Principperne bag et vandbaseret anlæg
I dette modul lærer du om de grundlæggende fysiske teorier bag vandbaseret opvarmning og køling, og hvordan vandets høje energitæthed gør det meget effektivt til energitransport og -distribution. Vi viser også et praktisk eksempel på et vandbaseret anlæg, som illustrerer de mange fordele.
Velkommen til dette modul om principperne bag vandbaserede anlæg såsom strålekøling og -varme. Principperne bag strålekøling og -opvarmning er de samme.
Men i dette modul ser vi primært på strålekøling. I alle bygninger er der en konstant udveksling af varmestråling mellem alle overflader. Varmestråling udsendes fra personer, udstyr, møbler, gulve, lofter og vægge.
Mængden af stråling fra en flade afhænger af dens emissionsevne, størrelse og temperatur. Jo højere emissionsevne, størrelse og temperatur, jo højere stråling. En stor overflade med en lavere temperatur end de andre overflader i et rum vil optage mere stråling, end den afgiver. Det er det, vi udnytter, når der er et afkølet loft eller gulv i et rum.
Her cirkuleres koldt vand i tynde rør, som bruges til at køle loftet eller gulvet. Den vandafkølede overflade – et loft eller et gulv – optager så meget af varmestrålingen i rummet, at rumtemperaturen kan styres.
Desuden optager et kølet loft også en stor mængde varme ved hjælp af konvektion. I et kølet loft eller et vandbaseret køleanlæg bruges koldt vand som kølemiddel i stedet for luft. Men hvorfor er det en fordel?
Først og fremmest er vandets densitet Desuden er vandets varmekapacitet Og det betyder, at vand kan indeholde betydeligt mere energi, end luft kan. Med andre ord: Vi skal bruge meget mindre vand end luft til at transportere den samme mængde energi.
Tænk på denne sammenligning: En luftballon rummer 3.500 liter luft. Den mængde energi, der er i ballonen, er den samme, som en liter vand kan indeholde. Det skyldes vandets densitet og den uovertrufne varmekapacitet, der udnyttes i vandbaserede anlæg. Og fordi vand transporterer energi i en meget tættere form, er vandbaserede anlæg meget mere pladsbesparende end luftbaserede anlæg. Derfor er der også store forskelle i størrelsen på rør i vandbaserede og luftbaserede anlæg.
For eksempel skal luftkanalerne i et luftbaseret anlæg være ca. 400 til 500 mm for at transportere 10 kW kølekapacitet. For at give nøjagtig den samme kølekapacitet, skal et vandbaseret anlæg kun bruge rør med en diameter på 40 mm.
Det betyder, at kanalerne i et luftbaseret anlæg fylder meget mere end rørene i et vandbaseret anlæg. Lad os se på et praktisk eksempel på, hvordan principperne i vandbaseret køling anvendes i en høj bygning og de fordele, det giver.
Denne bygning er udstyret med et luftbaseret anlæg. Bygningen består af 100 etager med kontorer og boliger. Hvis bygningen i stedet var udstyret med et vandbaseret anlæg, ville den kunne rumme Det er 5 ekstra etager i lejeindtægter til bygningsejeren og en meget mere effektiv bygning.
Så vandbaserede anlæg kan reducere den nødvendige etagehøjde i en bygning, så der bliver plads til flere etager i samme bygning. Det gør det muligt at udnytte etagearealerne bedre og øge lejeindtægterne.
Vandbaserede anlæg sparer ikke kun plads, de forbedrer også bygningens effektivitet betydeligt. Lad os se på vores skyskraber ud fra et omkostningsperspektiv.
For det første: Et luftbaseret anlæg bruger meget mere strøm til at fordele luften, end et vandbaseret anlæg gør. Som du kan se her, er strømforbruget til fordeling af luften omkring 10 gange højere i et luftbaseret anlæg end i det vandbaserede anlæg. Det viser, hvordan vandbaserede anlæg ikke bare fylder mindre, de forbedrer også effektiviteten af bygningens HVAC-anlæg betydeligt.
For at opsummere har vandbaserede anlæg følgende egenskaber og fordele:
- De bruger vandets høje energitæthed til at transportere og fordele energi effektivt.
- Det kræver mindre rørledninger i bygningen og forbedrer dermed pladsudnyttelsen.
- På grund af vandets større energitæthed bruger vandbaserede anlæg også meget mindre energi til energitransport end luftbaserede anlæg.
- Vandbaserede anlæg med kølede lofter eller gulve kan fjerne bygningens kritiske varmebelastning, og det betyder, at luftmængden kan reduceres betydeligt.
- Og sidst, men ikke mindst, garanterer vandbaserede anlæg et optimalt indeklima for brugerne af bygningen.