Geoenergi är ett alternativ som allt fler aktörer på marknaden väljer när det kommer till att kyla eller värma fastigheter men än så länge är de flesta anläggningar som finns i Sverige småskaliga. Gällivare sjukhus använder sig i dag av fjärrvärme och det här examensarbetet gör en förstudie för att konvertera helt eller delvis till bergvärme. Fjärrvärmekostnaden i Gällivare kommun är en av de högsta i Norrbotten och har varken ökat eller minskat de senaste åren. Medeltemperaturen i Gällivare är låg vilket betyder att sjukhuset har ett högt värmebehov men med ett lägre kylbehov. Denna studie analyserar tre tänkbara scenarier för konverteringen där anläggningen ska täcka värme och kylbehovet för sjukhuset. För att kon_gurera bergvärmeanläggningen efter behovet används Earth Energy Designer 4.1 och Microsoft Excel. De tre scenarier som studerats täcker 100% av kylbehovet och 100% av värmebehovet för Scenarie 1, 50% av värmebehovet för Scenarie 2a och 40% av värmebehovet för Scenarie 2b. För att beräkna kylbehovet analyserades bland annat utomhustemperaturen i Gällivare med data från SMHI. Det gjordes även en simulering av sjukhuset i IDA-ICE för att uppskatta kylbehovet för ventilation och människors värmestrålning. En jämförelse mellan de olika scenarierna gjordes tillsammans med en livscykelkostnad för anläggningarna. Livscykelkostnadsanalysen beräknades utifrån en livslängd på 20 år. Utöver detta beräknades miljöpåverkan i form av koldioxidutsläpp för konverteringen mellan de olika scenarierna under den beräknade livslängden. Storlekarna på anläggningarna varierade både på djup och i antal borrhål vilket avspeglade sig i resultatet. Investeringskostnaderna för anläggningarna varierade mellan 18 071 tkr för Scenarie 2b som täcker 40% av värmebehovet och 53 272 tkr för Scenarie 1 som täcker 100%. Scenarie 2b visar sig vara mest lönsam med en återbetalningstid på 15 år medan Scenarie 1 och 2a har en återbetalningstid på över 20 år. Resultatet från koldioxidberäkningarna visar däremot att Scenarie 1 är det bästa alternativet ur en miljöaspekt med ett minskat koldioxidutsläpp på 42 739 ton under den tekniska livslängden. / Geothermal energy is an alternative that more and more companies choose when it comes to cooling and heating properties, but so far most of the geothermal facilities in Sweden are small-scale. The hospital in Gällivare use district heating and this master thesis is a pilot study to convert from district heating to geothermal energy. The cost for the district heating in Gällivare is one of the highest in Norrbotten and has not increased or decreased the past few years. The mean temperature in Gällivare is low which means that the hospital has a high heat demand but a low cooling requirement. This pilot study analyses three scenarios to convert to geothermal heating system with the possibility to cover the cooling requirement as well. These scenarios are configured to cover 100% of the cooling requirement but different heating demands of 100% for Scenario 1, 50% for Scenario 2a and 40% for Scenario 2b. To cover this demand, Earth Energy Designer 4.1 and Microsoft Excel are used to configure the heating system and to do the comparison between the scenarios. The cooling requirement is calculated based on the outside temperature in Gällivare and the equipment used in the hospital. A simulation was made in IDA-ICE to analyze the cooling requirement for the ventilation and for the people inside the hospital. A comparison between the scenarios was made using the LCC (Life Cycle Cost) method. The LCC was made with a 20 years lifetime on the heating system. In addition, the environmental impact in the form of carbon dioxide emissions is calculated for the different scenarios during the estimated lifespan. The sizes on the heating systems in the different scenarios varies in both the number of boreholes and the depth on the boreholes, which was reflected in the result. Investment cost for the heating system varies between 18 071 tkr for Scenario 2b which covers 40% of the demand and 53 272 tkr for Scenario 1 which covers 100 %. Scenario 2b proves to be the most profitable solution with a payback time of 15 years while Scenario 1 and 2a got a payback time of over 20 years. From an environmental aspect Scenario 1 is the best option with a decreased usage of carbon dioxide of 42 739 tons over 20 years.

