kg Tuloilman kosteus kasvaa 10 %:sta 30 %:iin käyttämällä Semco-roottoria 12,3 C 45 % 4 g/kg kosteuden siirto 5
Kuivan ilman vaikutukset hyvinvointiin ja hygieniaan Liian kuiva sisäilma vaikuttaa haitallisesti sekä ihmisiin että moniin prosesseihin. Se vaikuttaa ihmisten hyvinvointiin sekä terveyteen, ja tätä kautta myös työn tuottavuuteen. Pohjoisessa Euroopassa on talvikuukausien aikana pitkä liian matalan suhteellisen kosteuden kausi. Sama ilmiö voimistuu myös kesällä entistä lämpimämpien kesäkuukausien myötä. Optimaalinen sisäilman kosteus hyvinvoinnin kannalta on noin 50 % RH. Kylmänä talviaikana voi sisäilman kosteus laskea jopa 15 20 % RH tasolle. Staattinen sähkö Selkeästi havaittava kuivan ilman aiheuttama ilmiö on staattiset sähköpurkaukset. Niitä alkaa syntyä, kun kosteus laskee alle 40 % RH. Silmien kuivuminen Kun ilma on kuivaa, kosteuden haihtuminen silmistä lisääntyy. Tämä aiheuttaa sarveiskalvon pinnan kuivumista. Piilolasien käyttäjät tuntevat ärtymystä, joka lisääntyy jopa viisinkertaiseksi kun ilman kosteus vähenee arvosta 45 % arvoon 20 %. Kuiva suu, kurkku ja nenä Nenä ja kurkku toimivat tehokkaana ilmankostuttimena sisäänhengitetylle ilmalle. Terveet limakalvot estävät tulehduksia estämällä mikrobien ja pölyhiukkasten pääsyn elimistöön. Jatkuva matala ilman kosteus kuivattaa lima- kalvot ja altistaa infektioille. Sopiva ilman kosteus estää nämä ongelmat. Lämpötilan aistiminen Ihmisen aistimaan lämpötilaan vaikuttaa myös ilman kosteus. Liian kuiva ilma vaatii pitämään korkeampaa lämpötilaa jotta lämpötila tuntuisi sopivalta. Tämä kuluttaa enemmän energiaa ja kuivaa edelleen ilmaa. Stressi ja poissalolot Tehty tutkimus on näyttänyt, että työstä poissaolojen määrä kasvaa 4 %:sta 5 %:iin kun kosteus putoaa 40 %:sta 20 %:iin. Yhteenveto Kuivan ilman vaikutukset ihmisiin vaihtelevat sekä lämpötilan mukaan että henkilökohtaisen herkkyyden mukaan. Tyypillisessä sisäilman lämpötilassa 22 23 C saavutetaan mukava ja terveellinen sisäilmasto kun ilman kosteus on tasolla noin 50 % RH. Tällöin raportoidaan hyvin vähän oireita, vain henkilöt joilla on erityisen herkät silmät. Kun kosteus laskee alle 40 % tullaan alueelle, jossa sisäilma tulee epämiellyttävän tuntuiseksi ja myös epäterveelliseksi. Kun kosteus nousee arvoon 60 70 % RH lämpötilasta riippuen, tulee ilma epämukavan kosteaksi. Mukava ja terveellinen alue työpaikan ilman kosteudelle on näin 40 60 % RH. 6
Acon Ilmankäsittelykoneiden mitoitusohjelma Acon on Web-pohjainen mitoitus- ja simulointiohjelma Fläkt Woodsin ilmankäsittelykoneille. Sen avulla saat helposti tuotettua kaikki suunnittelussa tarvittavat tiedot Mitta- ja painotiedot Laitteiden toimitusajan Toiminto-osien suoritusarvot Lämmön talteenoton hyötysuhteen LCC elinkaarilaskennan Valmiin Dxf tai Dwg-kuvan siirrettäväksi piirustukseen Magicad-liitäntä Ilmankäsittelykoneen dokumentaation Acon ohjelman avulla on helppo todeta Semco-roottorin hyvät ominaisuudet eri toimintatilanteissa ja lämpötiloissa. Sekä energiansäästö että pienentynyt mekaanisen jäähdytystehon tarve on selkeästi nähtävissä ohjelman tulosteista. LCC avainasemassa Rakennusten ilmastointijärjestelmää valittaessa sekä energiankulutusta laskettaessa on hyödyllistä käyttää elinkaarikustannuksen menetelmää LCC (Life Cycle Cost). Sen avulla voidaan verrata toisiinsa eri laitevalintojen ja järjestelmävalintojen alkuinvestoinnin suuruutta sekä valintojen vaikutusta käyttökustannuksiin. Huomataan nopeasti että investointi korkeatasoisiin laitteisiin maksaa itsensä takaisin hyvin