När krav på fler förnyelsebara energikällor ställs har teknikområdet geoenergi succesivt utvecklats för att med berggrundens egenskaper och kylvärmepumpar förse såväl värme- som kylbehov inom olika sektorer. Då sektorn bostäder och fastigheter stod för cirka 40 % av Sveriges totala slutgiltiga energianvändning år 2015 finns möjligheter att utvecklingen av geoanläggningar ska kunna minska miljöpåverkan samtidigt som det sänker energianvändningen såväl som kostnader. På beställning av Husvärden AB byggdes geoanläggningen Mediacentralen i området Nya Krokslätt i Mölndal. Tre kylvärmepumpar i anläggningen förser området med kyla och värme året runt. Mediacentralen inrymmer ett stort antal komponenter som är vitala för att upprätthålla driften för såväl kyl- som värmedrift. Syftet med detta arbete är att åskådliggöra och beskriva hur en större bergvärmeanläggning i Nya Krokslätt fungerar samt utreda hur driften har varit och ifall det finns förbättringar att utföra. Genom att erhålla mätvärden från anläggningen och behandla dessa med olika program- och mjukvaror kan analyser av enskilda komponenter såväl som den generella driften utföras. Under arbetets gång har det inte framkommit några konkreta problem i driften av Mediacentralen, däremot har det kunnat fastslås att insamlingen av mätdatan är bristfällig och att förbättringsmöjligheterna försvåras på grund av detta. Skillnaden i drifttiden mellan två av kylvärmepumparna är i storleken 3000 timmar sen driftsättningen av anläggningen 2015. Detta tyder på fel i mätvärdesloggningen, då mätvärden beträffande energianvändning och kapacitet visar motsatsen. Även kylvärmepumparnas värmefaktor, det mått som ger deras effektivitet, skiljer sig markant från månad till månad vilket ger en indikation om att något kan förbättras på lång sikt. / When demands are made for more renewable energy sources, the geoenergy technology has been developed gradually to provide heating and cooling in the various sectors with the bedrocks properties and heat pumps. Since the housing and real estate sector accounted for about 40% of Sweden's total final energy use in 2015, opportunities for the development of geo-plants can reduce environmental impact while reducing energy useage as well as costs. At the request of Husvärden AB, the geo-plant called Mediacentralen was built in the Nya Krokslätt area in Mölndal. Three refrigeration heat pump in the plant provides the area with cooling and heating all year round. Mediacentralen houses a large number of components that are vital for maintaining the operation of both cooling and heating operations. The purpose of this work is to illustrate and describe how a larger geothermal-plant in New Krokslätt works, as well as investigate how the operation has been and if there are improvements to perform. By obtaining measurement values from the plant and processing them with various software, analyzes of individual components as well as the general operations can be performed.During the course of the work no concrete problems have been encountered in the operation of the Mediacentral. On the other hand, it has been found that the collection of the measurement data is insufficient and that the improvement possibilities were aggrivated by this. The difference in operating time between two of refrigeration heat pumps is 3000 hours since the commissioning of the facility 2015 indicates errors in the measurement value logging, as the measurement of energy use and capacity shows the opposite. Even the heat factor of the refrigeration heat pump, the measure that provides their efficiency, differs significantly from month to month, giving an indication that something can be improved in the long run.