A housing society in the municipality of Umeå have under a period found interest in lowering their heating costs for the property. The property consists of 4 buildings in total with 3 of them being a multi-family residential containing 36 apartments in total and one of the buildings is an office building. The housing society was interested in knowing what a geothermal heating system would cost and how long the payback time would be. With the help of the old drawings the property was drawn in Revit and used to calculate the heat loss from different layers of the climate barrier and heat loss from the ventilation system. The internal heat generation was calculated by using standard values. When the total heat losses were calculated, and the internal heat generation was known the yearly energy needs were calculated by using a duration diagram. Then the yearly energy needs were compared to the actual yearly energy consumption of district heat and the software Nibe Dim was used to simulate three different alternatives. The investment that showed best result showed that the total cost for the investment would be 1 800 000 SEK and the annual saving 75 000 SEK/year. The payback time for the investment would however be as high as 24 years. / En bostadsrättsförening i Umeå kommun har under längre tid varit intresserade av att sänka kostnaderna för uppvärmningen av fastigheten. Fastigheten består totalt av 4 byggnader där 3 är flerbostadshus med totalt 36 lägenheter och en kontorsbyggnad. Bostadsrättsföreningen var intresserade av att veta vad en installation av bergvärme skulle kosta och hur lång payback-tid det resulterar i. Genom att rita upp fastigheten i Revit med hjälp av ritningar kunde klimatskärmens skikt och drift av ventilation sammanställas för att beräkna energiförlusterna. Den interna värmegenereringen beräknades med hjälp av schablonvärden. Med de totala värmeförlusterna och den interna värmegenereringen kunde det årliga energibehovet beräknas med hjälp av varaktighetsdiagram. När det årliga energibehovet var känt jämfördes det med den årliga fjärrvärmeanvändningen och programmet Nibe Dim användes för att välja ut tre olika alternativ. Billigaste installationen av bergvärme visar att av de tre alternativ som presenteras skulle det innebära en investeringskostnad på 1 800 000 kr med en besparing på 75 000 kr/år. Återbetalningstiden för investeringen blir emellertid så hög som 24 år.

I have in my thesis, examined the possibilities in terms of energy for a condominium association. To have an effective and good energy is becoming increasingly important with today's rising electric and oil prices. In my thesis I have used the condominium association Kärralyckan, which is situated in Falkenberg. The buildings at Kärralyckan are built in the mid-1970s, and are heated by electric radiators. The tap water is heated by an electric boiler. Based on that calculation I can show the various energyststem. The different solutions have been developed by contact manufacturers and installers through phone calls and e-mail. According to the results shows that geothermal heating has been a great solution for Kärralyckan. As a complement to this solar panels fitted to get a good solution from an environmental and economic ground.

Grubbe Ventilation AB is a sheet metal and ventilation company who provides design, installation, service, and repair of ventilation. The company is expanding their business by building a new facility in Umeå, Västerbotten. The property is designed to be used for both office and industrial work. Grubbe Ventelation AB has not yet decided upon wish system which is to be established to provide the building with heating and cooling. The consulting firm Umeå Projekt Team has therefore been asked to investigate the possibilities to invest in geothermal- heating and cooling. If the investigation of a geothermal heating- and cooling system would provide favorable results it would be a very appropriate alternative that provides energy at low costs and are an environmentally friendly option as the energy comes from stored solar energy in the ground is provided by stored solar energy in the ground. The facility ´s heating and cooling consumptions are calculated in the program BV2 and the result indicate a heating demand of 185 000 kWh per year due to thermal transmittance, transmission losses, heating of warm water and a cooling requirement of 5500 kWh. Three different systems of geothermal heating and cooling were tested in the computer program Energy Earth Design. The results show no difference in the dimensioning of the drill hole if merely heating were to be used or both heating and cooling were to be established. The only alteration in the investment is therefore the additional cost of the cooling machine. The geothermal heat pump is designed to cover 60-70 percent of the maximum heat demand of the facility. The additional 30-40 percent will be covered by additional heating. A geothermal heat pump of 40 kW who require a 30 kW electrical heater to cover additional heating would be appropriate for this project. An investment of geothermal heating and cooling would require five bore holes of 210 meters wish provide an investment cost of 307 050 sek for the boreholes and an total investment of 446050 sek with a pay-off time of 5,6 years without cooling and 471050 sek with cooling wish give a pay-off time of 5,9 years. If a special double U-piping were to be used only four boreholes would be required of 250 meters. That would give a total investment cost of 459240 sek and a pay-off time of 5,8 years.

