Systemair

Kjøling og oppvarming av boliger

Forutsetninger og begrensninger

Et boligventilasjonsanlegg installeres hovedsakelig for å oppnå god luftkvalitet i hjemmet, samt unngå fuktskader. Dette formålet springer ut fra Byggteknisk forskrift (TEK 17), der det stilles krav om at alle bygg skal ha «ventilasjon som sikrer tilfredsstillende luftkvalitet». Boliger skal iht. forskriften «ha ventilasjon som sikrer en gjennomsnittlig frisklufttilførsel på minimum 1,2 mper time per m2 gulvareal når boenheten er bebodd».

I tillegg til å sikre god luftkvalitet har noen en forventning om at boligventilasjonsanlegget skal bidra til en betydelig regulering av innetemperaturen i hjemmet – enten i form av oppvarming eller kjøling. Noen aktører på markedet presenterer også boligventilasjon som en fullgod kjøleløsning.

Med de luftmengder som brukes i norske boliger er imidlertid potensialet for både oppvarming og kjøling begrenset. For de aller fleste boliger kan boligventilasjonssystemet i beste fall utgjøre et positivt supplement til andre løsninger. Vi skal se nærmere på hvorfor dette er tilfelle.

Potensialet for oppvarming og kjøling via ventilasjonsluften

Et boligaggregat inneholder både varmegjenvinner og ettervarmebatteri. Disse hindrer en potensielt svært effektiv - men uønsket og energikrevende - nedkjøling av boligen ved lave utetemperaturer. Potensialet for effektiv romoppvarming vinterstid og effektiv kjølig sommerstid er imidlertid en helt annen problemstilling. 

Med de luftmengder som benyttes i boliger har boligventilasjonen liten betydning for regulering av romtemperaturen. Årsaken til dette ligger i de relativt sett små luftmengdene, kombinert med luftens lave spesifikke varmekapasitet: dvs. hvor lite varmeenergi som må tilføres luften for å frembringe en gitt temperaturøkning.

Den sensible oppvarmings- eller nedkjølingseffekten man får i et rom, ved et gitt luftskifte med en gitt temperaturdifferanse, og fremgår av følende formel:

  

  • Q = oppvarmings/kjølingseffekt i kW
  • m = sirkulert luftmengde i kg/s
  • Cp = luftens spesifikke varmekapasitet (1,0 kJ/kg*K)
  • ∆T = temperaturdifferansen mellom tilluft og avtrekksluft
  • ρ = luftens massetetthet (1,2 kg/m3)
  • V = luftmengde i m3/s

Luftens massetetthet og spesifikke varmekapasitet er konstanter*. Det man kan styre er luftmengden og temperaturdifferanse mellom tillluft og avtrekksluft. Sistnevnte er også i praksis begrenset, da for lave tillufttemperaturer kan føre til kondens og fuktproblemer, og for høye tillufttemperaturer kan føre til tørr luft og termisk diskomfort.

Den beste måten å illustrere dette på er ved hjelp av noen praktiske eksempler:

 Eksempel 1 – Kjøling av stue

En stor stue vil kunne ventileres forskriftsmessig med 75 m3/time. Antar vi en innetemperatur på 26 °C og en tillufttemperatur på 16 °C (ved hjelp av kjølemaskin) får vi en temperaturdifferanse på 10 K.

Innsatt i formelen ovenfor gir dette en kjøleeffekt på 0,25 kW eller 250 W.

Til sammenligning vil solinnstrålingen gjennom et vindu på 1 m2 - uten solskjerming eller solbelegg – kunne ligge på 400 W. En flatskjerm-TV avgir typisk 100 W varme.   

Et ventilasjonsanlegg uten kjøling, men som pga. inntakets plassering kan tilføre luft som er 3 °C kaldere enn inneluften, blir kjøleeffekten 75 W.  Så små effekter har kun marginal innvirkning på innetemperaturen.

Eksempel 2 - Nødvendige luftmengder for god effekt

Snur vi på formelen kan vi spørre oss om hvor mye luft som trengs for effektivt å kjøle ned stuen i eksempel 1. Vi antar et vindusareal på 10 m2, og delvis solskjerming som innebærer 300 W innstrålt effekt per m2 vindusareal. I tillegg har man varmeavgivelse fra personer og teknisk utstyr, 400 W. Totalt blir dette 3,4 kW som skal kjøles via ventilasjonsluften, med 10 graders temperaturdifferanse mellom tilluft og avtrekksluft.

Formelen for nødvendig luftskifte blir:

 

Innsatt i formelen får vi en luftmengde på litt over 1000 m3/time. Dette er langt mer enn hva ordinære, forskriftsmessige boligventilasjonsanlegg er dimensjonert for.

Eksempel 3 - Oppvarming av bolig

Vi kan også betrakte en moderne, godt isolert enebolig på 150 m2 som eksempel. Her vil vi kunne ha et dimensjonerende effektbehov til romoppvarming på ca. 4,5 kW (30 W/m2).