<p>The use of air-conditioning and comfort cooling in offices and stores has been increasing during recent years. Adnot, (2002) reports an increased use in commercial buildings by 200 % from 1990 to 2002. The increase is primarily due to the growing use of electrical equipment generating internal heat. The enhanced public demands of the indoor climate are yet another explanation to the increase. The main cooling method used is mechanical chillers based on vapor compression. Many of these cooling systems are old and will shortly become obsolete which gives the property holder a chance to improve in his cooling system.</p><p>The office building Mercurius 12 in Karlstad operates activities that require comfort cooling. The cooling method used is conventional vapor compression which is distributed by an airborne system. The property consists of two buildings one built in 1939 and one in 1970. The property is 7700 m² and accommodates one apartment, offices and stores. The property is currently housing 190 people.</p><p>The aim of this report is that on a basis of life-cycle costs analyze how a change of cooling methods and cooling needs are connected to the Life-cycle costs of the cooling. The practicability of each change shall also be investigated.</p><p>The calculation of the life-cycle costs and heat surpluses have been made using generally accepted formulas that has been outlined in Excel.</p><p>All of the simulated measures to reduce the building's life-cycle costs in terms of internal heat and solar radiation pays off. The higher energy prices, the greater savings.</p><p>The Cooling tower method is the chilling process that provides the minimum life-cycle costs, both with both air and waterborne distribution system.</p><p>Vapor compression used with today’s energy prices provides comparatively to the other investigated methods a low life-cycle cost. The vapor compression method is however not as good if the energy price would get higher than today.</p>

The use of air-conditioning and comfort cooling in offices and stores has been increasing during recent years. Adnot, (2002) reports an increased use in commercial buildings by 200 % from 1990 to 2002. The increase is primarily due to the growing use of electrical equipment generating internal heat. The enhanced public demands of the indoor climate are yet another explanation to the increase. The main cooling method used is mechanical chillers based on vapor compression. Many of these cooling systems are old and will shortly become obsolete which gives the property holder a chance to improve in his cooling system. The office building Mercurius 12 in Karlstad operates activities that require comfort cooling. The cooling method used is conventional vapor compression which is distributed by an airborne system. The property consists of two buildings one built in 1939 and one in 1970. The property is 7700 m2 and accommodates one apartment, offices and stores. The property is currently housing 190 people. The aim of this report is that on a basis of life-cycle costs analyze how a change of cooling methods and cooling needs are connected to the Life-cycle costs of the cooling. The practicability of each change shall also be investigated. The calculation of the life-cycle costs and heat surpluses have been made using generally accepted formulas that has been outlined in Excel. All of the simulated measures to reduce the building's life-cycle costs in terms of internal heat and solar radiation pays off. The higher energy prices, the greater savings. The Cooling tower method is the chilling process that provides the minimum life-cycle costs, both with both air and waterborne distribution system. Vapor compression used with today’s energy prices provides comparatively to the other investigated methods a low life-cycle cost. The vapor compression method is however not as good if the energy price would get higher than today.

Globalt utgör byggnader för mer än 40% av världens energianvändning. I EU är 35% av byggnaderna mer än 50 år gamla samtidigt som 75% av dem är energiineffektiva. Byggnader från bland annat det svenska miljonprogrammet, den tid då en miljon bostäder byggdes mellan åren 1965 och 1974 i Sverige, är i behov av att rustas upp och energieffektiviseras för att de inte ska nå slutet av sin tekniska livslängd. I detta projekt jämförs tre energisystem på tre olika fastigheter i södra Sverige. Ett FX-system med fjärrvärmecentral i Lund, en spillvattenanläggning i Växjö och ett äldreboende i Ronneby med solhybrider och borrhål.  Jämförelsen görs bland annat genom en ekonomisk analys med LCC, återbetalningstid och investeringens minskning av primärenergianvändning. Genom en energiteknisk analys har jämförelser fastställts gällande energiförbrukning, potentiell energi att ta vara på ur frånluft och spillvatten samt förändringen av fastigheternas energideklarationer före och efter installation utifrån BBR29 i Boverkets Gripen tillsammans med en certifierad oberoende energiexpert. Jämförelsen har även lyft för- och nackdelar med de olika systemen. FX-systemet med fjärrvärmecentral medför risk för kallras och att obehandlad luft tas in i fastigheten, däremot är installationen enkel om lämplig i fastigheter med frånluftskanaler. Spillvattenanläggningen är beteende beroende och begränsas av en lägsta returtemperatur men möjliggör energiåtervinning ur spillvatten samt att solhybrider med borrhål begränsas av tillgången på användbar mark för installation men producerar både värme och el.  Resultatet av den ekonomiska analysen blev att återbetalningstiden, utan hänsyn till kalkylränta, var kortast för solhybridanläggningen med borrhål som var omkring 9 år medan spillvattenanläggningen hade längst återbetalningstid på 95 år. FX-systemet med fjärrvärmecentral hade en återbetalningstid på 22 år medan endast FX-systemet hade 11 år.  Utifrån den energitekniska analysen minskade solhybridanläggningen med borrhål primärenergitalet från energideklarationen mest med 61 kWh/Atemp, år motsvarande 33,7%, medan FX-systemet med fjärrvärmecentral minskade med 24 kWh/Atemp, år motsvarande 21,0%. För spillvattenanläggningen minskade primärenergitalet minst av de tre anläggningarna med 6 kWh/Atemp, år motsvarande 7,8%. Solhybridanläggningen med borrhål hade det högsta årliga anläggnings COP på 5,3 medan FX-systemet med fjärrvärmecentralen hade 3,9. Lägst årligt anläggnings COP hade spillvattenanläggningen med 3,8. Energin, för de standardiserade frånlufts- och spillvattenflödena, var att frånluften innehöll 2,4 gånger mer energi att ta vara på än spillvattnet. Spillvattnet hade 26,4 kWh/Atemp, år medan frånluften hade 64,4 kWh/Atemp.  En av slutsatserna med projektet var att spillvattenåtervinningen inte lämpar sig som första renoveringsåtgärd utan mer som effektivisering av redan energieffektiva byggnader som behöver reducera energianvändningen ytterligare. Installation av solhybrider med borrhål var lönsammast, men begränsas av markyta för borrhålen. FX-systemet lämpar sig för fastigheter med befintligt frånluftssystem.