No description available.

Uppdragsgivaren för detta examensarbete saknade underlag till jämförelser mellan bergvärmepumpar och luft/vattenvärmepumpar vid två unika projekt. Arbetet ska ge en uppdaterad bild av skillnaderna i drift och ekonomi mellan värmepumparna inför aktuella och framtida beslutstaganden vid projektering av tillämpningar med sådana. I studien redovisas en teoretisk genomgång av värmepumpens funktion, historia och godhetstal som baseras på litteraturstudier inom berörda ämnen. En av anläggningarna är en inomhuspool i Oslo vars dimensionering för värmekälla presenteras i arbetet. Resultat från beräkningar visar att ett värmeuttag från berggrunden är möjligt över hela året om det aktiva djupet är tillräckligt stort. Awitar som är en ny forskningsanläggning som byggs av Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, SP, utgör arbetets andra anläggning. För båda projekten utgör lönsamhetskalkyler underlag för resultat av investering i bergvärmepump och luft/vattenvärmepump. Annuiteten, den årliga kostnaden, för en investering visade sig skilja mycket lite mellan värmepumparna vid båda anläggningarna. Värmepumparna till inomhuspoolen har båda annuitet på ca 16 kkr/år och för Awitar en annuitet på ca 111 kkr/år. Grundinvesteringen för berg- respektive luft/vattenvärmepump till inomhuspoolen uppgår till 295 kkr respektive 120 kkr och för Awitar 485 kkr respektive 175 kkr. / The client of this thesis lacked a basis for comparison of geothermal heat pumps and air/water heat pumps in two unique projects. This thesis will provide an updated picture of the differences in operations and finance between the heat pumps for both current and future decisions of projects. This study presents a theoretical review of the heat pump's function, history and efficiency based on literature studies in these subjects. One of the facilities is an indoor pool in Oslo, whose dimensioning of heat source are presented in this work. A result of calculations show that a heat extraction from the bedrock is possible throughout the year if the active depth is sufficient. Awitar, which is a new research facility built by the Swedish Technical Research Institute, SP, is this works second facility. Profitability calculations for both projects make the basses for the results of investment in the geothermal heat pump and air/water heat pump. Annuity, which is the annual cost of an investment, turned out to differ very little between the heat pumps at both facilities. The heat pumps for the indoor pool have both the annuity of about 16 thousand SEK/year and Awitar annuities are about 111 thousand SEK/year. The initial investment value for the geothermal and the air/water heat pump to the indoor pool amounts to 295 thousand SEK and 120 thousand SEK, respectively, and for Awitar, 485 thousand SEK and 175 thousand SEK, respectively.

This master thesis is an in-depth study of an existing heating system at a household cooperative in Uppsala that has been converted from district heating to a bedrock heat pump system. The study focuses on an economical system optimisation of the building’s complete heating system. The aim was to determine how well a heat pump system in large buildings actually work, find out possible ways to optimize the existing system and point out important system parameters for new heat pump installations in larger buildings. The project points out a possible energy cost reduction of 45 % without investment and further cost reductions with equipment investments. A reduction by 30 % is possible by improvements in the regulation system and 15 % is possible by maintaining the brine system. Many other energy efficiency improvements are possible by investment in new equipment.  An important conclusion of the project is that there is a huge need of an energy coordinator for the energy operation of buildings. The different people involved need to cooperate in order to maximize the optimization of the heating systems.

