Syftet med det här examensarbetet var att utreda massa- och pappersbruket SCA Obbolas sekundärvärmesystem. Examensarbetet utredde hur systemet kommer påverkas efter genomfört projekt ”Expansion Obbola” och huruvida fabriken kommer lida av sekundärvärmeunderskott eller inte. Utifrån resultatet togs förslag fram för hur underskott kan motverkas och eventuella överskott utnyttjas. För ändamålet gjordes en modell på dagens sekundärvärmesystem och med projekterade värden för ”Expansion Obbola” kunde sekundärvärmebalansen fastställas. Examensarbetet har utförts på plats där strömmarna kartlagts genom inspektion, ritningar och styrsystem. Nödvändiga mätdata för modellerna har tagits från givare som finns installerade för att styra processen på fabriken. Modellen använder sig av data och inparametrar som genom regressioner kan approximera sekundärvärmebalansen beroende på produktion och externa faktorer. Programvaran som används i uppbyggnad av modellerna är beräkningsprogrammet Excel med tillägg från WinMops. Eftersom de externa faktorerna har stor inverkan på systemet sattes modellen upp för både sommar- och vinterförutsättningar. Modellerna byggdes upp för att beräkna balansen i systemet under normala driftförhållanden och antagandet att systemet är stabilt. Programvaran som används i projektet är Excel. Sekundärvärmesystems värde kan anses som möjligheten att minska behovet av primärånga. Därmed beräknades behovet då ingen primärånga använts till att producera sekundärvärme, alternativt som spetsvärme för att täcka behovet. I dagens sekundärvärmesystem finns ett stort överskott av termisk energi. Under medelproduktion och medelinställningar för externa faktorer erhölls 16,2 MW och 9,9 MW spillvärme för sommaren respektive vintern. Alla punkter i analysen klarar behovet med marginal, men där undantaget är låg produktion under riktigt kalla vinterdagar. Efter ”Expansion Obbola” blir systemet starkt beroende av utomhustemperaturen. Under sommaren, då temperaturen ute är hög, blir överskottet än större och spillvärmen beräknades till 26,3 MW under medelinställning av inparametrarna. Vintern medför att systemet har överskott under medelinställningar och spillvärmen beräknades till 7,5 MW. Sekundärvärmesystemet klarar inte behovet för alla utomhustemperaturer. Balansen erhålls vid -10,8 °C för hög-, -10,8 °C för medel- och -6,0 °C för låg produktion. Genom att utöka flödet mellan hetvattentanken och varmvattenbingen kan underskottet under kalla vinterdagar minskas. Åtgärdsförslaget som anges medför att systemet klarar en balans vid -13,4 °C för hög-, -11,0 °C för medel- och -6,0 °C för låg produktion. Med ”Expansion Obbola” tillkommer stora förändringar till pannornas vattenhantering. Temperaturen på spädvatten mot matarvattentankarna går från 97,9 °C till 90,6 °C under sommaren vid medelinställning på inparametrarna. För vintern går temperaturen från 96,0 °C till 87,4 °C. På grund av den sänkta temperaturen på strömmarna mot matarvattentankarna kommer motsvarande termiska energi behöva tillsättas, vilket resulterar i en ökad ångförbrukning. Varmvattenbingen kan erhålla en jämnare temperatur genom att prioritera varmare flöden till tanken, förslaget innebär att en större mängd hetvatten kan frigöras till nya ändamål. Flödet som har lägst temperatur till varmvattenbingen är från kokeriet. Åtgärden medför att upp till 70 m3/h extra hetvatten frigöras under sommaren och 86 m3/h under vintern vid medelinställningarna. I rapporten har alternativet att utöka hetvattenflödet till värmeväxlaren före blandbäddarna i vattenhanteringen utretts. Här finns en möjlighet att tillsätta 987 kW och 1558 kW under sommaren respektive vintern. Detta skulle medföra att temperaturen mot matarvattentankarna blir 93,7 °C och 92,2 °C under sommar- respektive vinterperioden. För att erhålla den beräknade maxeffekten behövs 51 m3/h för sommaren och 73 m3/h för vintern, då värmeväxlaren förbättras till en temperaturdifferens vid 5 °C.