This master thesis examines the energy efficiency of preheating outdoor air in ventilation systems by using geothermal heat from boreholes. Energy efficiency in this context only relates to minimise the energy consumption and to minimise the peak power consumption during cold days. Preheating the outdoor air before it enters the heat exchanger is a techinque that is used to avoid frost formation in the heat exhanger. The aim of preheating the outdoor air is to reduce the energy consumption in the buidling and to reduce the peak power consumption during cold days. In this project a buliding in Töfsingdalen, Stockholm, is investigated. In one part of the building the outdoor air is preheated while the air in another part of the building is not. The investigation is partly based on an analysis of measured temperaures in the building’s ventilation system during 2017. The results of the analysis show that the heat exchanger in the air-handling unit with preheating has not been defrosted during the investigated period. In this thesis, models are also constructed to simulate the system. The models are created in the simulation programme IDA ICE, wich is a simulation tool for bulidings. The simulations show that the total energy consumption is 1.2 kWh/m2Atemp, year higher and the maximal power consumption is 18 kW lower for the system that preheats the outdoor air compared to the system without preheating. In addition to this, the conclusion of this report is that the energy efficiency of preheating the outdoor air depends on the type of heat exchanger. A heat exchanger with high efficiency results in a lower peak power consumption than a heat exchanger wth a lower efficiency. Futhermore, the results show that geothermal preheating is better from an energy perspective when heat exchangers with moderate as opposed to high efficiencies are used. The energy efficiency of preheating outdoor air in ventilation systems also depends on the outdoor climate and the control strategy of the preheating. In this report, the control strategy for the preheating system in Töfsingdalen has been optimised in order to reduce the energy consumption in the building.

LKAB Wassara AB, förkortat Wassara, är ett dotterbolag till det statligt ägda LKAB. Wassara utvecklar och tillverkar borrsystem som bland annat används för spränghålsborrning i LKAB:s gruvor. Borrtekniken som Wassara utvecklat använder sig av trycksatt vatten för att driva en slaghammare vilken slår på en borrkrona. Wassaras system möjliggör rak borrning med hög precision. Nästa steg är att utveckla ett borrsystem där borrens riktning kan kontrolleras vilket ska resultera i en mer fördelaktig borrhålslayout och därmed ökad produktivitet. Detta examensarbete är en del av ett utvecklingsprojekt inom Wassara kallat ”Framtida borrsystem” som syftar till att ta fram nästa generations styrda borrsystem. Arbetet som beskrivs i denna rapport behandlar en omvärldsanalys av området styrd borrning samt konceptutveckling för den mekaniska styrprincipen vilka har till syfte att ligga till grund för ett beslut gällande möjligheten till implementering av styrd borrning i Wassaras system. Genom en omfattande omvärldsanalys lades en kunskapsgrundgrund för en konceptgenerering vilken resulterade i fem koncept för styrningsmekanismen. Koncepten analyserades och utvärderades och ledde fram till ett slutkoncept för vidare utveckling. Detta koncept visualiserades med hjälp av 3D-modeller och funktionsprototyper för att ge en bättre bild av, samt verifiera, geometrin. Vidare gjordes hållfasthetsanalyser, gränssnittsutformningar och förslag till drivsystem för den mekaniska styrprincipen.Det slutkoncept som beskrivs i rapporten uppfyllde de krav som ställdes initialt. Konceptet jämfördes med ett antal existerande system, vilka studerades i omvärldsanalysen, och visade på fördelaktiga egenskaper med avseende på de förhållanden som gäller för ”Framtida borrsystem”. / LKAB Wassara AB, abbr. Wassara, is a subsidiary of the state owned LKAB. Wassara develops and manufactures drilling technology, which is used for blast hole drilling in LKAB's mines. The drilling technique Wassara developed uses pressurized water to drive a percussion hammer which strikes on a drill bit. Wassara’s system allows straight drilling with high precision. The next step for Wassara is to develop a drilling system where the drill direction can be controlled, which will result in a more favourable borehole layout and thus increased productivity. This