nopeasti ja tarpeen mukaan säätyvä ilmanvaihtojärjestelmä nousee ykköstilalle energiakustannusten edullisuudessa. Noin 85% elinkaaren aikaisista kustannuksista aiheutuu energian kulutuksesta, 10% alkuinvestoinnista ja 5% huollosta. KUSTANNUS Energia 85% Investointi 10% Huolto 5% SÄÄSTÖ Elinkaaritaloudellisuus, Energiatehokkuus ja Ekologisuus Energian tehokas käyttö sekä korkean hyötysuhteen tuotteet ovat avainasemassa kun pyritään matalaan energian kulutukseen. Fläkt Woodsilla on tällä alueella korkea osaamisen taso. e3-symbolilla merkitsemme tuotteet jotka ovat erityisen energiatehokkaita. Ne säästävät kahdella tavalla: vuotuisten käyttökustannusten kautta sekä pienempänä hiilijalanjälkenä. 7 AIKA
We Bring Air to Life FIN 9244 Semco-roottori Copyright 2012 Fläkt Woods Group Fläkt Woods on edelläkävijä ja ykkönen ilmankäsittelyssä. Olemme erikoistuneet laajaalaisesti ilmastoinnin ja ilmankäsittelyratkaisujen kehittämiseen ja valmistamiseen. Jatkuva tavoitteemme on tehdä järjestelmiä, jotka täsmällisesti tuottavat halutun toiminnon ja suorituskyvyn samalla maksimoiden energiahyötysuhteen. Ratkaisut kaikkiin ilman käsittelytarpeisiin Fläkt Woods tuottaa ratkaisuja rakennusten ilmanvaihtoon ja ilmastointiin ja puhallinratkaisuja teollisuuteen ja infrastruktuuriin. Ilmankäsittelykoneet Moduulikoneet, kompaktikoneet ja pienet ilmankäsittelykoneet. Jokainen malli ja toiminto on suunniteltu antamaan hyvä sisäilman laatu mahdollisimman taloudellisesti ja käyttövarmasti. Päätelaitteet ja kanavat Tulo- ja poistoilman ilmanjakolaitteet ja venttiilit seinä-, katto- ja lattia-asennuksiin sisältyvät laajaan valikoimaamme ja sopivat kaiken tyyppisiin sovelluksiin. Jäähdytyspalkit Aktiiviset sisäilmapalkit ilmanvaihtoon, jäähdytykseen ja lämmitykseen ja passiiviset konvektorit jäähdytykseen. Ainutlaatuiset mukavuussäädöt ja virtauskuvion säätöominaisuudet.. Asuntoilmanvaihto Täydellinen valikoima tuotteita asuntoilmanvaihtoon. Sisältää ilmanvaihtokoneet, poistopuhaltimet ja liesikuvut, jotka on suunniteltu optimoimaan sisäilman mukavuutta ja säästämään energiaa. Energian talteenotto Monipuoliset tuotteet ja järjestelmät, jotka ottavat talteen energiaa, parantavat ilmanvaihtoa ja säätävät kosteutta. Puhaltimet Kehittyneet aksiaali-, radiaali ja kammiopuhaltimet kaikkiin tarpeisiin. Kattava valikoima sisältäen korkean lämpötilan ja ATEX-luokitellut vaihtoehdot. Suunnitteluperusteina energiahyötysuhde ja minimoidut elinkaarikustannukset. Jäähdyttimet Ilmalauhdutteiset ja nestelauhdutteiset jäähdyttimet, joilla jäähdytysteho 1800 kw asti. Suunniteltu minimoimaan vuotuista energian kulutusta kaiken tyyppisissä rakennuksissa. Säätölaitteet ja käytöt Muuttuvanopeuksiset käytöt ja säätöjärjestelmät testattuna täydellisen yhteensopivuuden varmistamiseksi. Asiantuntijamme neuvovat energian säästössä ja järjestelmien yhteen sovittamisessa. Akustiset tuotteet Täydellinen valikoima äänenvaimennuksessa tarvittavia tuotteita sisältäen pyöreät ja suorakaidevaimentimet, projektikohtaisesti suunnitellut vaimentimet ja akustiset erikoiskoteloinnit. Fläkt Woods Oy, Kalevantie 39, 20520 TURKU p 020 442 3000 f 020 442 3018 w www.flaktwoods.fi Myynti ESPOO PL 5, 02621 Espoo p 020 442 3000 f 020 442 3302 KUOPIO Microkatu 1, 70210 Kuopio p 020 442 3294 f 020 442 3305 OULU Kiilakiventie 1, 90250 Oulu p 020 442 3538 f 020 442 3506 TOIJALA PL 6, 37801 Toijala p 020 442 3500 f 020 442 3502 TURKU Kalevantie 39, 20520 Turku p 020 442 3000 f 020 442 3018 VAASA PL 607, 65101 Vaasa p 020 442 3081 f 020 442 3024