Legger vi til grunn et ordinært boligventilasjonsanlegg med en samlet kapasitet på 300 m3/time, kan vi regne på hvor høy overtemperatur vi trenger for å varme opp huset via ventilasjonsluften. Formelen blir da:

 

Innsatt får vi en nødvendig temperaturdifferanse på 45 °C mellom ønsket romtemperatur og tillufttemperatur. Ønsker man 20 °C i stua må man altså blåse inn ventilasjonsluft med 65 °C. Dette er verken praktisk eller ønskelig fra et komfortperspektiv. 

Dobler vi luftmengden, halveres den nødvendige temperaturdifferansen. Dette innebærer en innblåsningstemperatur på 42,5 °C, som fremdeles er langt fra gunstig. Det samme er tilfellet om vi halvverer effektbehovet, og dermed tar høyde for store deler av fyringssessongen, ikke bare de aller kaldeste dagene. 

*Fra et inneklima- og komfortperspektiv skal tilluften optimalt sett ha noen grader undertemperatur i forhold til romtemperaturen.

Hva med næringsbygg?

Kjøling via ventilasjonsluften er utbredt i næringsbygg. I de seneste årene har også oppvarming av bygg via ventilasjonsanleggene blitt mer utbredt. Grunnen til at dette fungerer er de relativt store luftmengdene - typisk 10 ganger større enn det som benyttes i boliger. Dette prinsippet krever altså en mye lavere temperaturdifferanse for å oppnå god kjøle- og oppvarmingseffekt.

For næringsbygg er luftmengdene typisk 10 ganger større enn for boliger.


Anbefalinger

Kjøling via ventilasjon

Ventilasjonsbasert kjøling i boliger er ikke umulig. I noen tilfeller kan det også være hensiktsmessig, for eksempel dersom man har tilgang på frikjøling fra en energibrønn e.l. Et velfungerende anlegg forutsetter imidlertid luftmengder dimensjonert ut fra de faktiske kjølebehovene, da de forskriftsmessige luftmengdene blir for små.

Skal du bygge deg hus, og ønsker en ventilasjonsbasert kjøleløsning i huset ditt? Da har vi følgende råd til deg:

  • Reduser kjølebehovet ved hjelp av solskjerming
  • Dimensjoner anlegget ut fra det resulterende kjølebehovet

Du må installere et ventilasjonsaggregat med større kapasitet, og oppdimensjonere kanalanlegget i huset ditt. Du må også kondensisolere alle tilluftskanaler for å unngå kondensproblemer.

Ettermontering av kjølebatterier i eksisterende boligventilasjonsanlegg, som ikke i utgangspunktet er dimensjonert og utført for kjøling, anbefales ikke. Effekten blir begrenset, og du risikerer kondensproblemer.

Kjøling via lokale kjøleenheter

Et godt alternativ til ventilasjonskjøling er luft-til-luft varmepumper. Slike er lett tilgjengelige, og kan på effektivt vis kjøle ned oppholdsrom i huset ditt de varmeste dagene. De gir også en svært energi- og kostnadseffektiv oppvarmingsløsning i fyringssesongen. Luft-til-luft varmepumper er i tillegg enkle å etter-installere i eksisterende bygg.

NB: Disse bidrar imidlertid ikke til god luftkvalitet, og er på ingen måte en erstatning for balansert boligventilasjon i hjemmet ditt.

Kjølegjenvinning

Det vil være hensiktsmessig - både med tanke på innetemperatur og energibruk - og velge et boligaggregat med mulighet for kjølegjenvinning. Aggregatets automatikk sikrer da at undertemperaturen man har i huset ("kulden") gjenvinnes i rotoren og tilbakeføres. Denne funksjonen er formålstjenlig uavhengig av hvordan undertemperaturen i huset ("kjøleeffekten") er frembrakt - være det via ventilasjonsanlegget, ved hjelp av luft-til-luft varmepumper, akkumulert "kulde" i termisk masse eller annet.  

 

Oppvarming via ventilasjonsanlegget

Oppvarming av boliger via ventilasjonsanlegget er en dårlig løsning, og bør unngås. Anbefalingen gjelder også for passivhus-boliger med lavt effektbehov, da disse også vil kreve uhensiktsmessig høye innblåsningstemperaturer. Dette fører til dårlig omrøring og ventilasjonseffekt, og en temperaturgradient fra gulv til tak som gir svært dårlig komfort i rommet.

NB: Et boligventilasjonsanlegg er utstyrt med både varmegjenvinner og ettervarmebatteri. Varmegjenvinneren minimerer varmetapet forbundet med det mekaniske luftskiftet, mens ettervarmebatteriet sikrer tilfredsstillende tillufttemperatur i den kalde årstiden. Et standard boligaggregat er ikke laget for romoppvarming.

Følg oss på våre sosiale kanaler
Feedback