Det här arbetets syfte är att ge förslag på ny kyllösning i en kommersiell fastighet. Den nuvarande lösningen innebär att kylan kommer ifrån tappkallvatten som spolas in i en värmeväxlare, den här lösningen är både dyr och har en negativ påverkan på vår miljö, fastighetsägaren är inte nöjd med detta och vill göra om systemet. Då det inte finns några direkta mätvärden från systemet förutom vattenförbrukningen så är effekt-och energibehovet en osäkerhet. Två driftfall har tagits fram där driftfall 1 och driftfall 2 har ett effektbehov på 80 kW respektive 130 kW. Utifrån driftfallen har effekt- och energiprofil tagits fram. Med hjälp av profilerna har en ny lösning tagits fram men med fyra olika metoder. Undersökningen tar upp lösningar med fjärrkyla, bergkyla, absorptionskyla och kompressorkyla. Fjärrkylan är idag inte ett möjligt alternativ då det fortfarande inte finns ett fjärrkylanät men diskussionerna pågår om ett sådant nät och på grund av detta är fjärrkyla med som en möjlig framtida lösning. Undersökningen visar att fjärrkyla inte är ett lönsamt alternativ, detta eftersom man behöver behålla nuvarande lösning fram till dess. Absorptionskyla är inte heller ett bra alternativ och det beror på det höga fjärrvärmepriset. Det visar sig att lösningen med bergkyla eller kompressorkyla är de bästa alternativen där en kompressordriven kylmaskin ses som den mest lönsammaste men ur en miljöaspekt är den det mindre bra även om den kylmaskin som används i denna undersökning använder sig av ett köldmedium med förhållandevis lågt GWP-värde. / This study’s purpose is to give suggestions of a new cooling system in a commercial building. The current system implies that the cooling come from tap cold water that flushes into a heat exchanger, this solution is both expensive and have a bad impact on the environment. The property owner isn’t satisfied with this and want to remake the system. There isn`t many measurement values that I can use to calculate the effect and energy needs for the building except the water consumption in the cooling system. Because of this uncertainty two cases have been used in this study. The first has an effect need of 80 kW and the other have an effect around 130 kW. From these two cases has an effect and energy profile been made from each of the two cases. With the profiles made, can a new solution be presented and in this study we have four different methods for the cooling system. An investigation has been made on district cooling, ground cooling, absorption cooling and compressor cooling. The district cooling isn`t possible today because it doesn’t exist but the local energy company having discussions about it and because of this, district cooling is a possible future solution. The study shows that to wait for a district cooling isn´t a profitable solution, neither is the solution with the absorption cooler, the absorption machine is being driven by district heat and the price is too high in Bollnäs. This study shows that ground cooling or compressor cooling are the best options in this case. The compressor cooling is the most profitable, but it has a downside in the environment perspective. All energy is based on electricity energy, and the refrigerant can affect the environment in a bad way if it´s a leak. But I should say that the cooling machine used in this study uses a refrigerant that has a relatively low GWP-value.

