<p>I ”Undersøkelse av varmetap ved Grong barneskole” er fasadene termografert utvendig og innvendig for å avdekke kuldebroer og infiltrasjon. Termograferingen ble foretatt uten å trykksette bygget. Årsaken til at termografering ble valgt som metode, er at det gir en rask oversikt over temperaturforskjeller på fasadene. Ut fra temperaturmålinger og en antatt endimensjonal varmestrøm gjennom fasadene, ble varmegjennomgangskoeffisienten til ulike bygningskomponenter beregnet. I en tidligere undersøkelse var det beregnet at avgitt effekt gjennom ytterveggene og dørene på Grong barneskole var 2-3 ganger høyere enn det som var planlagt under dimensjoneringen. Det ble mistenkt at årsaken var kuldebroer, stor overflateareal, lite isolasjon i gulvene og et høyt energiforbruk til pumper. Skolen ble planlagt med tanke på å oppnå et lavt energiforbruk. Elektrisitetsforbruket ble redusert gjennom lavt trykkfall i luftveiene. I tillegg er energibruken til vifter redusert ved at ventilasjonen i stor grad drives av oppdriftskrefter. Termograferingen tyder på at rammene i ytterdørene er betydelige kuldebroer. Beregninger viser at den installerte effekten for oppvarming av toalettene trolig ville vært tilstrekkelig dersom toalettene hadde vært uten kuldebroer og infiltrasjonen ikke hadde vært større enn normalt. På grunn av at varmetapet ble større enn beregnet, er det maksimale effektbehovet for oppvarming dobbelt så stort som installert effekt. En del av den tilførte effekten tapes til grunnen, på grunn av mangelfull isolering av gulv mot grunn. Når effektbehovet i tillegg økes på grunn av kuldebroer i hjørnene, blir toalettene ubehagelig kalde. Det anbefales at det bygges en svalgang rundt toalett-utbyggene for å redusere varmetapet fra ytterdørene i garderoben og toalettveggene. På avtrekksloftet ble det oppdaget infiltrasjon flere steder. Ved oppføring av lignende bygninger må man være mer nøye mer utførelsen av vindtettingen på avtrekksloftet. I tillegg må man prøve å unngå å få like mange hjørner. I hjørner vil det alltid bli økt fare for infiltrasjon. Siden kjelleren er oppvarmet, burde gulvet vært bedre isolert. Kjellergulvets effekttap til grunnen er høyt. Mulighetene for å etterisolere kjellergulvet innvendig bør undersøkes. Gulvene mot grunn på resten av skolen er også dårlig isolert, men det er vanskelig å utbedre etter at bygget er bygget. Klasserommene oppleves å være kalde deler av året. Særlig gjelder det klasserommene i enden av fløyene som har to yttervegger. Det foreslås at det gjøres en vurdering på muligheten for innvendig etterisolering av treveggene som er forblendt med tegl. Etterisolering bør vurderes opp mot muligheten for å installere ekstra radiatorer eller elektriske varmeovner. Målinger av det elektriske effektforbruket tyder på at pumpene til gulvvarmen og radiatorene går på tilnærmet maksimal effekt hele året. Derfor anbefales det å undersøke hvordan pumpene til radiatorene og gulvvarmen kan reguleres bedre, slik at det ikke brukes energi til drift av pumper i perioder med lavt oppvarmingsbehov.</p>

<p>The following paper presents HVAC system commissioning activities, highlighting the most critical techniques and features to consider when commissioning the underfloor air distribution (UFAD) system. UFAD systems are non-standard and unique and therefore a special attention is needed to some issues and situations specific only for UFAD installations, e.g. coordination of the raised access floor, carpet and furnishings, temperature stratification etc. Some of the most important tests to be performed during commissioning of UFAD systems, are the air leakage, air stratification and thermal decay testing. In order to achieve successful operation of UFAD, the active participation of all involved parties, e.g. architects, interior designers, HVAC designers, contractors etc. is needed since the very beginning of the project. Commissioning of UFAD just requires a discipline, structured approach and commitment from all participants involved. The practical study involved assessment of expected UFAD performance at the Sparebank kvartalet office building complex in Trondheim, Norway. The underfloor plenum was not properly sealed, creating a significant risk of future energy waste. The openings in the raised access floor construction also lead to the dust and dirt accumulation in the plenum. This in its turn would not only impair indoor air quality, but could also lead to the malfunction of mechanical equipment installed in the plenum. Trying to seal the plenum after laying down the carpet was found to be difficult, costly and time consuming. Even though relatively good air distribution in the entire floor was achieved, some diffusers (automatically controlled) are located too close to the workstations and it will be probably needed to rearrange their layout in order to avoid draught complaints by occupants. The easier commissioning and better performance of UFAD in Sparebank Kvartalet could actually be achieved in a less time consuming and costly way if the commissioning would start early in the pre-design phase, with a well established commissioning plan.</p>