Buildings worldwide account for 40 % of the total energy use. Climate change is of increasing importance, but few are willing to reduce their standard of living or get a higher cost for the change. Energy efficiency of existing buildings gives the greatest benefit economically and environmentally.   The real estate company Klövern AB manages 46 properties in Karlstad. Heating is the major cost of the total operating costs of real estate. Rising energy prices increase the need for Klövern AB to improve energy efficiency and to investigate alternative sources of heat. The report's purpose is to explore alternative sources of heat for Hammaren 21, one of Klövern's properties that currently have direct electricity. A new system is investigated from an economic and sustainability aspect. The goal is to present a result that can be used as a basis for future investments to Klövern AB.   The economic analysis is done by calculating the total cost over 20 years with an LCC (Life Cycle Cost) in present value. This calculation is done by using three possible scenarios, where the discount rate, inflation and price rise of energy are varied from a normal case, which is considered as the most likely, and a low and a high price trend.   Sustainability analyzes the carbon impact and resource consumption with resect of MWh fuel.   The total energy demand for heating the properties is 231 000 kWh / year, which corresponds to 119 kWh / m2. The cost of heating and hot water is 206 000 SEK / year. District heating has a lower investment cost and a higher annual cost compared with geothermal heating, which has reversed costs.   The most economical option is to install geothermal heating, with one heat pump per property. It provides an annual saving of 76% of operating costs, and total savings during 20 years from 1 000 000 SEK to 2 920 000 SEK. Geothermal heating can also be used to cool the premises. Installation of district heating gives annual savings of 39% of operating costs and total cost savings over 20 years from  780 000 SEK to 1 830 000 SEK.  Pay-off for district heating is 4 years and for geothermal 7 years.   District heating is the best choice from a sustainability aspect. District heating gives reduced carbon emissions of 203 tons of CO2 / year and a reduction in resource consumption by 481 MWh of fuel. The corresponding figures for geothermal heating are 173 tons of CO2 / year and 421 MWh of fuel. / Byggnader i världen står för 40 % av den totala energianvändningen. Klimatförändringar får allt större betydelse, men få är villiga att dra ner på sin levnadsstandard eller få högre kostnader för förändringarna. Genom att energieffektivisera det befintliga fastighetsbeståndet ges de största vinsterna ekonomiskt och miljömässigt.   Fastighetsbolaget Klövern AB förvaltar 46 fastigheter i Karlstad Kommun. Uppvärmning är den största utgiften av de totala driftskostnaderna för fastigheter. Stigande energipriser ökar behovet för Klövern AB att energieffektivisera och utreda alternativa värmekällor. Rapportens syfte är att undersöka alternativa värmekällor för Hammaren 21, en av Klöverns fastigheter som idag har direktverkande el. Ett nytt system utreds ur en ekonomisk och hållbarhetsmässig aspekt. Målet är att kunna presentera ett resultat som kan användas som beslutsunderlag hos Klövern AB.   Den ekonomiska analysen sker genom att beräkna totalkostnaden över 20 år med en LCC (LifeCycleCost) i nuvärde, vilket innebär att summan räkas om till dagens penningvärde. Denna beräkning utförs med tre möjliga scenarier, där kalkylränta, inflation och prisökning på energi varieras utifrån ett normalfall, som anses som det mest troliga, samt låg- och hög prisutveckling.   Hållbarhetsaspekten analyserar koldioxidpåverkan samt resursåtgång med avseende på MWh bränsle.   Fastigheternas totala energibehov för värme är 228 000 kWh/år vilket motsvarar 117 kWh/m2. Kostnaden för uppvärmning och tappvarmvatten är 204 000 kr/ år. Fjärrvärme har en lägre investeringskostnad och en högre årskostnad jämfört med bergvärme, där det omvända gäller.   Det mest ekonomiskt lönsamma valet är att installera bergvärme, med en värmepump per fastighet. Detta ger en årlig besparing på 75 % av driftskostnaderna, och total kostnadsbesparing under 20 år mellan 800 000 och 2 700 000 kr. Bergvärmen kan även utnyttjas till att kyla lokalerna. Installation av fjärrvärme ger en årlig besparing av driftkostnaderna på 39 % och en total kostnadsbesparing över 20 år mellan 780 000 kr och 1 830 000 kr.  Pay-off för fjärrvärme är 4 år och för bergvärme 7 år.   Fjärrvärme är bästa valet ur en hållbarhetsaspekt. Fjärrvärme ger ett minskat koldioxidutsläpp på 203 ton CO2/år och en minskad resursåtgång på 481 MWh bränsle. Motsvarande siffror för bergvärme är 173 ton CO2/år respektive 421 MWh bränsle.

