Design of a house requires knowledge of both technology and economics. Heating and ventilation shall be designed, costs are calculated and estimated and requirements must be fulfilled. Which heating system is to be elected is also a difficult choice, especially with rising energy prices as a factor. The choice of energy system is not always given, because it depends on several factors. Below is a comparison between district heating, geothermal heat pump and electric boiler from an economic standpoint. In a previous report appears district heating and geothermal heat pump as the best options. The analysis in this work, district heating appears as the best system for projected house with an energy consumption of 10MWh. An analysis is made by varying some factors in the economic calculations. With half the economic useful life of the systems, the geothermal heat pump is considerably more expensive than the electric boiler, which should be considered if new efficient heating system will enter the market. When energy consumption is reduced to 5MWh, electric boiler is cheaper than geothermal heat pump, set to annual annuities. The conclusion is that the district heating is the best option for an energy consumption of 10 MWh, followed closely by geothermal heating. But energy consumption is very great influence which we ought to look out for, especially in the future with more energy-efficient building. This can get results to look different.

Denna studie undersöker om lågtempererade värmesystem kan öka andelen solenergi i våra värmesystem. Vid studien saknades det ett referenshus vilket innebar att ett hus behövde modelleras och en energianvändning behöver simuleras fram. Modelleringen och energianvändningen simulerades i programvaran IDA ICE. Efter att en byggnad simulerades behövdes litteraturstudie utföras för att hitta den faktorer som begränsar den högsta möjliga uppnåbara temperaturen att tillföra våra värmesystem. Studien visade att solfångarens teoretiska stagnationstemperatur alternativt tillverkarens deklarerade stagnationstemperatur är den enda kända begränsningen utöver storleken på strålningseffekten från solen. För att göra bedömningen av stagnationstemperaturen utfördes flera simuleringar i programvaran MATLAB under ett normalår med data från Sveby som grundar sig i data från SMHI. När simuleringen av stagnationstemperaturen utfördes togs även ett annat värde fram som i studien kallas energiprofil. Den energiprofilen visar differensen mellan husets termiska effektbehov och solfångarnas producerade effekt. Med hjälp av den kan det avgöra om solfångarna under en längre tid producerar ett överskott tillräckligt för en långsiktig lagring i borrhål eller om det ska lagras kortsiktigt i ackumulatortankar. Det simulerades även fram hur mycket solfångarna idealt kunde producera ner på timnivå men presenterades ackumulerat på månads-nivå. Resultatet blev inte förvånande och där de kunde bekräftas att golvvärmen och dess systemtemperatur gav upphov till en marginellt större andel solenergi i värmesystemet mot ett radiatorsystem. Vilket kunde tidigt utläsas i verkningsgrad-diagrammet för vakuum-solfångare.

Dagens samhälle står inför flera utmaningar. Befolkningen ökar i antal och förbättrade levnadsstandarder leder till att energianvändningen ökar. Av den totala energianvändningen i Sverige står byggsektorn för ca 40 %.År 1999 satte regeringen upp framtida mål för energianvändningen i Sverige. För bostäder och lokaler ska den minska med 20 % till år 2020 och med 50 % till år 2050 med referensåret 1995.AB Ronnebyhus ville få en bättre översikt över sin värmeanvändning och hur mycket som gick till förlust. Därför installerades värmemängdsmätare vid olika mätpunkter som sparar data kontinuerligt och en betydande värmeförlust upptäcktes.Syftet med studien var att leverera ett underlag för hur stora temperatur- och värmeförluster som uppkommer i de utvändigt markförlagda kulvertledningarna mellan byggnaderna i området Tallen i Ronneby.Grundtanken med undersökningen var att värmeförlusterna uppstod på grund av bristfälliga kulvertledningar då misstanke förelåg att de var omoderna. I ett tidigt skede uppdagades det att ledningarna var från år 2006 och därmed betydligt nyare än förväntat. Detta innebar att de befintliga kulvertledningarna håller en bra standard och en inriktning med andra faktorer var tvungen att beaktas. Istället låg fokus på att kontrollera flödesjusteringen av värmesystemet och undersöka framlednings- returledningstemperaturer.Med hjälp av injusteringsprotokoll, beräkningar och mätningar upptäcktes det att systemet inte är optimalt injusterat och värmeförlusterna som detta medför är betydande. För att åtgärda detta rekommenderar vi att en injustering av värmesystemet utförs så att utrustningen ska användas så optimalt som möjligt. / Today’s society is facing several challenges. The population is increasing and an improved living standards leads to increased energy consumption. Of the total energy consumption in Sweden, construction consumes about 40 %.In 1999 the Government set future goals for energy consumption in Sweden. It shall be reduced with 20 % by 2020 and with 50 % by 2050 for residential and commercial building with the reference year 1995.AB Ronnebyhus wanted to get a better