On behalf of Umeå Energi, a study was carried out on how the company can reduce its carbon dioxide emissions from district heating production. Umeå Energi has fifteen production units in Umeå with different types of fuel, which supply the city with district heating. The heat demand governs how many of these units that are running at the same time and the order in which these units start is governed by the company priority. The purpose of this project was to investigate how Umeå Energy can reduce its carbon dioxide emissions by changing the order of priority for these production units. The project has developed four scenarios with different priority conditions and the results shows how much the company reduces its emissions by following these different priority schemes. The presently used priority scheme is planned according to economy, but in the scenarios developed in the project, the priority scheme is controlled from a climate perspective, where the production units carbon dioxide emissions control the prioritization. The scenarios gave mixed results. In the best-case scenario Umeå Energi can reduce its carbon dioxide emissions by almost 80%, but then incineration is de-prioritized, which leads to other problems for the society. In the scenarios where incineration is prioritized, the result does not have as great an impact, but still shows that Umeå Energi can reduce its carbon dioxide emissions significantly by changing the production planning. / På uppdrag av Umeå Energi gjordes en undersökning om hur företaget kan minska sina koldioxidutsläpp i samband med fjärrvärmeproduktion. Företaget har femton olika produktionsenheter runt om i Umeå med olika typer av bränsle som förser staden med fjärrvärme. Värmebehovet styr hur många av dessa anläggningar som är i gång samtidigt och i vilken ordning dessa enheter startar styrs av företagets prioriteringslista. Syftet med detta examensarbete var att undersöka hur Umeå Energi kan minska sina koldioxidutsläpp genom att ändra prioriteringsordningen för dessa produktionsenheter. Projektet har tagit fram fyra scenarion med olika prioriteringsvillkor och kommit fram till hur mycket företaget minskar sina utsläpp genom att följa dessa olika listor. I dagsläget är denna prioriteringsordning planerad efter ekonomi, men i de scenarier som är framtagna i projektet är prioriteringsordningen mer eller mindre styrda utifrån ett klimatperspektiv, där produktionsenheternas koldioxidutsläpp styr prioriteringen. De olika scenarierna gav blandade resultat, i det bästa scenariot kan företaget minska sina koldioxidutsläpp med ungefär 80 %, men då är avfallsförbränningen bortprioriterad vilket leder till andra problem för samhället. I scenarierna där avfallsförbränningen är prioriterad först ger inte resultatet lika stort genomslag, men visar ändå att Umeå energi kan minska sina koldioxidutsläpp markant genom att ändra på produktionsplaneringen.

Denna rapport undersöker om det är möjligt att återvinna mer energi och skapa ett större energiöverskott ur värmeåtervinningstornen (AHR-tornen) kopplade till Boardmaskin 2 (BM2) och bestrykaren (CM1) i Metsä Board Husum. Potentiell energieffektivisering och styrning av systemet undersöks även. Anledningen till denna utredning är att Husums kartongbruk utreder möjligheterna till att bygga ut BM1 och öka kartongproduktionen vilket skulle medföra en ökad ångförbrukning och därför ett minskat energiöverskott och mindre elproduktion från turbinerna. Rapporten inleds med allmän information om energisektorn i Sverige och massa/kartongbruk. Innan AHR-tornens uppbyggnad beskrivs så förklaras värmeväxlares funktion. Både hur värmeväxlare fungerar generellt och hur de som används i tornen fungerar. I de tre AHR-tornen cirkulerar tre stycken rörslingor som används för att värma processvarmvatten och lokalerna i fabriken. Fokuset under projektet har främst legat på BM2 AHR1 då det är tornet som överför mest energi från torkluften och involverar alla tre slingor. Om vattnet i en slinga inte når upp till den önskade temperaturen efter det passerat tornen så värms vattnet upp med hjälp av en ångvärmeväxlare. Slingan som är placerad längst ner i BM2 AHR1 kallas för slinga 2. Den håller höga temperaturer året om och ångvärmeväxlaren i