thesis is part of a development project at Wassara called "Framtida borrsystem" that aims to develop a next generation directionally controlled drilling system. The work described in this report covers an analysis of the area of directionally controlled drilling as well as concept development for the mechanical control principle. These are intended to be the basis for a decision regarding the possibility to implement directional drilling in the Wassara system. Through an extensive background research process, a foundation of knowledge was created and used as a basis for concept generation. The concept generation resulted in five concepts for the control mechanism which were analysed and evaluated and led to a final concept for further development. This concept was visualized using 3D models and functional prototypes to provide a better picture of, and to validate, the geometry. Furthermore, stress analysis, interface designs and a draft of an actuation system for the mechanical control principle were conducted. The final concept described in the report met the requirements that were stated initially. The concept was compared to a number of existing systems, which were studied in the analysis of the area of directional drilling, and showed advantageous properties with respect to the circumstances of the project "Framtida borrsystem”.

Minskat behov av köpt energi i svenska småhus kan komma att bli en viktig del i EU:s mål att effektivisera energianvändning och minska utsläppen av växthusgaser. Solhybridpaneler (eng. Photovoltaic thermal collector, förkort. PVT) kombinerat med bergvärmepump kan bidra till målen genom att minska värmepumpens elbehov, producera el för egenanvändning och leverera överskottsproduktion till elnätet. I svenska småhus finns det mer än 440 000 installerade berg-, jord- och sjövärmepumpar. I dagsläget är det vanligaste att en ny värmepump ersätter en äldre värmepump. Vid byte av bergvärmepump finns risk att det befintliga borrhålet är underdimensionerat i förhållande till den nya värmepumpen.  PVT består av en konventionell solcellspanel (PV) för elproduktion kompletterad med en termisk kollektor som hämtar termisk energi från PV-modulen och omgivande luft. Genom att överföra termisk energi från PVT till värmepumpens värmekälla minskar värmepumpens elbehov samtidigt som PV-modulens elproduktion ökar. Arbetet görs tillsammans med företaget Samster som bland annat är konstruktör och återförsäljare av PVT. Samster efterfrågar ett beräkningsverktyg för att underlätta projektering av PVT-assisterade bergvärmepumpar avsedda för villor. Verktyget ska bedöma prestanda,miljönytta och elkostnader utifrån platsspecifika förutsättningar och PVT-anläggningens dimensionering. Slutprodukt från arbetet består av en simuleringsmodell för dimensionering av PVT-assisterad bergvärme konstruerad i mjukvaran Simulink. Med simuleringsmodellen utförs analyser avyttre förutsättningar och systemkomponenter. Simuleringar under varierande förutsättningar utförs för att visa PVT-anläggningens påverkan på elanvändning och bergvärmepumpens effektivitet.  Genomförda analyser visar att geografiskt läge och temperaturförloppet i borrhålet har störst inverkan på PVT-assisterad bergvärme och att PVT är mest effektiva när de kopplas till en värmepump som hämtar energi från ett underdimensionerat borrhål. För en villa i Göteborgmed befinligt borrhål på 100 m och årligt värmebehov på 25 000 kWh kan komplettering med9,9 m2 PVT öka SPFVP från 2,65 till 2,82. Att komplettera bergvärmepump med 9,9 m2 PVTbidrar till att reducera villans elkostnad med 14 % och koldioxidutsläpp från elanvändning reduceras med 14 %. Kylning av PVT bidrar till att öka elproduktionen med 4 - 5 % på årsbasis. Riktvärde för lämplig dimension av PVT för att termiskt assistera bergvärmepump är 0,4 – 0,5 m2/MWh totalt uppvärmningsbehov. / Reducing the need for purchased energy in Swedish detached houses may become an important part of the EU's goal of streamlining energy use and reducing greenhouse gas emissions. Photovoltaic thermal collector (PVT collector) combined with a borehole ground source heat pump can contribute to reaching the climate goals by reducing the heat pump's electricity demand, producing electricity for private use and generating a surplus production going into the electricity grid. In Swedish detached houses, there are more than 440,000 installed ground and lake water source heat pumps. At present, a new heat pump usually replaces an older heat pump. When