BBrönjaskolan: På Brönjaskolan finns en problembild bland elever och lärare där det termiska inomhusklimatet anses vara obehaglig. Värmeutbredningen tycks vara ojämn och luftkvalitén upplevs som dålig. Syftet med examensarbetet är att utreda om det förekommer några problem, ta reda varför just dessa problem förekommer och även ta fram eventuella förbättringsåtgärder för att minska eller eliminera de upptäckta problemen. På Brönjaskolan utfördes lufttemperatur och koldioxidmätningar i tre klassrum, 91, 93 och 105. I klassrum 91 ansåg lärare att luftkvaliteten var dålig och i klassrum 93 och 105 ansåg elever att värmeutbredningen var ojämn d.v.s. kallt under vinterhalvåret men varmt under sommarhalvåret. Mätningar visade att i klassrum 105 var både lufttemperaturen och koldioxidhalten inom Arbetsmiljöverkets rekommendationer där lufttemperatur får variera mellan 20-24 °C och koldioxidhalt skall vara under 1000 ppm. Högsta lufttemperaturen uppmättes till 23,4 °C och lägsta lufttemperaturen uppmättes till 21,9 °C. Högsta koldioxidhalten uppmättes till 986 ppm. I klassrum 93 var den kallaste uppmätta lufttemperaturen kallare än rekommendationer från Arbetsmiljöverket. Den kallaste uppmätta temperaturen var 19,3 °C och den högsta uppmätta lufttemperaturen var 23,1 °C. Högsta uppmätta koldioxidhalten var i detta rum 724 ppm. I klassrum 91 fanns det en del mätvärden där koldioxidhalten pendlade kring 1000 ppm, högsta uppmätta koldioxidhalten låg på 1 005 ppm vilket är över Arbetsmiljöverkets rekommendationer.  Högsta och lägsta lufttemperaturen i detta klassrum var 22,8 °C respektive 20,6 °C. Rekommenderade åtgärder för att minska koldioxidhalten i klassrum 93 är att tömma klassrummet på elever vid raster, kontroll av VAV styrningen samt att tvätta och rengöra textildonet. Rekommenderade åtgärder för att öka lägsta temperaturen i klassrum 91 är att byta fönsterrutor, byta termostat och reglerventil på radiatorerna samt att öka effektuttaget på radiatorerna. Bredåker förskola: På Bredåker förskola skulle underlag för ett eventuellt byte av värmekälla tas fram. Nuvarande värmekällor för förskolan är pellets och olja. Bodens kommun har planer på att byta värmekälla, till antingen bergvärme eller jordvärme. Storlek, effekt, investeringskostnad och återbetalningstid skulle bestämmas för de respektive värmekällorna. Den nuvarande årliga energianvändningen från värmekällorna pellets och olja är 55 054 kWh per år där energin för tappvarmvattnet är inkluderat och står för en energimängd på 4381 kWh per år. Om bergvärme skulle implementeras skulle den årliga energianvändningen vara 16 810 kWh, d.v.s. en årlig energibesparing med 38 244 kWh och det skulle behövas två borrhål med djup på 229 meter. Skulle jordvärme implementeras skulle den årliga energianvändningen vara 16 810 kWh, d.v.s. en årlig energi besparing med 38 244 kWh per år och det skulle behövas en markyta på 1380 m2. Investeringskostnaden för bergvärmesystemet skulle uppgå till 217 600 kronor exklusive moms. Investeringskostnaden för ett jordvärmesystem skulle uppgå till 153 600 kronor exklusive moms. Återbetalningstiden för bergvärmesystemet skulle bli drygt 6 år, och återbetalningstiden för jordvärmesystemet skulle bli drygt 4 år. Jordvärme är mer kostandseffektvit än bergvärme, men jordvärme kan skapa ojämnheter i markytan samt att växligheten kan missgynnas på det område där slangarna är nedgrävda.

