Ydeevne af membranbaserede varme- og fugtgenvindere
Testopstilling. Foto: Projektgruppen.
Projektet vil analysere den energimæssige ydeevne af en membranbaseret varme- og fugtgenvinder og afdække fordele og ulemper ved sådanne genvindere. Endvidere undersøges muligheder og begrænsninger for anvendelsesområder for disse genvindere. Traditionelle varmevekslere i et ventilationssystem, der også kan overføre fugt (enthalpiveksler), har et energiforbrug, der er 10-20 % lavere end i et tilsvarende system med en traditionel varmegenvinder uden fugtoverførsel. Undersøgelser har vist, at energiforbruget i et ventilationssystem med en membranbaseret varme- og fugtgenvinder kan være ligeså effektiv som enthalpiveksleren, samtidig med at den er billigere og hindrer lugtoverførsler. Projektet vil blive gennemført som et postdoc-forløb over to år.
Forøgelse af energibesparelsen i ventilationssystemer og sikring af et tilfredsstillende indeklima er en udfordrende opgave både i Danmark og i andre lande med såkaldt koldt klima. Normalt anvendes roterende genvindere med en entalpivirkningsgrad på over 80 %. Krydskontaminering, isdannelse, den fysiske størrelse og en ekstra motor til drift af rotoren er imidlertid ulemper ved at anvende roterende genvindere. Det var derfor relevant at studere ydeevnen af forholdsvis nye luft-til-luft membranbaserede entalpigenvindere. Sådanne genvindere er stationære og en ekstra motor er ikke nødvendig for driften. I litteraturen findes analyser af korttidsydeevnen af luft-til-luft entalpigenvindere, hvorimod der ikke er fundet eksempler på analyser af langtidsydeevnen. Der er derudover mangel på viden om risikoen for isdannelse i membranen, deformation af membranen og luftoverføring gennem membranen.
I det foreliggende forskningsprojekt blev resultater undersøgelser af en luft-til-luft varmegenvinder og fire luft-til-luft membranbaserede entalpigenvindere analyseret med hensyn til energibesparelsespotentiale, isdannelse på membranens overflade og deformation af membranen. Ydeevnen blev desuden analyseret i form af luftoverføring gennem polymer- og papirmembraner. Der blev opbygget en forsøgsopstilling, og undersøgelser blev udført ved forskellige udetemperaturer og ved forskellige luftstrømme for at analysere korttids- og langtidsydeevne.
Resultaterne viser, at entalpigenvinderen med polymermembran havde en entalpivirkningsgrad, som var 15 % større end genvinderen med en membran baseret på behandlet papir og 32 % større end genvinderen med papirmembran. Omkring 79 % totalenergi blev genvundet ved anvendelse af polymermembranen. Forholdet mellem mængden af latent energi overført i entalpigenvinderen med polymermembran var 5-12 % af den samlede energi, som går tabt i typiske kryds- og modstrømsvarmegenvindere.
Udetemperaturen havde ingen indflydelse på den sensible virkningsgrad, hvorimod den latente virkningsgrad steg med 3-4 %, og den totale virkningsgrad faldt med 7-9 % ved en stigning i udetemperatur fra -16 ° C til 5 ° C.
Sensibel, latent og totalvirkningsgrad blev fundet til at være funktioner af lufthastigheden over membranen, og der blev fundet en omvendt relation mellem lufthastigheden over membranen og virkningsgraden.
Der blev ikke observeret synlig isdannelse og ej heller deformation af membranen – såvel papir-, behandlet papir- og polymermembran – hverken under kort- eller langtidsstudierne.
Der var ingen indvirkning hverken af udetemperaturen eller af koncentrationen af sporgas på forholdet mellem overføringen af sporgas i papir- og polymermembranerne. Sporgasoverføringen gennem henholdsvis membranen af polymer og membranen af behandlet papir var 5 % og 13 %.
Emner
Mere information
347-026