replacing a borehole ground source heat pump, there is a risk that the existing borehole is undersized in relation to the new heat pump. PVT collectors consists of a conventional solar cell panel (PV) for electricity production supplemented with a thermal collector that collects thermal energy from the PV module and the surrounding air. By transferring thermal energy from PVT collector to the heat pump's heat source, the heat pump's electricity demand decreases while the PV module's electricity production increases. This thesis is a collaboration with Samster, a company that, among other things, designs PVTcollectors. Samster is requesting a calculation tool to facilitate the planning of PVT-assisted ground source heat pumps installations, intended for detached houses. The tool needs to assess performance, environmental benefits and electricity costs based on site-specific conditions and the dimensioning of the PVT collector installation. Finished product from the work consists of a simulation model for dimensioning PVTassisted geothermal heat systems constructed in the Simulink software. With the simulation model, analyses of external conditions and system components are performed. Simulations under varying conditions are performed to show the impact on electricity use and efficiency of the heat pump when PVT collectors are installed. Performed analysis show that geographical location and the temperature variations in the borehole have the greatest impact on the system performance and that PVT collectors are most effective when connected to a heat pump that draws energy from an undersized borehole. For a Swedish detached house located in Gothenburg with a 100-meter boreholeand an annual heat demand of 25,000 kWh, supplementation with 9.9 m2 PVT collectors can increase the heat pump´s SPFVP (seasonal performance factor) from 2.65 to 2.85. The electricity cost for the household is reduced by 14 % and carbon dioxide emissions from electricity use are reduced by 14 %.  Cooling of the PVT collectors PV cells contributes to increasing electricity production by 4 -5 % on an annual basis. Guide value for suitable dimensions for PVT collectors that assist a borehole ground source heat pump is 0,4 - 0,5 m2/MWh of total heating demand.

Kärnkraften tillgodoser idag en stor del av Sveriges behov av elektricitet, men med kärnkraften kommer även ett avfall som är långlivat och högradioaktivt. Omhändertagande av detta avfall är omdiskuterat och det är kärnkraftindustrins ansvar att ta hand om avfallet. För att lyckas med detta har ett gemensamt bolag för den svenska kärnkraftindustrin skapats, Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB). Syftet med studien har varit att utreda i vilken omfattning alternativa metoder till Svensk Kärnbränslehantering AB:s metod för slutförvaring av högradioaktivt kärnavfall har studerats. Resultatet och diskussionen visar att ovissheterna kring slutförvaring av högradioaktivt kärnavfall är stora på grund av den långa förvaringstiden. En ansökan om slutförvaring av högradioaktivt avfall enligt KBS-3-metoden är inskickad till Strålsäkerhetsmyndigheten och till mark- och miljödomstolen i Nacka Tingsrätt för bedömning och beslut. Alternativa metoder till KBS-3-metoden har inte utretts tillräckligt, vilket bland annat beror på att större delen av den forskning som utförts har fokuserat på KBS-3-metoden och utvecklingen av denna. Innan alternativ som djupa borrhål kan räknas bort helt behövs närmare forskning och uppföljning på området, då tekniska framsteg gjorts de senaste åren. Alternativ som innebär kvittblivning kräver en ändring i lagen, då alternativen strider mot principen om nationellt ansvar. Metoden skulle innebära slutförvaring på internationell mark. När det gäller transmutation krävs långsiktiga satsningar på kärnkraften och då främst på nya typer av reaktorer. Transmutation bidrar till att ansvaret överförs på kommande generationer, då kärnkraften kommer att vara i drift ytterligare en lång period. Det medför att kärnavfallet inte kommer kunna tas om hand av den generationen som har genererat det. Därför anses detta alternativ i nuläget inte vara aktuellt. Information till kommande generationer kan ses som en säkerhetsrisk men för lite information kan även det ses som en risk, därför behövs ett väl utbyggt informationssystem för slutförvaret som håller i flera generationer. / Nuclear power is currently supplying large parts of the Swedish electricity demand, but with nuclear power there will