kretsen behövs inte användas. Slinga 1 som är placerad ovan värmer processvarmvattnet och måste använda sig av ångvärmeväxlaren året om. Den tredje slingan tar i princip den energi som finns över i tornet efter luften passerat de andra slingorna och håller relativt låga temperaturer, beroende på om CM1 går eller inte. För att uppnå målsättningen gjordes först effektberäkningar över tornen från olika vinterdagar. Resultat visar att tornen överför nästan dubbelt så mycket effekt från torkluften då utetemperaturen är  -15°C jämfört med då utetemperaturen är 10°C . Flödesreglering gjordes sedan på slingorna för att försöka öka utloppstemperaturer och minska elförbrukning från pumparna i slingorna. Utloppstemperaturen i slinga 1 steg med 4°C men ångförbrukningen ökade i viss omfattning, och elbesparingen över pumparna blev 44630 kr/år om flödet skulle reglerats ner under hela året. Slinga 3 har styrts mot ett börvärde på 50°C med hjälp av ångvärmeväxlare vilket ansågs vara onödigt högt. Den ånga som sparas vid varje grads sänkning av börvärde och vad det motsvarar i kostnader beräknades fram till ca 1,12 ton ånga/h eller 1,06 Mkr/år. Slutligen gjordes en beräkning på den potentiella besparingen vid omplacering av slinga 1 och 2. Slinga 1 blir då placerad längst ner i tornet och tar upp mer värme från torkluften. Denna ombyggnad skulle kunna spara 1,79 ton ånga/h eller 1,69 Mkr/år vid bästa fall. / This report examines whether it is possible to recover more energy and create a larger energy surplus from the heat recovery towers (AHR towers) connected to Board machine 2 (BM2) and the coater (CM1) in Metsä Board Husum. Potential energy efficiency and control of the system are also investigated. The reason for this investigation is because Husum board mill is investigating the possibilities of expanding BM1 and increasing board production, which would lead to increased steam consumption and therefore a reduced energy surplus and less electricity production from the turbines. The report begins with general information about the energy sector in Sweden and pulp/board use. Before describing the structure of the AHR towers, the function of heat exchangers is explained. In the three AHR towers, three water-filled pipe loops are used to heat process hot water and the premises in the factory. The focus during the project has mainly been on BM2 AHR1 as that tower transfers the most energy from the drying air and involves all 3 pipes. If the water in a pipe does not reach the desired temperature after passing the towers, the water is heated by means of a steam heat exchanger. The pipe located at the bottom of BM2 AHR1 is called pipe 2. It maintains high temperatures all year round and does not need any heating from the steam heat exchanger. Pipe 1, which is located above, heats the process hot water and requires heat addition all year round. The third pipe basically gets the energy left over in the tower after the air has passed the other pipes and maintains relatively low temperatures, depending on whether the CM1 is running or not. To achieve the goal, energy calculations were first made over the towers from different winter days. Results show that the towers transfer almost twice as much energy from the drying air when the outdoor temperature is -15°C compared to when the outdoor temperature is 10°C. Flow control was then done on the pipes to try to increase outlet temperatures and reduce electricity consumption from the connected pumps. The outlet temperature in pipe 1 rose by 4°C, but the steam consumption increased to some extent, and the electricity savings over the pumps were 44630 SEK/year if the flow were to be regulated down throughout the year. Pipe 3 has been controlled to a setpoint of 50°C by means of a steam heat exchanger, which was considered to be unnecessarily high. The steam saved by each degree reduction of setpoint and what it corresponds to in money was calculated up to about 1,12 tonnes of steam/h or 1,06 million SEK/year. Finally, a calculation was made of the potential savings when relocating pipe 1 and 2. Pipe 1 is then placed at the bottom of the tower and absorbs more heat from the drying air. This conversion could save 1,79 tonnes of steam/h or 1,69 million SEK/year at best.