Två år efter att bostadsrättsföreningen Backadalen gjorde en investering i bergvärme för sina lägenheter på Hisingen, Göteborg, startades ett pilotprojekt vid namn Smart Heat. Syftet med Smart Heat är att drifta borrhål och värmepumpar på ett så kostnadseffektivt sätt som möjligt. Detta görs genom att den billiga värmen som finns på sommaren lagras som bergvärme och används under den kallaste delen av året med hjälp av värmepumpar. Denna rapport tittar på hur optimal en Smart Heat installation kan bli men behandlar endast investering i värmepumpar och borrhål, med begränsningen att temperaturen i borrhålen är mellan 5 till 40◦C. En systemdesign ritades upp och genom linjärprogrammering i MATLAB så optimerades driftningen av borrhål och värmepump utifrån givna indata och antaganden. Denna optimering användes sedan i mjukvaran Earth Energy Design för att simulera temperaturen och ta fram storlek på borrhålslager. Tre olika konfigurationer av effekt och volym på borrhålssystem valdes och undersöktes. Antalet borrhål blev 252, 187 respektive 91 och dessa täcker 90%, 66% respektive 35% av det totala värmebehovet från november till april, exkluderat varmvattenbehovet. Driftnyttan, dvs skillnaden mellan att endast använda fjärrvärme och att kombinera fjärrvärme och borrhål, blev 1,55 MSEK, 1,12 MSEK och 0,58 MSEK. Investeringskostnaden som till 67% bestod av värmepumpskostnaden blev 46, 34 och 17 MSEK, vilket gav en återbetalningstid på runt 50 år för en kalkylränta på 2% för alla tre konfigurationer. Utifrån analysen i denna rapport så dras slutsatsen att en sådan investering med låga temperaturer i borrhålslagret inte själv är ekonomiskt genomförbar. En investering i borrhål och värmepump borde däremot jämföras med andra energikällor vid utbyggnad av områden utan redan fungerande fjärrvärmenät eller annan värmekälla. Ekonomiskt så är kostnaden av värmepump det som påverkar resultatet mest. Möjliga åtgärder för att sänka kostnaden av en sådan investering är en högre temperatur i borrhålen och en lägre framledningstemperatur till bostäderna, vilket gör värmepumpar mindre nödvändiga för systemet. För de tre olika scenarierna i denna rapport så kan ingen slutsats dras att fjärrvärmesystemets effektbalans skulle påverkas på ett negativt sätt. Avslutningsvis så är bergvärme kombinerat med fjärrvärme en lösning som borde undersökas vidare och den kan vara en viktig del för att uppnå en högre mängd förnyelsebar energi på energimarknaden. / In 2017, two years after the housing association Backadalen made an investment in geothermal heat for 20% of its apartments in Hisingen Gothenburg, a pilot project called Smart Heat was started. The purpose of Smart Heat is to operate boreholes and heat pumps in the most cost-effecient way possible. This means that the cheap heat that is available in the summer is stored as geothermal energy and used during the coldest part of the year with the help of heat pumps. This report looks at how an optimal Smart Heat installation can provide the best profitablility. This thesis is limited to a temperature in the boreholes at 5 to 40 degrees and only deals with investments in heat pumps and boreholes. A system design was drawn up and then optimized on given input using linear programming in MATLAB. This optimization was then used in the program Earth Energy Design to simulate the temperature and derive borehole layer size. Three different configurations of power and capacity of borehole systems were selected and investigated. The number of boreholes were 252, 187 and 91, which covers 90%, 66% and 35%, respectively, of the total heat demand from November to April, excluding the hot water requirement. The operating benefit, i.e. the difference between using only district heating and combining district heating and boreholes, was 1.55, 1.12 and 0.58 million SEK. The investment cost, whereof 67% consisted of the heat pump cost, was 46, 34 and 17 million SEK, giving a payback time of around 50 years at a discount rate of 2% for all three configurations. The conclusion is that an installation like Smart Heat with limited temperatures in the boreholes is not by itself economically feasible. On the other hand, an investment in boreholes and heat pumps should be compared with other energy sources and further investigated in the development of areas without already functioning district heating networks or other renewable heat sources. Economically, the cost of a heat pump impacts the result the most. Some options for reducing the cost of such an investment is through a higher temperature in the boerholes and a lower supply temperature to the houses. By changing these temperatures, the heatpump will be less necessary to the system. For the three different scenarios in this report, the power balance of the district heating system would not be adversely affected. Finally, geothermal heat combined with district heating is a solution that should be investigated further and which can be an important part of achieving a higher amount of renewable energy in the energy market.