Baigiamajame magistro darbe nagrinėjamos decentralizuoto (paskirstytojo) generavimo ir atsinaujinančių energijos išteklių panaudojimo sprendimai, aprūpinant pastatą įvairia energija – šiluma, vėsa, karštu vandeniu, elektra. Energija aprūpinama panaudojant tokius įrenginius – kogeneratorių, kompresorinę ir absorbcinę šaldymo mašinas, saulės kolektorius, dujinį katilą. Apibūdinami pasirinkti įrenginiai, jų veikimo principai, savybės, atskleidžiami jų privalumai ir trūkumai. Parengiamos trys alternatyvių variantų principinės energijos sistemų schemos, suformuotos iš minėtų įrenginių derinių. Pristatomi šių alternatyvių įvairios eneregijos gaminimo variantų galios ir energijos kiekių rodikliai. Parenkamas optimalus naujų technologijų derinys. Alternatyvių variantų ekonominis pagrįstumas įvertinamas, parenkant optimalų energijos generatorių derinį atsižvelgiant į jų bendrą atsiperkamumą. Apibendrinus teorines žinias ir gautus skaičiavimo rezultatus, pateikiamos baigiamojo darbo išvados ir pasiūlymai. Darbą sudaro 6 dalys: įvadas, teorin�� dalis, analizinė dalis, ekonominė dalis, išvados ir pasiūlymai, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 61 psl. teksto be priedų, 34 iliustr., 11 lent., 46 literatūros šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai. / Solutions of decentralized (distributed) production and application of renewable energy sources in the case of different energy - like heating, cooling, hot water, electricity - supply for a building were analyzed in the final master thesis work. Energy supply sources are cogenerator, compressor and absorption cooling machines, solar collectors, gas boiler. Selected devices, their principles of work, characteristics, their advantages and disadvantages were described. Three schemes of principal energy system alternative were described, using combinations of devices mentioned above. Power and energy amount indexes of different energy generating alternatives were specified. The optimal combinations of new technologies were selected. After the optimal combination of energy generating system was done, economical validity of alternatives were estimated taking into account their total payback time. After theory and received results were summarized, the conclusions and suggestions were presented in the end of the final master work. Work consists of 6 parts: introduction, theory, analysis part, economical part, conclusions and suggestions, literature source. Size of Work: 61 pages of text excluding the appendixes, 34 pictures, 11 tables, 46 literature sources. Appendixes of the work are attached separately.

Designing turbines for either aerospace or power production is a daunting task for any heat transfer scientist or engineer. Turbine designers are continuously pursuing better ways to convert the stored chemical energy in the fuel into useful work with maximum efficiency. Based on thermodynamic principles, one way to improve thermal efficiency is to increase the turbine inlet pressure and temperature. Generally, the inlet temperature may exceed the capabilities of standard materials for safe and long-life operation of the turbine. Next generation propulsion systems, whether for new supersonic transport or for improving existing aviation transport, will require more aggressive cooling system for many hot-gas-path components of the turbine. Heat pipe technology offers a possible cooling technique for the structures exposed to the high heat fluxes. Hence, the objective of this dissertation is to develop new radially rotating heat pipe systems that integrate multiple rotating miniature heat pipes with a common reservoir for a more effective and practical solution to turbine or compressor cooling. In this dissertation, two radially rotating miniature heat pipes and two sector heat pipes are analyzed and studied by utilizing suitable fluid flow and heat transfer modeling along with experimental tests. Analytical solutions for the film thickness and the lengthwise vapor temperature distribution for a single heat pipe are derived. Experimental tests on single radially rotating miniature heat pipes and sector heat pipes are undertaken with different important parameters and the manner in which these parameters affect heat pipe operation. Analytical and experimental studies have proven that the radially rotating miniature heat pipes have an incredibly high effective thermal conductance and an enormous heat transfer capability. Concurrently, the heat pipe has an uncomplicated structure and relatively low manufacturing costs. The heat pipe can also resist strong vibrations and is well suited for a high temperature environment. Hence, the heat pipes with a common reservoir make incorporation of heat pipes into turbo-machinery much more feasible and cost effective.