overview of their use of heat and how much they lost. Therefore heat meters were installed at various point of measurement, recording data continuously. A significant heat loss was discovered.The purpose of the study is to provide a basis for how much temperature and heat losses occurs in the buried culvert pipes between the buildings in the residential area Tallen.The basic idea of the study was that the heat losses occurred due to inadequate culvert pipes because we believed they were outdated. In early stages we found out that the pipes were from 2006 and considerably newer than expected. This means that the existing culvert pipes have good standards and other factors had to be considered. Instead, focus was on the flow adjustment of the heating system and to examine the temperature of the incoming and outgoing water.Using flow adjustment protocols, calculations and measurements we discovered the heat system is not optimally adjusted and the heat losses from the system is significant.

Miljo och energi ar tva faktorer som blir allt viktigare, och energisnala hus har nu funnits en tid pa marknaden. Att ta lagenergihus ett steg langre, och gora plusenergihus som levererar mer energi an vad den gor av med, ar inte lika val testat i Sverige annu. Da tjockleken pa vaggarna blir storre ar det ocksa viktigare att hitta tekniker som minskar koldbryggor vid anslutningar. For att forsta hur man pa basta satt ska utforma och konstruera dessa hus behovs kunskap om material, koldbryggor, byggnadsdetaljer, klimat och uppvarmningssystem. Bland annat har en analys av vilka olika varmesystem som passar bra for ett lag-/plusenergihus gjorts i denna examensrapport, med stod av referensobjekt. For att huset i framtiden ska kunna utnyttjas som ett plusenergihus behovs ett system som har kapacitet att lagra energi under en kortare tid. Istallet for att anvanda bergvarme gar det exempelvis att installera solfangare, som aven fungerar bra i Sverige, och vintertid racker det med en braskamin. I samarbete med Trivselhus har generella principer for koldbryggor tagits fram genom berakningar for hand och i programmet UNorm version 2011:1. Resultatet visar att det kritiska omradet vid anslutningen platta pa mark och vagg ar syllen, och det ar viktigt att dessa anslutningar blir sa tata som mojligt. For att minska varmeflodet i detta kritiska omrade ar det en fordel att dela syllarna och att isolera emellan dem. For koldbryggor kring fonster har resultaten fran berakningar, bade for hand och genom Unorm, visat att koldbryggorna ar storre i en tjock vagg. I en tjock vagg ar varmeflodet trogare och vaggen upplevs som kall. Detta har inte sa stor inverkan pa sjalva innetemperaturen, men vaggen far ett mildare uttryck. En solstudie i Revit Architecture har utforts dar fonstren forst har placerats i ytterkant pa fasad och sedan i innerkant for att undersoka vilken skillnad det gor i solinstralning och transmissioner fran och till byggnaden. Nar fonstren placeras i innerkant bildar vaggen en sollada och skuggar fonstret mer an om det ligger i fasad. Utifran det har resultatet ser man att det spelar en stor roll var man placerar sina fonster. Sommartid forloras en hel del solenergi om man placerar fonstren i innerkant av fasad, istallet for i ytterkant. En hel del gratisenergi kan utvinnas om man placerar fonstren i ytterkant av fasaden. Skillnaden i solinstralning for de olika placeringarna motsvarar nastan en femtedel utav en villas totala arsforbrukning. / Environment and energy are two factors that have become more important as the development in general is increasing over the world. Low-energy houses have been on the market for a while now, and the development of buildings is moving towards houses that can produce energy both to deliver and to supply the house itself. As the thickness of the walls increases it becomes more important to reduce the thermal bridges among construction details, for example connection between wall and slab. To understand how to design and construct these buildings, knowledge about material, thermal bridges, building details, climate and heating systems is required. In this thesis, analyzes have been done that concerns heating systems that are suitable for a low energy house with help from references to similar projects. Together with the Swedish company Trivselhus general principles for thermal bridges have been developed, these principles are based on calculations by hand and by using software called UNorm 2011-1. The result shows a critical part among the connection between the concrete slab and the wall. Also the joist is really important to make sure it is dense. To reduce the heat flow in this critical area, it makes sense to separate the joists and insulate between them. For thermal bridges around the windows, the results of calculations, both by hand and by UNorm, showed that thermal bridges are greater in a thick wall. In a thick wall the heat flow is slower and the wall is perceived as cold. This has not much effect on the actual indoor temperature, but the wall may get a milder impression. In Autodesk’s Revit Architecture a sun study has been created to see if there is any difference between having the windows placed in the facade or in the inner part of the facade. Will it make any difference