Energibesparelsepotentiale ved kombineret luftkøling og -rensning i kontorer

Da resultaterne i ph.d.-studiet (ELFORSK-projekt 341-010) havde vist, at det var det elektrostatiske fiberfilter, der både havde den højeste rensningseffektivitet og det laveste trykfald og deraf følgende energiforbrug, blev denne teknologi valgt som filter i det kombinerede køle- og luftrensningssystem, der blev udviklet og testet i projekt 342-016.

Systemet består udover filtret af en kølebaffel, der monteres i loftet i et kontorlokale. Et elektrostatisk fiberfilter EFF består af et stort antal fibre, hvor diameteren af fibrene spænder fra nanometer til mikrometer. I denne type filter tilbageholdes partikler på grund af mekaniske effekter og elektrostatisk effekt. Ulempen ved EFF er, at dets rensningseffekt svækkes hurtigere end de øvrige filterteknologier og dermed har kortere levetid. Men både effektivitet og levetid kan optimeres ved at kombinere dette filter med en lonizator før filtret. Luftkonditioneringssystemet blev udviklet og opbygget som prototype i et samarbejde mellem SBi-AAU, Lindab Komfort A/S, Elfi Elektrofilter AB, Vokes Air AB og Lindpro AB. Målinger på denne prototype blev gennemført i en laboratorieopstilling med et testrum på 32 m³ i SBi-AAU’s luftkvalitetslaboratorium og viste, at partikeludskilningsgraden lå mellem 55 og 80 procent, afhængig af partikelkoncentrationen. Udskilningsgraden voksede med partikelkoncentrationen indtil et niveau på 60.000 ultrafine partikler pr. cm³ . Også i dette forsøg blev der brugt et tændt stearinlys som partikelkilde.

Dette måleresultat kom umiddelbart som en overraskelse for forskerne, da det ikke stemte med hidtidige observationer. Der blev derfor gennemført supplerende eksperimenter med saltpartikler opløst i vand. I dette kontrolforsøg blev der ikke registreret samme sammenhæng mellem partikelkoncentration og udskilningsgrad som i forsøgene med de ultrafine partikler. SBi-AAU iværksatte yderligere undersøgelser for at afklare årsagen til, at udskilningsgraden af et elektrostatisk filter øges med koncentrationsniveauet. På baggrund af undersøgelserne blev det vist, at årsagen er, at der dannes kædelignende dendritter på filtrets fibre.

En undersøgelse af kølebaflens energibehov med og uden luftrensning blev gennemført i Lindabs laboratorium i et rum på 51 m³ . Der blev målt effektbehov ved tre forskellige luftstrømme i tilluftskanalen. Der blev målt et 38 procent lavere effektbehov i kølebaflen med filter ved en luftstrøm på 15 l/s end kølebaflen uden filter. SBi-AAU gennemførte også i projekt 342-016 CFD-simuleringer for at kunne studere, hvordan fordeling og koncentration af ultrafine fibre i forskellige højder i rummet afhænger af varmekildens og partikelkildens placering i rummet. Simuleringen blev efterfølgende sammenlignet med eksperimentelle undersøgelser i testrummet på SBi-AAU.