De flesta av Sveriges avloppsreningsverk byggdes under den senare halvan av 1900-talet, vilket var en period då byggnaders uppvärmningsbehov vanligtvis tillgodosågs genom förbränning av fossila bränslen. Järvsö avloppsreningsverk är ett exempel på ett reningsverk som än idag använder olja för uppvärmning. Följande examensarbete har därför syftat till att minimera oljeanvändningen vid verket, genom att studera ett antal energieffektiviseringsåtgärder och en alternativ uppvärmningslösning. Målet har varit att presentera kostnad- och energieffektiva lösningar till Ljusdal Vatten som äger och ansvarar för driften av reningsverket, för att minimera oljeanvändningen. Arbetet består av två delar, där den första delen behandlade energisimuleringar i simuleringsprogrammet IDA ICE. I programmet simulerades åtgärdsförslag indelade i tre kategorier: byggnaden, ventilationssystemet och en kombination av dessa åtgärder. Att ersätta luftbehandlingsaggregat med ett nytt aggregat visade sig ha hög energieffektiviseringspotential medan åtgärder kopplat till byggnaden hade en liten påverkan på värmebehovet. I den andra delen av arbetet utfördes en fallstudie där ett antal värmepumplösningar och en pelletspanna bedömdes utifrån en förenklad multikriterieanalys i två steg. I första steget bedömdes respektive alternativ utifrån fyra kriterier: självständighet, driftsäkerhet, tidsbehov samt lämplighet. I det andra steget beräknades minskningen av koldioxidekvivalentutsläpp vid byte av värmekälla och en investeringskalkyl, inkluderande återbetalningstid och livscykelkostnad, utfördes. De utvalda alternativen poängsattes och utifrån det fick bergvärme högst totalpoäng och rekommendationen till Ljusdal Vatten var därför att investera i denna lösning. Samtidigt gav resultatet av arbete att samtliga studerade alternativen var ekonomiskt lönsamma. Resultatet visade även att ett byte av luftbehandlingsaggregat och uppvärmningslösning är kostnadseffektivt och dagens oljeanvändning kan med fördel ersättas med en alternativ, fossilfri, energibärare. / Most of the Swedish wastewater treatment plants were built during the second half of the 20th century when the heating demand was supplied by burning fossil fuels. Järvsö wastewater treatment plant is an example of a building that still uses fossil oil for heating. This master thesis aimed to minimize the usage of oil at the plant, by studying energy efficiency measures and an alternative heating solution. The goal was to present a cost- and energy-efficient solution to Ljusdal Vatten, which owns and operates the treatment plant, to minimize oil use. The project was divided into two parts, where the first part included energy simulation performed in the simulation software IDA ICE. In the program different efficiency measures categorized into three categories: building, ventilation system, and a combination of these measures were studied. The heating demand was highly affected by replacing the air handling unit with a new unit. Measures connected to the building, however, had a low effect on the demand. During the second part of the project, a case study was carried out where several heat pump solutions and a pellet boiler were assessed based on a simplified multi-criteria analysis in two steps. Initially, the respective alternatives were assessed based on four criteria: independence, reliability, time requirement, and suitability. Secondly, the reduction of carbon dioxide equivalent emissions which a switch of heat source was calculated, and an investment calculation, including the payback time and life cycle cost, was performed. The interesting alternatives were ranked, and the geothermal heat pump received the highest score. The recommendation to Ljusdal Vatten was to invest in this technology. Furthermore, the result showed that all studied heating sources were profitable investments. The thesis conclude that a change of the air handling unit and heating solution is cost-effective and can be applied to replace the current oil use with an alternative fossil-free energy carrier.

