Läs vad forskaren Jan-Olof Dahlenbäck vid Chalmers Tekniska Högskola har att säga om projektet!
Markvärmeväxlare för komfortkyla består av u-rör av plast nedsänkta i grundvattenfyllda borrhål i berg. Där används el enbart till en pump som cirkulerar vätskan i u-rören, vilket gör att elanvändningen är hela 70–80 procent lägre än om komfortkylan produceras med en eldriven kylmaskin. Under senare år har det skett en utveckling av borrhålsteknik, markkollektorer (u-rör) och rumsapparater för högre temperaturer, vilket har lett till ett ökat intresse att använda markvärmeväxlare för komfortkyla.
Öka möjligheterna för frikyla
Detta projekt har haft som övergripande mål att öka kunskapen om dimensionering och användningen av markvärmeväxlare för komfortkyla. Det syftar till att öka möjligheterna att använda frikyla genom markvärmeväxlare för större, såväl nya som befintliga, byggnader med framför allt kontor utan att behöva använda kylmaskiner.
I projektet har forskarna genomfört systemsimulering med IDA ICE, enkätundersökning samt laboratoriemätningar. Där har de studerat möjligheter och begränsningar med högtemperaturkyla i byggnader. Med högtemperaturkyla menas kylsystem som arbetar vid högre temperaturer än i traditionella kylsystem för att få samma termiska komfort.
Projekt: Energieffektiv komfortkyla med markvärmeväxlare Utförare: Chalmers Tekniska Högskola Samfinansiärer: Energimyndigheten, Akademiska Hus , Svenskt geoenergicentrum, Ingenjörsbyrån Andersson&Hultmark, Bengt Dahlgren Göteborg, Vasakronan, Chalmersfastigheter, ESBE, EQUA Solutions, Skanska Teknik Projektstart: November 2019 Projektslut: December 2021 Projektbudget: 2 891 000 kr Projektledare: Jan-Olof Dalenbäck Energimyndighetens projektnummer: P49581-1
I systemstudierna utvecklades ett par modeller med markvärmeväxlare för kontorshus som har olika byggnadstekniska egenskaper och där lokalerna har olika typ av verksamhet. Simuleringsstudierna gjordes sedan med utgångspunkten att olika kombinationer av byggnadernas värme- och kyllaster, markvärmeväxlare och rumsapparater skulle resultera i samma termiska inneklimat, främst rumstemperatur.
Minskat elbehov
Resultatet visar att det är en fördel om rumstemperaturen tillåts variera inom ett givet temperaturintervall och att ett kontinuerligt vätskeflöde kräver en kortare markvärmeväxlare. Det innebär att man kan öka kyleffekten i ett befintligt system med markvärmeväxlare om man ändrar från on/off-styrt flöde till kontinuerligt flöde.
Framtagna dimensioneringsunderlag behandlar dels ett fall där traditionell komfortkyla med kylmaskin i en befintlig byggnad ersätts av komfortkyla med markvärmeväxlare, dels ett fall där man jämför fjärrvärme i kombination med markvärmeväxlare med värmepump i kombination med markvärmeväxlare, för värme och kyla i byggnader med olika egenskaper.
Resultatet visar att frikyla med markvärmeväxlare minskar elbehovet rejält jämfört med kylmaskin.
Resultaten visar också att det inte är någon större skillnad mellan livscykelkostnaderna för fjärrvärme- respektive värmepumpsalternativet. Den avgörande faktorn är antaganden om den framtida prisutvecklingen för fjärrvärme och elenergi.
Läs mer om projektet i slutrapporten nedan.
Se också en presentation om projektet nedan.
- Simuleringsstudier som skulle resultatera i samma termiska inneklimat visar att det är fördel om rumstemperaturen tillåts variera inom ett givet temperaturintervall, och att ett kontinuerligt vätskeflöde kräver en mindre (kortare) markvärmeväxlare.
- En ändring från on/off till kontinuerligt flöde ökar kyleffekten hos ett system med en befintlig markvärmeväxlare.
- Genom att använda frikyla med hjälp av markvärmeväxlare, i stället för kylmaskiner, går det att minska elanvändningen rejält även i större byggnader med kontor.
- Det är ingen avgörande ekonomisk skillnad att kombinera markvärmeväxlare med fjärrvärme eller värmepump med nuvarande energipriser. Den avgörande faktorn är antaganden om framtida prisutvecklingen för fjärrvärme och el.
- Projektet har resulterat i sex vetenskapliga artiklar omfattade systemstudier för, och olika aspekter på dimensionering av, markvärmeväxlare för olika byggnader. Projektet har också resulterat i en doktorsexamen för Taha Arghand.
Text: Ann-Sofie Borglund