370.02 Passiv mekanisk kjøling – frikjøling

Med passiv mekanisk kjøling, også kalt «frikjøling», kjøles bygget ned uten at det brukes energi (derav passiv), og luften kjøles ned gjennom en varmeveksler hvor kaldt vann (eller glykol) sirkulerer (derav ordet mekanisk). Et «isvannsanlegg» er et anlegg hvor det brukes vann til kjøling, mens et «kjøleanlegg» er et anlegg hvor det benyttes en frostsikker væske.

Varmeveksleren (kjøleavgiveren) kan eksempelvis være et væskebatteri i ventilasjonsanleggets tilluft, en kjølebaffel, en kjølekonvektor eller et kjøletak. På Oslo lufthavn (Gardermoen) brukes vannbåren gulvvarme som «kjølegulv» om sommeren!
Som «kjølekilde» brukes vanligvis en væske/vann-varmepumpes varmekilde. Det kan eksempelvis være en energibrønn, sjø- eller ferskvann.

Dimensjonerende temperaturer:
Væsketemperaturen til kjøleavgiverene skal være høyere enn +14 ˚C for å unngå kondens, bortsett fra til viftekonvektorer med kondensavløp.

Kondensfrie anlegg dimensjoneres vanligvis til +14/+17 ˚C tur/retur-temperatur, mens hvor det tillates fuktkondensering kan det dimensjoneres for ned til +9/+16 ˚C.

Frostsikring
Rent vann er i utgangspunktet den beste kuldebæreren, men dersom temperaturen kan komme under 0 ˚C må det blandes inn en type frostvæske (eksempelvis glykol). Husk at volumstrømmen må økes med ca. 20 % dersom det er glykol i vannet på grunn av redusert evne til å frakte varme (kjøling)
- se 370.04.

Trykkprøving
Kjøleanlegget skal trykkprøves før overlevering. Det trykkprøves fortrinnsvis med vann med prøvetrykk 1,3 ganger maks. arbeidstrykk med minimum to timer holdetid.

Kondensisolering
Kondens kommer på kalde røroverflater som er omgitt av varm og fuktig luft. Kjøle- og isvannsledninger skal derfor isoleres. For å hindre kuldebro ved klamring og røroppheng skal det ikke være direkte kontakt mellom rør og klammer. Bruk isolasjon av cellegummi med tykkelse som angitt i tabellen på side 370.16.  

Brannfare
Etanol som frostmedium (se 370.05) skal kun benyttes i energibrønner. Av hensyn til brannfare skal det IKKE brukes etanol som frostvæske innendørs.

Ventiler
Det må IKKE settes på avstengningsventiler til kjøleanlegget uten sikkerhetsventil. Dersom dette gjøres, vil svakeste komponent sprekke når væsken varmes opp til romtemperatur.

Prinsippskisser
I utgangspunktet ønskes det av varmen som fjernes fra et rom skal komme varmepumpen til gode dersom bygget samtidig har et varmebehov. Derfor er kjøleanleggets returløp koblet til varmepumpens innløp i figur 1 og 2. Dette gjøres fordi varmepumpens effektfaktor (COP) økes med 2–3 % for hver grad dens temperaturløft reduseres.

Forklaring til prinsippskisse i Figur 1:
Samme væske sirkulerer i energibrønnen og i kjøleanlegget. Dette er en vanlig koblingsmetode for mindre anlegg, typisk boliger. Frostmedium benyttes, se side 370.05. 3-veis shuntventil brukes til å regulere ønsket turtemperatur (kondenssikring). Sirkulasjonspumpen til kjøleanlegget må ha kapasitet til å frakte væsken gjennom varmepumpens fordamper og sirkulasjonspumpe. Dersom trykktapet blir for stort, kan dette løses ved at:

• Kjøleanleggets retur kobles til varmepumpens utløp etter sirkulasjonspumpen (uønsket)
• Varmepumpens sirkulasjonspumpe («brinepumpen») tvangskjøres samtidig
• Det brukes en plateveksler som vist i figur 2

Forklaring til prinsippskisse i figur 2:
Her er det satt inn en varmeveksler for å skille kjøleanlegget og varmepumpens «brinekurs». Dersom det ikke er frostfare, kan det nå brukes rent vann. Det er viktig at plateveksleren ikke har for stort trykktap på varmepumpesiden. Temperaturdifferansen over tur/retur over varmepumpen bør ikke være over 3 grader. Dersom temperaturdifferansen er større, tyder det på for stort trykktap i veksleren. For mindre trykktap, velg en bred veksler med mange plater (større strømningstverrsnitt i veksleren.).

Varmepumpens sirkulasjonspumpe må også være i drift for å oppnå kjøling.

Husk ekspansjonskar og sikkerhetsventil!

Figur 1.

Figur 2.