Vätskekopplade värme- och kylåtervinningssystem : Utveckling av ett verktyg för energiberäkningar

Sammanfattning: Enligt ett beslut från EU-kommissionen ska åtgärder genomföras för att energianvändningen inom EU ska minska. Minskningarna ska motsvara ungefär 20 % av dagens energianvändning och ska uppnås till år 2020 (Europeiska Kommissionen, 2011). En sektor som använder stora mängder energi är byggbranschen som står för nästan en tredjedel av energianvändningen i samhället (Brogren, 2012). Den största delen av energin används inte under uppförandetiden utan under byggnadernas efterföljande livstid. Det finns därför stora besparingar att göra om energin som krävs för att upprätthålla ett tillfredsställande inomhusklimat minimeras. Återvinning av överskottsvärme och överskottskyla är den åtgärd som enligt EU-kommissionen har den största potentialen för att minska den totala energianvändningen. Det vanligaste systemet för energiåtervinning är luftvärmeväxlare mellan tilluften och frånluften men i flera byggnader är denna typ av system av olika anledningar inte möjliga. I dessa fall kan vätskekopplade återvinningssystem användas. Om en extra källa för överskottsvärme eller överskottskyla finns inom byggnaden, eller i närheten, kan också en sådan anslutas vilket i sådana fall ger ännu bättre förutsättningar att spara energi. Syftet med examensarbetet har varit att tillverka ett verktyg för energiberäkningar i vätskekopplade återvinningskretsar. Detta verktyg har utvecklats i energiberäkningsprogrammet IDA ICE och har gett möjligheter att utföra dynamiska helårssimuleringar av vätskekopplade återvinningssystem på väldigt kort tid. Verktyget är dessutom flexibelt vad gäller dess komponenter och återvinningssystemets utformning varför det kan användas till flera olika typer av projekt. Allt ifrån enkla system med fast köldbärarflöde och återvinning mellan endast ett tillufts- och frånluftsaggregat till system med flera aggregat, olika typer av styrning och tillskottsvärme från exempelvis en serverhall. Det utvecklade verktyget har också verifierats och använts för att beräkna möjlig energibesparing på ett system som återfinns på Ångströmslaboratoriet i Uppsala. Med den styrning och de förutsättningar som råder i skrivande stund visade verktyget på möjligheter att minska energianvändningen med 444 MWh, vilket motsvarar en minskning på nästan 50 % för det aktuella systemet. Förutom Ångströmslaboratoriet har även förutsättningar för Kungliga Tekniska Högskolans serverhall och Facebooks serverhallar i Luleå undersökts. Utredningen visar att det finns mycket stora mängder värme att återvinna i byggnader som innefattar serverhaller och att återvinningen, om det finns någon, ofta inte är optimal. Förutom att återvinna värme och kyla inom byggnader är det också möjligt att bygga denna typ av system mellan byggnader inom samma område. Verktyget kan även användas för att utreda hur ett sådant system skulle fungera för att ge så stora energibesparingar som möjligt. En lösning där värme och kyla återvinns lokalt mellan flera byggnader är något som troligen kommer att vara mycket intressant i framtiden varför detta verktyg kommer att komma väl till pass.