for the shading of the window and how will it affect the sun insolation and the transmission of energy in and out of the window? When the window is further into the wall, the wall creates a box that increases the shading of the window. Based on this result you can see that the placing of the windows does matter. During the summertime a lot of solar energy will be lost if the window is placed further in to the facade. The transmission from the building, through the windows, is not that big, but the greatest difference can be seen in the total solar insolation. A lot of energy can be extracted from the sun insolation, if you place the windows right, which is in the outside of the facade. Almost one fourth of a buildings total energy consumption of a year can be received from the solar energy only through the windows, if they are placed in the outside of the facade.

Today the human being see energy as a matter of course but the resources that is used for extract energy is today not enough for the world demand. Of all the energy that is used in Sweden today approximately 40 % goes to the building stock. This number will most likely increase if not necessary actions will be made on the already existing building stock since new houses constantly are built which will be added up on the already existing energy supply. This takes cause of action on the already existing building stocks, to fulfill the demands of the future use of energy that has been set by the authority. At the same time the thermal conditions cannot be influenced by the necessary changes that must be made. The study highlights the possibility to improve the thermal conditions and the use of energy by a built- in system with wall heating instead of traditional radiators. The authors of this rapport have focused on residences which are a part of the so called millionprogram. Today 25 % of the total amount of residences in Sweden belongs to the program and all of them are in great need of a renovation. A study was practically made in the laboratory and to confirm the data a second measurement was made in the simulation software IDA Indoor Climate and Energy.  In the laboratory two different room heaters was mounted to a wall which lied next to a cool chamber and measurements were made on the basis of the perceived comfort and power requirements. Three different effects were used for each room heater to allow the graph to indicate a possible straight line. The result was as expected a straight line for the radiator while for wall heating system did not created a clear link between the different effects. It could be seen that the power requirements were lower for wall heating than radiator since more people experienced a better climate at lower effects than 600-650 W which was the optimum effect for the radiator. It requires more measurements than what was made in this work to give a clear-cut answer on which system provides the best comfort and minimum use of energy. Even though the amount of measurements were few it is still possible to see some improvement in both instances for wall heating system. Hopefully this report arouses an interest in continued research in the field. / Energi är idag något människan ser som en självklarhet, men de resurser som används för energiutvinning klarar i nuläget inte efterfrågan. Av all energi som används i Sverige används cirka 40 % till byggnadsbeståndet, denna siffra kommer troligtvis öka om inte åtgärder görs på det befintliga byggnadsbeståndet. Dessutom byggs nya hus som ger ett påslag på den nuvarande energianvändningen.  Detta gör att energiförbättringar krävs på det befintliga beståndet för att uppnå de krav som ställs från myndigheter om framtida energianvändning. Samtidigt får inte den termiska komforten påverkas av ingreppen som krävs. Denna studie belyser om det är möjligt att förbättra den termiska komforten och sänka energianvändningen med ett värmesystem inbyggt i vägg istället för traditionella radiatorer. Studien berör bostäder som ingår i det så kallade miljonprogrammet som uppgår till 25 % av det totala svenska bostadsbeståndet och som dessutom är i stort behov av renovering.    En studie utfördes praktiskt i laboratorium samt med simulering i mjukvaran IDA Indoor Climate and Energy. I laboratoriet monterades två olika rumsvärmare på en vägg som angränsade till en kylkammare, och mätningar gjordes för att få fram den upplevda komforten samt effektbehov.  Tre olika effekter användes för varje rumsvärmare för att möjliggöra en graf för att kunna tyda en eventuell rät linje. I IDA-ICE gjordes simuleringar utifrån laboratorieförsöken. Resultatet gav som förväntat en rät linje för radiatorn, medan det för väggvärmesystemet inte skapades ett tydligt samband mellan de olika effekterna. Resultatet gav att effektbehovet var lägre för väggvärme än radiator då fler människor upplevde ett bättre klimat vid lägre effekter än 600-650 W som var den optimala effekten för radiatorn. Det krävs fler mätningar än vad som gjordes i detta arbete för att ge ett entydigt svar på vilket system som ger bäst komfort och minst energianvändning. Det går att utläsa en viss förbättring i de båda avseendena för väggvärmesystemet och förhoppningsvis väcker denna rapport ett intresse för fortsatt forskning inom området.