Kyla produceras med ett antal helt skilda metoder. Denna rapport och fallstudie tar hänsyn till fyra metoder för kylning, kompressordriven-, absorptions-, fri-, och fjärrkyla. En del i problematiken är att systemen har mycket olika tekniska utformningar och krav på fastigheten, så som geografi och närhet till stora tekniska system som fjärrvärme och fjärrkyla. Kylsystemen jämfördes för att finna vilket kylsystem som var lämpligast samt vilket som hade den mest gynnsamma taxeringen för fastigheten. Kylsystemens lämplighet bedömdes framförallt efter underhållsbehov, men även storlek och ljudnivå. Fastigheten som utgör examensarbetets studieobjekt har ett kylbehov på 150 kW, vilket attribueras ett bageri, restaurang, kontor samt kylbänkar m.fl. Dessa har ett kylbehov under framförallt fyra sommarmånader, där kylbänkar m.fl även har ett kylbehov under resterande året. Flera studier har gjorts och pekar på att kylbehovet i framtiden kommer att öka, även om en exakt prognos inte kan ges. Det är även tydligt att alla de ovan nämnda kylsystemslösningarna har en roll att spela framöver. Examensarbetet har framförallt använt sig av en litteraturstudie för att besvara frågeställningarna. För litteraturstudien användes hemsidor som Discovery och ScienceDirect. För att beräkna energiförbrukning, drifttider och total kostnad så har Microsoft Excel använts. Framförallt för kylproduktion med kompressor, där det givna referensaggregatet har fyra olika driftfall beroende på kylbehov, varav ett är kylproduktion med frikyla. För att vikta frikylans andel har klimatdata från SMHI (2020) använts. Programmet har även använts för att sammanställa de tabeller och figurer som presenteras i resultatet. Prisförslag har givits efter personliga kommunikation per e-mail och telefonintervjuer med energiproducenter och tillverkare av kylaggregat. Resultatet visade att fjärrkyla var det för studieobjektet mest lönsamma alternativet, det står även för det system som är lämpligast då det är helt underhållsfritt för kunden. Anledningen till dess lönsamhet tillskrevs framförallt dess låga investeringskostnad. Att använda Gavleån för ren frikyla visade sig inte vara möjligt då temperaturen i ån är för hög sommartid. Även absorptionskyla visade sig vara olämpligt för studieobjektet då temperaturen i det lokala fjärrvärmenätet är för låg samtidigt som investeringskostnaden blivit hög. För absorptionskyla hade ett extra system behövts installeras, vilket rapporten inte kunnat prissätta. Rapporten visar däremot att metoden att producera kyla med absorptionsaggregat har potential att under rätt förutsättningar ersätta kompressorkyla. Detta för att minska dels belastningen på elnätet samt som ett sätt att minska CO2-utsläpp globalt, genom export av elektricitet till Europa. Detta arbete visar att dagens teknik är begränsad men att framtida teknik visar sig ha potential. Rapporten fann även att vidare arbete med vinning kunnat utföras för att identifiera absorptionskylas expansionspotential. / Cooling is produced with several completely differentiated methods. This report and case study considers four different methods of cooling, vapor-compression-, absorption-, free- and district cooling. A part of the problem is that the systems have vastly different technical configuration and requirement of a facility, such as geography and vicinity to other big technical system such as district cooling and district heating. The cooling systems are compared to find the method that is most suitable and has the most beneficial assessment. The different methods suitablitiy was graded based on, noise level, size and required maintenance. The facility that constitutes this thesis study has a cooling demand of 150kW, which is attributed to a bakery, a restaurant, an office and cooling benches etc. These have a cooling demand during four summer months, where cooling benches etc also have a demand during the rest of the year. Multiple studies showcase and point out that the cooling demand will grow in the future, even if a precise prognosis is not made. It is also clear that these above-mentioned cooling systems have a continuing role to play going forward. This thesis has foremostly used a literature review to answer the research questions. For the review webpages such as Discovery and ScienceDirect was used. To calculate the energy consumption, running hours and total yearly cost Microsoft Excel was used. Especially when cool produced with the compressor unit. The reference unit has four different operating modes depending on the cooling demand, one of the modes is production with free cooling. To value the share and impact that free cooling has, Microsoft Excel is used in combination with statistical data from SMHI (2020). Microsoft Excel is also used to compile the tables and figures in the “results” section. The pricing published in this report is based on personal communications per e-mail and phone interviews with energy producers and manufacturers of different cooling units. The result of the thesis show that district cooling is the most beneficial solution for cooling the facility. As well as the most suitable system since it is completely maintenance free for a customer. The reason for its profitability is attributed to its low investment cost. Using the nearby river for free cooling was deemed impossible because of its high temperature during the summers. Using absorption cooling was also considered unsuitable for the case object because of the low temperature in the local district heating network during summer times, as well as the high investment cost required because of it. To make absorption cooling suitable an additional system for cooling the processes would have to be installed, which this report has not been able to price.