<p>Denne masteroppgaven er todelt. Den første delen er et litteraturstudie hvor fokuset har vært olje/vann-blandinger, og deres oppførsel med tanke på varmeovergang og trykktap. Det ble funnet lite informasjon i litteraturen angående varmeovergang i olje/vann-blandinger, så fokuset har ligget på varmeovergang i ikke-Newtonske medier. Trykktap i olje/vann-emulsjoner er et felt hvor det er gjennomført en del forskning. Det er i hovedsak to strømningsmønster som er presentert med tanke på trykktap. Dette er trykktap i lagdelt og spredt strømning. Emulsjoner forekommer ved at den ene fasen blir den kontinuerlige, mens den andre fordeler seg som dråper i den kontinuerlige fasen. Det er derfor konkludert med at trykktapsmodellen for spredt strømning er den som mest sannsynlig kan benyttes ved beregning på olje/vann-emulsjoner. Ved beregninger på olje/vann-strømninger må det også tas høyde for inversjonspunktet som inntreffer ved en viss fraksjon vann. Metoder for bestemmelse av viskositeten til olje/vann-blandinger er også funnet. Både beregningsmodeller og målemetoder for bestemmelse av viskositeten til ikke-Newtonske fluider er diskutert. Det er gjennomført et litteraturstudie vedrørende koking i laminære strømninger. De fleste modellene for beregning av varmeovergang som ble funnet, er utviklet med tanke på strømninger med relativt høye Reynoldstall. Det ble allikevel funnet en studie av en korrelasjon som kan benyttes ved lave Reynoldstall, men denne modellen er utviklet for rør med veldig liten diameter. Hvorvidt denne også kan benyttes på rør med større diameter, ble ikke studert. Zeotrope blandingers innvirkning på kokeprosessen er også diskutert. Den andre delen av oppgaven har bestått av å prosjektere en forsøksrigg for måling av varmeovergang og trykktap i rørsatser med og uten finnede rør. Riggen baserer seg på luft som strømningsmedium, med en vann/glykol-blanding på rørsiden. Det er i samråd med instituttet utarbeidet kravspesifikasjoner for oppsettet. Det er foreslått instrumentering for forsøksriggen, samt gjennomført dimensjonering av hovedkomponenter. Samtlige komponenter som skal inngå i forsøkriggen er gjennomgått og presentert. Det er også utarbeidet et grovt kostnadsestimat for riggen. Det er utarbeidet en datareduksjonsprosedyre for konvertering av måledata til varmeovergangstall og trykktapskoeffisienter. En komplett usikkerhetsanalyse er utarbeidet for å avdekke usikkerhet i målt varmeovergangstall og trykktap på luftsiden.</p>