also be a waste that is long-lived and highly radioactive. The disposal of this waste is controversial and it is the nuclear industry's responsibility to take care of. A joint company for the Swedish nuclear industry was created to achieve this, Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB). The aim of this study was to investigate to what extent alternative methods to Svensk Kärnbränslehantering AB:s method for final storage of highly radioactive nuclear waste has been studied. The aim of this research was to study how Svensk Kärnbränslehantering AB has been studying the alternative methods for the final disposal of highly radioactive nuclear waste. The results and discussion show that the uncertainties about the final disposal of highly radioactive nuclear waste are large due to the long storage time. An application for disposal of highly radioactive nuclear waste according to the KBS-3 method is submitted to Strålsäkerhetsmyndigheten and to the Land and Environmental court in Nacka district court, for assessment and decision. The study shows that alternative approaches to the KBS-3 method have not been sufficiently investigated, which is due to the larger part of the research conducted being focused on the KBS-3 method and its development. Before options like deep boreholes can be discounted entirely there is a need of further research and follow up in the area, as new technological advances have been made in recent years. Options involving disposal requires a change in the law, because the options are contrary to the principle of national responsibility. The method would involve disposal on international territory. The option of transmutation requires long term investments in nuclear power, mainly in new types of reactors. Transmutation contributes to the transfer of responsibilities to future generations, because the nuclear power will be in operation for a long period. This means that the nuclear waste will not be taken care of by the generation that has generated it. Therefore, this alternative is currently not an option. Information for further generations can be seen as a security risk, but too little information can also be seen as a danger, therefore, a well-developed information system for the final disposal that will last for many generations is necessary.

I samband med att elkonsumtionen ökar och att allt mer elkrävande utrustning installeras är det intressant att studera vilken metod som bäst lämpar sig för att kyla bort oönskad värme och ifall den värmen kan nyttjas där den är önskad. Målet med denna rapport är att ekonomiskt jämföra två olika lösningar för att kyla två serverhallar som står intill varandra. Ena lösningen är att ersätta kylmaskinerna med värmepumpar med kompletterande borrhål, där det är tänkt att köldmediumet passerar värmepumparna om det finns ett värmebehov. Den andra lösningen är att byta ut befintliga kylmaskiner mot modernare utrustning. Syftet med rapportens resultat är att det ska ligga som grund för ett investeringsbeslut av fastighetsägaren. Aktörerna i serverhallarna utvecklar en sammanlagd effekt om 104kW. Serverhallarnas sammanlagda area på ca 100m2 utgör bara en liten del av den 9877m2 stora fastigheten som är de lokaliserade i, övriga fastigheten fungerar som gymnasieskola. Arbetet har genomförts med hjälp av platsbesök, litteraturstudie, kartläggning av energiförbrukning, framtagning av varaktighetsdiagram och energibehovsberäkningar. Fastigheten har ett maxeffektbehov på 350kW och förbrukar 956000kWh, serverhallen kyls idag med tre kylmaskiner av äldre modell. Värmen som utvecklas i serverhallen används som primärvärme för att värma skolan men fastighetsägaren anser att det inte är så effektivt som det skulle kunna vara, samt att systemet klarar inte av att leverera en tillräckligt varm framledningstemperatur. En lösning med värmepumpar som skulle stå för 75% av effektbehovet tillför då 262,5kW och 717000kWh som innebär en energitäckningsgrad på 94% vilket medför att fjärrvärmeeffekten minskar från 220kW till 87,5kW. En kylmaskinslösning med tänkt kylmaskin klarar av att täcka 67% av effektbehovet och 86% av energibehovet. Fjärrvärmen skulle med kylmaskinslösningen minska från 220kW till 130kW. Investeringskostnaden för värmepumpslösningen med frikyla beräknas till 2090000kr och för kylmaskinen 750000kr. Nettobesparingen för 10 år blir för värmepumpar med frikyla 2930000kr medan kylmaskinerna är dyrare i drift än befintlig kylmetod. Nuvärdet efter 10 år blir för värmepumparna 