Det finns två principer för bortförsel av värmeöverskott i en byggnad:
- Luftsystem: värmeöverskottet förs bort med ventilationen
- Kallvattensystem: värmeöverskottet tas om hand i rummet direkt med kylda ytor, exempelvis kylbafflar i tak eller fläktkylare.
Kyla med luft
Ventilationen ska föra bort föroreningar så att luftens kvalitet blir bra, men den kan också användas för att föra bort värme, det vill säga kyla. Om ventilationsluften som tillförs ett rum (tilluften) har en lägre temperatur än rumsluften (eller egentligen lägre än frånluften) kommer värme att föras bort från rummet och luften får en kylande effekt.
Om ventilationen används både för att föra bort föroreningar och för att kyla dimensioneras ventilationssystemet efter den uppgift som kräver störst luftflöde. I lokaler blir det då ofta kylbehovet som är dimensionerande, eftersom det ofta krävs ofta stora luftflöden för att ta hand om värmeöverskottet från personer och utrustning. Som exempel kan det i ett kontorshus behövas ett luftflöde som är 2 till 3 gånger större för att kyla än vad som krävs för att säkerställa en god luftkvalitet.
Kyla med kalla ytor
Kylning kan också ske direkt i rummet med kalla ytor, vilka i sin tur kyls genom ett rörsystem med cirkulerande centralt kylt vatten. Exempel på detta är kylbafflar i tak och fläktkylare eller induktionskylare. Med den här typen av system regleras kyleffekten med termostatventiler efter belastningen i rummet. Kylning av det cirkulerande vattnet kan ske antingen med kylmaskin eller fjärrkyla. Sedan början av 1980-talet har baffelsystem varit den vanligaste lösningen i kontorshus och liknande byggnader. Fördelar med dessa system är att de är lätta att projektera, kräver litet utrymme, är tysta och lättreglerade.
Kylproduktion
Det finns tre huvudprinciper för produktion av kyla till byggnader:
- Egen kylanläggning
- Köpt fjärrkyla
- Frikyla
Egen kylanläggning
En kylmaskin producerar kallt vatten som distribueras till byggnaden via ett rörsystem, exempelvis till kylbatteriet i ett luftbehandlingsaggregat för kylning av tilluft.
Vanligast är kompressordrivna kylmaskiner, vilka drivs med el. I själva kylmaskinen finns en sluten krets fylld med ett köldmedium som tar upp värme från köldbärarkretsen i byggnaden och avger värme till omgivningen. I kylmaskinen finns också, likt i en värmepump, huvudkomponenterna kompressor, kondensor, expansionsventil och förångare, som alla behövs i kylprocessen:
- I kompressorn (1) komprimeras köldmediet, vilket gör att trycket höjs. Mediet blir då varmare.
- I kondensorn (2) kyls mediet ner igen genom att värme överförs till omgivningen, vilket gör att mediet kondenserar, det vill säga åter övergår till vätskeform. Ibland kan det vara möjligt att återvinna och ta till vara på värmen från kondensorn.
- I den efterföljande expansionsventilen (3) sänks sedan trycket snabbt och köldmediet börjar förångas.
- I det sista steget, förångaren (4), förångas till slut allt köldmedium till överhettad gas genom att energi tas upp från en köldbärare eller ett luftbatteri. I detta steg kyls alltså vatten eller luft som sedan distribueras till byggnaden.
Det finns också kylmaskiner som baseras på absorptionsteknik. Dessa fungerar på samma sätt som den mer konventionella kompressorkylmaskinen, men drivs av värmeenergi, exempelvis från fjärrvärme.
Köpt fjärrkyla
I större städer kan man i vissa fall köpa fjärrkyla från ett energibolag. Det fungerar på samma sätt som fjärrvärme. Man har en värmeväxlare i sin byggnad där man tar emot kyla från energibolaget och skickar ut den i ett eget kylsystem i sitt hus. Man betalar för den kylenergi som byggnaden använder. Precis som för ett fjärrvärmesystem levererar energibolaget kylan vid vissa temperaturer som kan variera mellan sommar och vinter.
Frikyla från borrhål
Frikyla kan hämtas från marken genom borrhål, vilket delvis eller helt kan ersätta kompressordriven kyla men till en bråkdel av driftskostnaden. Lösningen har blivit allt vanligare i lokaler och investeringsmässigt är det gynnsamt om man ändå borrar för en värmepump. På senare tid har ny teknik för kylbafflar utvecklats för att bättre kunna nyttja kyla från borrhål.
Genom att balansera uttag av kyla sommartid med uttag av värme vintertid, via en värmepump och/eller ett förvärmningsbatteri, kan man över tid bibehålla en bra temperaturnivå i borrhålet för båda ändamålen.
Solel och kyla
Eftersom ett högt kylbehov ofta sammanfaller med hög solinstrålning kan det vara värt att undersöka möjligheten att täcka en del av elbehovet till kylproduktion med solel. Mer om solel finns att läsa i avsnittet Egen energiproduktion.
Vad är solavskärmning och varför har man det?
För att minska kylbehovet som beror på att solen skiner in i rummet kan man använda sig av olika sorters solavskärmningar. En solavskärmning är effektivast när den sitter på utsidan av fönstren så att solen inte kommer in i rummet. Det finns några olika sorters solavskärmningar.
Fasta solavskärmningar sitter oftast ovanför fönstren. De skuggar oavsett väder och har en fast utformning som ger skugga i förhållande till hur högt solen står. De kan göras stabila så att de inte blåser sönder. De påverkar också byggnadens utseende, vilket man bör tänka på och det krävs ofta bygglov för att sätta upp dem.
Rörliga solavskärmningar finns i olika utformningar och kan styras på olika sätt. Oftast styr man på hur mycket solen skiner och hur varmt det är ute. Dessa kan vara känsligare för vind och behöver underhåll. De som är inne i byggnaden kan störas om solavskärmningarna automatiskt åker upp och ned utan att de kan påverka det.
Källor som använts i det här avsnittet: Byggnaden som system, Abel & Elmroth, 2016 samt Energilyftet.com