<p>Elektrifisering av petroleumsinstallasjoner i Sørlige Nordsjø med integrasjon av offshore vindproduksjon Student: Eirik Veirød Øyslebø Veileder: Olav Bjarte Fosso Kontaktpersoner: Vegard Willumsen og Anne Sofie Ravndal Risnes, NVE Denne rapporten er skrevet som en del av min masteroppgave våren 2010, og er basert på de resultater som ble presentert i prosjektrapporten høsten 2009. Første del av oppgaven går ut på å opprette en modell av en elektrifiseringsløsning for fire petroleumsfelter i Sørlige Nordsjø; Ekofisk, Eldfisk, Gyda og Ula. I prosjektoppgaven ble forskjellige løsninger for en slik elektrifiseringsløsning diskutert, og det ble konkludert med at VSC HVDC-konseptet er det mest hensiktsmessige i en slik sammenheng, både med tanke på tapsprosent, men også i forhold til systemkontroll. Modellen er utarbeidet i simuleringsverktøyet PowerFactory fra DIgSILENT GmbH. Fra sentralnettskoblingen på Lista sørvest i Norge, transformeres spenningen ned til det spenningsnivå omformeren er dimensjonert for. Deretter gjøres spenningen om til DC i omformeren, før den passerer gjennom de 280 kilometer lange bipolare HVDC-kablene, med et spenningsnivå på ±150 kV. Ute på Ekofiskfeltet opprettes det en omformerplattform, som inkluderer offshore omformer, filtre, transformator, SVC-anlegg, samt forgreininger til petroleumslastene. SVC-anlegget installeres på omformerplattformen for å holde spenningen ytterst i systemet på et tilfredsstillende nivå. Omformeren transformerer DC-spenningen om til 132 kV AC-spenning. Deretter blir denne transformert ned til 52 kV, som er valgt som systemspenning offshore. Videre går det 52 kV-kabler ut til hver enkelt plattform. Ute på feltene transformeres spenningen ned til allerede gjeldende systemspenning på hvert enkelt felt. For Ekofisk betyr det 13.8 kV, mens de tre andre benytter seg av 6.6 kV. Omformeren onshore kontrolleres med tanke på å holde spenningen på HVDC-kablene stabile. Måten dette er gjort på er ved bruk av et kontrollsystem som bruker strøm- og spenningsmålinger til å regulere og styre PWM-styringen av transistorene i omformeren. Offshore omformer har som oppgave å opprettholde AC-spenningen offshore på et stabilt nivå, samtidig som frekvensen må styres etter hvert som implementering av vindparker blir aktuelt. Det er også utarbeidet vindkraftmodeller i PowerFactory. Disse er laget med tanke på å simulere vindkraftens påvirkning på HVDC-systemet og plattformlastene, og er av den grunn en del forenklet. I tillegg er det benyttet en universitetsversjon av PowerFactory, noe som betyr at modellen har en begrensning på 50 samleskinner. Det er derfor valgt å samle vindturbinene i store turbinmodeller framfor å modellere turbinene hver for seg. Disse vindparkmodulene er koblet til samleskinne OF52kV i figuren over. Videre simuleringer er gjort på tre forskjellige topologier. Den første topologien inneholder kun HVDC-linken med de fire petroleumsfeltene. Her er det undersøkt hvordan HVDC-systemet oppfører seg ved feil og andre hendelser som induserer transienter, i tillegg til om hvorvidt spenning og frekvens på de fire petroleumsfeltene holder seg innenfor akseptable grenser ved de samme transiente hendelsene. Videre er basistopologien utvidet med en vindparkmodul som ved normale tilstander produserer om lag 120 MW. Her har det vært fokus på hvordan feil og hendelser på vindparken påvirker resten av systemet. I tillegg er det gjort simuleringer på en kortslutning på omformerplattformen for å få direkte sammenliknbare resultater med samme hendelse for basistopologien. Til slutt er vindparken utvidet ytterligere med nok en vindparkmodul på 120 MW. I normal tilstand her er det eksport fra vindparkene og inn mot land. Videre er de samme hendelsene undersøkt, som var tilfellet for den lille vindparken, for lettere å kunne sammenlikne de transiente forløpende. Konklusjonen er at HVDC-systemet klarer å styre systemet tilbake til stabil tilstand etter de forstyrrelser som er simulert her. De største problemene kommer av at hendelser rundt om i AC-systemet offshore fører til uakseptable transiente hendelser på plattformlastene, noe HVDC-systemet ikke kan forhindre. Verst er dette for feil på omformerplattformen, og hovedmønsteret er at større AC-system offshore, gir større oscillasjoner med lengre varighet. Det vil si at kortslutning på omformerplattform med stor vindpark innkoblet, er worst case i denne oppgaven. Ved de andre typene forstyrrelser som det her er undersøkt, viser det seg å være gunstigere med to vindparkmoduler enn bare en.</p>