År 2004 infördes EU:s ramdirektiv för vatten i svensk lagstiftning vilket har inneburit att vattendragets funktion som vandringsväg för fisk behöver upprätthållas eller säkras, även efter att dammar byggts. För vattenkraftverksdammar kan detta ske genom att dammarna rivs eller förses med olika typer av anordningar för passage upp- och nedströms dammen. Vid Sikfors vattenkraftverk finns en ledarm för att leda smolten till ett utskov för passage nedströms dammen. Studier har dock visat att smolten dör i för stor utsträckning vid passage via utskovet, och projektets syfte har därför varit att ta fram en modell för flödet över utskovet. Modellen har ställts upp för tre volymflöden, 18, 30 och 59 m3/s och vattendjup, vattenhastighet och flödesbeteende har analyserats för volymflödena.  Geometrin en bit uppströms dammen, luckan och skibordet byggdes upp i Designmodeler utifrån ritningar. För att underlätta simuleringarna delades geometrin i två delar, där den första delen innefattar geometrin en bit uppströms dammen samt luckan medan den andra geometrin innefattar skibord och uppkastare och nedslagsplats. Simuleringen gjordes i ANSYS CFX och vattenytan modellerades som en fri yta med luft och vatten som fluider i modellen. Luckans öppning varierades med volymflödet, utifrån data från vattenkraftverket.  Det lägsta vattendjupet över luckan blev 5 cm vid slutet av luckan för ett volymflöde på 18 m3/s, medan för 30 m3/s blev det lägsta vattendjupet 10 cm vid slutet av luckan. Den högsta vattenhastigheten över luckan blev 8,5 m/s för 30 m3/s i mitten av luckan medan samma hastighet blev 8,3 och 8,9 m/s för volymflöde på 18 respektive 59 m3/s.  För skibordet blev det lägsta vattendjupet 15 cm och 30 cm för 18 respektive 30 m3/s. Vattenhastigheten för samtliga volymflöden för skibordet överstiger 12 m/s, vilket är den högsta rekommenderade hastigheten för nedströmspassage. För 30 och 59 m3/s kastas vattnet över ingången till fisktrappan, medan för 18 m3/s påverkas flödet vid ingången utav flödet från utskovet. Vattendjupet för 30 m3/s borde vara tillräckligt för att smolten inte ska få skrapskador, medan 18 m3/s kan vara för lågt volymflöde. Ingen tendens för virvlar eller turbulens syns för luckan eller skibordet för något volymflöde, så flödesbeteendet borde inte vara ett problem för smolten. Vattenhastigheten för skibordet överskrider den högsta rekommenderade hastigheten, men hastigheten är inte mycket högre än rekommenderat och under en kort period, så det borde inte vara den enskilda orsaken till smoltens låga överlevnadsgrad.    Den numeriska modellen har ställts upp för tre volymflöden, och kontrollerats mot teoretiska beräkningar och mot parametrar för meshkvalitet, som visar att modellen är bra uppställd. Analysen har visat att vattendjup och vattenhastighet är beroende av volymflödet över utskovet, och att skillnaden är större för vattendjupet. Flödesbeteendet visar ingen tendens till turbulens eller virvlar, och flödesbeteendet följer ett typiskt beteende för kanalströmning.