1220000kr / As electricity consumption increases and more demanding equipment is installed, it is interesting to study which method is best suited for cooling off unwanted heat and if that heat can be used where it is desired. The aim of this report is to compare two solutions economically to cool two server halls adjacent to each other. The purpose of the report is that it should be the basis for an investment decision by the property owner. The operators in the server halls develop a total power of 104kW. The total area of the two halls of about 100m2 constitutes to only a small part of the 9877m2 large property in which they are located. The remaining part of the property serves as an upper secondary school. The work has been carried out by means of site visits, literature studies, energy consumption mapping, production of a duration chart and energy demand calculations. The property has a maximum power requirement of 350kW and consumes 956000kWh. The cooling is today supplied by three older cooling units. The heat developed in the server hall is used as primary heat for the school, but the property owner believes it is not as effective as it could be and that the system is unable to deliver sufficiently hot flow temperature. A heat pump solution would account for 75% of the power requirement would supply 262.5kW and 717000kWh, which means an energy coverage of 94%, which reduces the district heating power from 220kW to 87.5kW. A cooling machine solution with the specified cooling unit is capable of covering 67% of the power requirement and 86% of the energy demand. The district heating would decrease with 90kW from present values. The investment cost of the heat pump solution with boreholes is estimated at 2090000kr and for the cooling unit 750000kr. The net savings for 10 years will then be 2930000kr for the heat pumps while the cooling machine solution would be more expensive in operation than the existing solution. The net present value for the heat pumps after 10 years will amount to 1220000kr.

Syftet med rapporten är att göra en jämförelse av två olika metoder för att kyla ett fiktivt kontorshus som är 2 000 m² stort och beläget i Västerås. För att representera ett normalt kontorshus har kyleffektbehovet valts till 50 W/m² vilket ger totala kyleffektbehovet 100 kW. I ena fallet finns en kylmaskin som kyler byggnaden och i andra byts kylmaskinen mot ett antal borrhål som motsvarar hela kyleffekten. För att kunna bedöma de tekniker som har använts har energianvändning och växthuspotential beräknats i ett livscykelperspektiv. Denna energianvändning beräknas som inbäddad energi, vilket är all energi som använts från framtagande av råmaterialen till färdiginstallerat system. Växthuspotentialen beräknas i alla dessa steg som totala koldioxidekvivalenter. Ett sätt att bedöma den energibesparing som har gjorts är med en EROI-analys. EROI beräknas som sparad energi dividerat med investerad energi och är ett dimensionslöst tal som ger en indikation på hur värdefull investeringen är från energisynpunkt. Kylbehovet som finns i byggnader består av värmeöverskott, som uppkommer av bland annat belysning, datorer, kopiatorer och värme från människor. För att kyla bort denna värme finns ett antal olika kyltekniker. Kylmaskinen betraktas ofta som det klassiska sättet att skapa kyla, men är förknippad med en stor energianvändning under dess drift, främst till kompressor-drift. Till borrhålslösningen utgör en cirkulationspump enda elbehovet för att kunna skapa kyla, eftersom denna driftenergi är mycket lägre än för kylmaskinens kompressor ses ofta kyla från borrhål som gratis- eller frikyla. Byggnadens kylenergibehov har bedömts till 40 kWh/m2, år eller totalt 80 000 kWh/år. Detta kylenergibehov ger upphov till driftenergibehov. De årliga elbehoven beräknades till 26 145 kWh/år för kylmaskinen och 2 000 kWh/år för borrhålen. Dessa elbehov motsvarar de totala energierna 4 235 460 MJ för kylmaskinen samt 324 000 MJ för borrhålen under byggnadens livslängd. För att beräkna den inbäddade energin i dessa två lösningar krävdes livscykelanalyser. Det framkom snart att det inte fanns, av denna anledning användes byggvarudeklarationer för komponenterna. Till det hämtades livscykelanalyser för material. I de fall där det funnits varken livscykelanalyser eller byggvarudeklarationer har antaganden gjorts. Det som saknades var information om vad en kylmaskin innehåller, därför har det antagits att en värmepump och kylmedelkylare tillsammans kan fungera