<p>En teststasjon for aksialvifter har blitt etablert på strømningsteknisk laboratorium ved Institutt for Energi og Prosessteknikk på NTNU. Teststasjonen er satt opp med utstyr og programvare for testing av skyvkraft, tilført effekt, hastighetsmålinger, turtall og støy. Gjennom disse parametrene kan blant annet viftens virkningsgrad beregnes. En innløpskon har blitt konstruert for å bedre viftehusets innløpsbetingelser og testing av innløpskonen er gjennomført. Instituttet disponerer to propeller med ulik design som har blitt nøye testet. Det er samtidig utviklet egne propelldesign med utgangspunkt i vingeteori og prinsipper for godt propelldesign. Det egne designet brukes som et sammenlikningsgrunnlag for de to propellene som allerede eksister ved instituttet. Det er også foreslått endringer for å bedre virkningsgraden til de to eksisterende propellene.</p>

<p>En teststasjon for aksialvifter har blitt etablert på strømningsteknisk laboratorium ved Institutt for Energi og Prosessteknikk på NTNU. Teststasjonen er satt opp med utstyr og programvare for testing av skyvkraft, tilført effekt, hastighetsmålinger, turtall og støy. Gjennom disse parametrene kan blant annet viftens virkningsgrad beregnes. En innløpskon har blitt konstruert for å bedre viftehusets innløpsbetingelser og testing av innløpskonen er gjennomført. Instituttet disponerer to propeller med ulik design som har blitt nøye testet. Det er samtidig utviklet egne propelldesign med utgangspunkt i vingeteori og prinsipper for godt propelldesign. Det egne designet brukes som et sammenlikningsgrunnlag for de to propellene som allerede eksister ved instituttet. Det er også foreslått endringer for å bedre virkningsgraden til de to eksisterende propellene.</p>

<p>The authors of this paper were responsible for aerodynamic development of, as well as assisting in the production of components for, the NTNU vehicle for the Shell Eco-marathon competition, DNV Fuel Fighter. A drag reducing end extension, with the intent of delaying flow separation, was designed, produced and mounted on the vehicle. Due to wind tunnel breakdown the final product could not be tested, but the prototype was measured to give a drag reduction of between 8% and 15% for 0 to 15 degrees yaw angle. During the competition the team did not complete an approved run due to technical difficulties with the propulsion and the electronic control system.</p>

<p>The authors of this paper were responsible for aerodynamic development of, as well as assisting in the production of components for, the NTNU vehicle for the Shell Eco-marathon competition, DNV Fuel Fighter. A drag reducing end extension, with the intent of delaying flow separation, was designed, produced and mounted on the vehicle. Due to wind tunnel breakdown the final product could not be tested, but the prototype was measured to give a drag reduction of between 8% and 15% for 0 to 15 degrees yaw angle. During the competition the team did not complete an approved run due to technical difficulties with the propulsion and the electronic control system.</p>

<p>The aerodynamic drag force acting on a circular cylinder clad with knitted wool and polyester textiles has been investigated in wind tunnel experiments in this study. Particle image velocimetry (PIV) was utilized to determine the flow field, both around the separation point and a wake profile in the close wake. The drag forces and the characteristic CD curves were determined over a range of Reynolds numbers expected to contain flow transition, for a number of knitted textiles having different surface roughness characteristics. The effects of knitting parameters and type of yarn on the flow field were investigated. The parameters of interest to be examined were critical Reynolds number, separation point, growth of the wake and wake profile. The wool and polyester textiles examined showed dissimilar effects on the flow field. Both were clearly adding surface roughness, and hence tripping transition to turbulence at a lower Reynolds number than for the smooth cylinder. The wool textile did however turn out be a more effective turbulence trigger than expected.</p>

<p>In order to map the effects of blockage and aspect ratio, pressure distributions were measured around four different floor-mounted semi-circular cylinders in nominally two-dimensional flow. Diameters ranged from 0.05m to 0.30m for 0.3·10^5<3.5·10^5. No significant blockage effects were found for B=0.05. It was shown that by using the bulk flow velocity as the reference velocity, blockage and aspect ratio effects could be partially counteracted. The use of the bulk flow velocity was identified to be especially efficient in correcting the base pressure coefficient, but led to a larger variation of the minimum pressure coefficient with Re, for a given blockage ratio. Results also indicate that blockage is the governing factor of the base pressure coefficient for L/D>10, while the aspect ratio has the largest influence below this threshold. Separation bubbles occur in a manner similar to that of circular cylinders. The results do, however, indicate that the progression from laminar separation to purely turbulent separation may be accelerated by increased blockage. Further, the speed up over the cylinder was found to be approximately constant for a given blockage, and proportional to the square root of the blockage.</p>