<p>Distanspresentation.</p>

Vårt ständigt ökande energibehov tillsammans med att de fossila bränslelagren sannolikt inte räcker länge till gör att nya och koldioxidneutrala energikällor är viktigare än någonsin. Kraftvärme producerad med biomassa är ett utmärkt alternativ för produktion av grön el och fjärrvärme för att värma våra hem. Idbäckens kraftvärmeverk i centrala Nyköping förser ca 95% av Nyköping med fjärrvärme via kraftvärmepannan panna 3 och de fastbränsleeldade hetvattenpannorna panna 1 och 2. Panna 3 eldas primärt med returträflis och panna 1 och 2 med skogsbränslen. Under en längre tid har panna 3 visat ett lägre utbyte från inköpt bränsle till producerad energi. Förväntat utbyte eller totalverkningsgrad ligger kring 85% exklusive. rökgaskondensering för denna typ av anläggning, det verkliga utbytet ligger kring 76-81% de senaste åren. Detta projekt utfördes på uppdrag av Vattenfall BU Heat Sweden i ett försök att kartlägga vart förlusterna uppstår och bestämma det teoretiska energiutbytet mellan inköptbränsle och producerad energi. Därför har verkningsgrad för panna 3 och tillhörande ångsystem utvärderats för att säkerställa att förlusterna inte uppstår på anläggningen. Efter detta har förluster som inte kan förklaras med pannans och ångsystemets verkningsgrad försökt kartläggas. Dessa förluster utanför anläggningen har misstänkts bero på nedbrytning av bränslet under lagring vilket orsakar förluster av torrsubstans och därav brännbart material.  Pannans verkningsgrad har studerats under perioden Januari 2020 till och med Mars 2020 för att få en uppfattning om pannans prestanda den senaste tiden. Pannans verkningsgrad bestämdes till 88,2% under perioden, ångsystemets verkniningsgrad bestämdes till 95,3% under samma period. Kombinerat ger det en totalverkningsgrad på 84,0% vilket ligger i linje med det förväntade. Det teoretiska energiutbytet, vad kvoten mellan producerad energi och tillfört bränsle borde vara utifrån bestämda förluster ligger ca 2%-enheter högre på 86,1% under motsvarande period. Det saknas alltså flera %-enheter ner till det verkliga utbytet på 76-81%. Tre specifika driftfall har också studerats under låg, medel och hög last för att se när anläggningen är som mest effektiv. Utredningen visar att pannan och ångsystem är som mest effektiv vid hög last då trenden är att totalverkninggraden ökar med ökad last. De kvarstående förlusterna har inte kunnat kartläggas till fullo. En massbalans avseende aska in till, och ut från anläggningen har gjorts. En stor skillnad har noterats där aska ut från anläggningen är ca dubbelt så stor som den förväntade, vilket kan bero på att askhalten i inkommande bränsle är högre än vad bränsleanalyserna indikerar. Ett försök att kartlägga lagringsförluster har gjorts genom att jämföra inköpt bränsle med vad som faktiskt vägts in vid anläggningen där en viss skillnad har identifierats. Stora skillnader i enstaka bränsleleveranser gör det svårt att dra någon slutsats av detta men visar på osäkerheterna som finns kring bestämning av inköpt energi. En känslighetsanalys gjordes där det konstaterades att en felaktig bestämning av bränslets vikt utgör den känsligaste variabeln vid bestämning av det faktiska energiutbytet. En utökad provtagning har gjorts på ett bränsle som lagrats ca 7 veckor innan förbränning. Proverna visar på viss nedbrytning och försämring av bränslekvaliteten genom en ökad fukt- och askhalt samt att värmevärdet minskat under lagringen, vilket kan vara en del av orsaken till det låga utbytet de senaste åren. Fler provtagningar bör göras före och efter lagring av bränslet för att få ett större underlag till vad som händer med bränslet under lagring då detta inte är helt klarlagt för returträ. Detta tillsammans med att följa upp skillnaderna mellan köpt bränsle och invägt på Idbäcken så kan kanske det låga energiutbytet förklaras.

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.