på samma sätt som en kylmaskin. Resultatet av beräkningarna för den inbäddade energin, tillverkning och transporter, beräknades till 74 627 MJ för kylmaskinen och 480 490 MJ för borrhålslösningen. Koldioxidutsläppen i samma skeden blev 4,8 ton koldioxidekvivalenter för kylmaskinen respektive 29,5 ton koldioxidekvivalenter för borrhålen. De stora skillnader som ses i inbäddad energi och koldioxidekvivalenter uppkommer av dieselanvändning, som krävs för att borra borrhålen. I denna rapport studeras scenariot att ersätta en kylmaskin som använts i fem år med ett antal borrhål, med samma kyleffekt, om detta kan vara fördelaktigt ur en energi- och miljömässig synpunkt. Studien visar att efter bara 4,5 år använder borrhålslösningen mindre energi, trots den höga inbäddade energin vid installationen. Den stora skillnaden består av elbehovet i driftskedet, där borrhålen har en cirkulationspump som använder betydligt mindre el än kylmaskinens kompressor. Den andra kategorin som har undersökts i denna studie har varit växthuspotential i form av koldioxidekvivalenter, som uppkommer under hela livstiden för båda lösningarna. Ett av kylmaskinens utsläpp kommer från köldmediet (R407C), ett kg köldmedie motsvarar 1 526 kg koldioxidekvivalenter. Det antogs att 4 % av detta köldmedie årligen läcker till omgivningen under alla år 45 år, detta läckage gav en total växthusverkan på 46,6 ton koldioxidekvivalenter. Det förekommer även stora koldioxidutsläpp i driftskedet, eftersom elbehoven är totalt 1 177 MWh för kylmaskinen och 90 MWh för borrhålen. En litteraturstudie visade att koldioxid-utsläppen vid produktion av el varierar mycket beroende på vilka förhållanden som råder, utsläppen varierar från 0 till 1 269 kg/MWh. Det visade sig dock att borrhålets koldioxid-utsläpp är lägre än kylmaskinens även vid låga koldioxidemissioner från elproduktion. Detta beror på läckaget av köldmedie som förekommer i kylmaskinen. Resultaten visar att oavsett utsläpp från elproduktion kommer borrhålen ha en lägre växthuspotential än kylmaskinen. Om kylmaskinen skulle användas under byggnadens livslängd skulle den ha en viss inbäddad energi och om borrhålen användes under byggnadens livslängd skulle de ha en annan inbäddad energi. Skillnaden i dessa energier kallas sparad energi. Investerad energi beräknas som den energi som krävs för att ersätta kylmaskinen med borrhålen. Med sparad och investerad energi kan först nettoenergin beräknas som skillnaden mellan dessa, den blev 3 089 025 MJ. EROI beräknas sedan som kvoten av sparad och investerad energi och blev 7,4, vilket innebär att ett byte av en befintlig kylmaskin till en borrhålslösning är fördelaktig ur energisynpunkt. / The purpose of this study is to compare cooling from a refrigeration machine and a borehole system. These technologies are chosen because they are observed as each other’s opposites. A refrigeration machine is associated with a requirement of large amounts of electric energy, while the borehole system is often seen as free cooling. The study is performed on a fictional building located in Västerås. The building has an area of 2 000 m² and a cooling requirement of 50 W/m². In the scenario studied the building is already equipped with a refrigeration machine, the goal is to examine if it can be motivated to remove this machine and replace it with a borehole system. The chosen environmental impact categories are embodied energy and carbon dioxide equivalents. In order to evaluate the embodied energy, EROI (Energy return on investment) is used to calculate the energy saved by removing the refrigeration machine. For the refrigeration machine most of the energy used is during the operation phase, this is because of the compressor which is used to produce cooling energy. In the borehole system 40 % of the energy used is during the operation phase and 60 % during the manufacturing phase. The drilling used 8.1 m3 diesel fuel, which dominated both the embodied energy and the carbon dioxide emissions of the borehole system. Results show that after only 4.5 years after installation the borehole system has less total embodied energy. EROI was then calculated as saved energy divided by invested energy and the result was an EROI of 7.4. The carbon dioxide emissions from both systems are heavily dependent on the CO2-emissions from electricity generation. Though, if a refrigeration machine were used during the buildings entire lifetime the leakage of refrigerant would be big enough to counteract this dependence.