Parkerade flygplan varmhålls med hjälp av förvärmd luft som tillförs planen med PCA-aggregat (Preconditioned Air). Då denna luft ventileras direkt ut igen följer ca 70% av den tillförda effekten med. I syfte att ytterligare energieffektivisera det system som Smart Climate Scandinavian AB har utvecklat undersöks i detta arbete möjligheten att återvinna en del av effekten genom att leda tillbaka luft till PCA-aggregatet.   För att undvika stora effektförluster i kanalen för återluften rekommenderas en isoleringstjocklek på minst 14mm. Beräkningar visar att det är möjligt att minska effektbehovet i PCA-aggregatets värmebatteri med 20 respektive 40% när 1/3 eller 2/3 av det totala tillförda luftflödet återvinns. Hur stor mängd återluft som kan tillämpas bestäms av utetemperaturen och det faktum att en del av luften i de flesta fall måste passera ut genom andra ventiler som inte är anslutna till återluft. Dessa känsliga utrymmen förses med temperaturmätare för att möjliggöra maximal återvinning.   Under flygning ansamlas fukt från passagerare i planet. Det är oklart var och i vilken form merparten av fukten finns och därför även i vilken takt den avges till luften, men önskvärt är att planet torkas ur. Med det luftflöde som kan tillhandahållas av PCA-aggregatet blir luftgenomströmningen tillräcklig för att sänka RF i kabinen från 60% till 40% på 45 minuter. Detta även med 1/3 eller 2/3 återluft samt ett antaget fukttillskott på 1g/s. Fukten anses inte utgöra någon begränsning i dagsläget, då inga krav på uttorkning ställs. Med hygrometer i kabinen öppnas möjligheten för 100% återluft då den relativa fuktigheten nått önskat värde och ingen frysrisk föreligger. / Parked airplanes are kept warm with preheated air distributed to the plane through PCA-units (Preconditioned Air). As this air is vented directly to the outside after passing through the plane it brings approximately 70% of the input power with it. With the purpose to further improve the energy efficiency of the system Smart Climate Scandinavian AB has developed, this project examines the possibilities to recycle part of this power by returning air to the PCA-unit.   The duct leading the recycled air back to the PCA should have an insolation with a thickness of at least 14mm to prevent energy loss. Calculations show that it is possible to reduce the power requirement in the PCA´s heater with 20 or 40% when 1/3 resp. 2/3 of the total airflow is recycled. The possible amount of return air is determined by the outside temperature and the fact that part of the air in most cases must pass through other vents that are not connected to recycling.   During flight moisture from the passengers accumulates in the plane. It is not known in what form or where this moisture is and therefore also not in which pace it evaporates to the air. It is however desired that the moisture is dried from the plane. With the airflow the PCA can provide the relative humidity of the cabin air can be lowered from 60% to 40% in 45 minutes. This also applies if 1/3, 2/3 of the total airflow is recycled or even with a moisture addition of 1g/s. The moisture is not considered a limitation since no demands on drying are made. With a hygrometer placed in the cabin there is a possibility of 100% recycling when the desired relative humidity of the air is met and there is no risk of freezing.

Boliden Mineral AB - Boliden Mines is a company that carries out continuous improvement work in the energy and environmental area. During this degree project, the possibility of making use of waste heat from the mine water that is pumped out of the Renström mine was evaluated. The possibility of making use of the heat from the mine water is interesting as the water that is pumped up maintains a stable temperature between +8 degrees to +20 degrees. This provides a suitable heat source for heat pumps by extracting the heat using heat exchangers or collectors. The purpose of this thesis has been to investigate which type of solution between collectors and heat exchangers is technically and economically most advantageous. The cases reviewed are to either invest in components for the existing heat pump, which is located next to the collection basin, in the old treatment plant, or to invest in a new facility in connection with the fire dam. Reviews to determine alternative collectors and heat exchangers were carried out on a theoretical basis. The review was based on the fact that collectors and heat exchangers must be durable, easy to disassemble and easy to maintain. Through economic analyzes and discussion with various companies and suppliers, three different collectors and three different heat exchangers respectively were determined as possible solutions. Conclusions were extracted from these components for the various cases. The conclusion that can be drawn for the existing case of the existing heat pump located adjacent to the collection pond, the old treatment plant, is that an installation of two Geek kooil collectors is the most economically beneficial investment. The company also chose to invest in this option.For the case of a new facility in connection with the fire dam, the result is presented depending on the investment in the number of heat pumps, where the payback times vary between the different investment options. The payback time of the collectors and heat exchangers varies between 3 to 8 years depending on the number of heat pumps or collectors.Conclusion given from both the existing case and the case of a new plant gave that from the point of view of the collectors, the Geek kooil collector was the better option, both for the existing heat pump and for a new installation of one, two or three heat pumps. A Geek kooil collector gave an investment cost per kW between SEK 3813 and 2647/kW. For the heat exchangers, the plate heat exchanger from Alfa laval was determined to be the better option for a new installation of both one, two or three heat pumps. The plate heat exchanger from Alfa laval gave an investment per kW of SEK 360/kW, which is lower than the comparative alternatives.