The purpose of the house which is the basis of this report is to be able present itself on the market as a relatively cheap and at the same time a climate friendly choice. The house is supposed to be able to be built anywhere in Sweden and the rest of Scandinavia in a short period of time. This puts demand on what kind of heating system the house can have, since not all places have the geographic advantage of being able to use geothermal or district heating. Therefore the heating system choices will only include those that are not limited by their geographic location. The house will be built in modules which only require the groundwork to be done before the house can be erected.   In this report "System solutions for plus or passive-housing" a comprehensive literature search has been conducted as well as a number of calculations. This has been done to find out which system solution would be most appropriate for this specific house.   After calculations and literature searches, three different systems was chosen; Water-jacketed wood stove with solar panels Water-jacketed pellet stove with solar panels Air/water heat pump with solar panels   The results showed economic differences. The wood stove proved to be the cheapest, it does, however release some toxic gases during its incomplete material incineration and it also requires more of the user’s attention. The investment cost of the pellet stove is higher and the fuel cost proved to be around twice the amount, which led to a higher cost in total. The advantages of the pellet stove is that it is a self-feeding system which requires less of the user’s time and attention. It is also a more efficient machine and therefor emits less toxic gases. The heat pump proved to be the most expensive choice and also the more difficult choice to assess as to its environmental impact. This due to the fact that it uses electricity as fuel. This electricity is hard to predict the source of. If the source is renewable it could be argued that the heat pump is the most environmental positive choice. If the source on the other hand is from coal or oil plants this will release large amounts of greenhouse gases into the atmosphere. The obvious positive aspect of the heating pump is its ability to run without the help of the user. Something that both the pellet and wood stoves need.   The house proved a few flaws in the thermal bridges that appear in the joints of the house. This could be solved by providing these joints with extra insulation which are otherwise only made of wood.   The conclusion is that this is well thought-out house which pass the definition of a passive house in most places in Sweden. It did now, however, pass the definition of a plus house. This due to the angle of the roof which led to a lesser amount of solar cells, which could not generate the amount of electricity needed to sell more electricity then what is needed to purchase. This is the only part of the house that can be seen as a truly big flaw, since this goes against the purpose of the house. The type of heating system has not been made as a definite conclusion, but is being left open for reader to decide. According to the last calculations made however, the wood stove proved the best choice, this is due to its cheap price over a long period of time. Something that does not prove decisive for all. / Huset som ligger till grund för detta arbete har som syfte att kunna komma in på marknaden som ett billigt men klimatsmart val. Huset ska kunna byggas vart som helst i Sverige och i resten av Skandinavien på kort tid. Detta ställer krav på vad huset kan ha för värmesystem, då inte alla platser har förutsättningar för att använda till exempel bergvärme eller fjärrvärme. Därav används värmesystem som är oberoende av omgivningen.   I arbetet "Systemlösningar för plus- eller passivhus" har en mängd beräkningar, en omfattande litteraturstudie och en multikriterieanalys gjorts. Detta för att ta reda på vilken systemlösning som skulle kunna vara bäst för detta specifika hus.   I arbetet jämförs hur vattenmantlade kaminer och värmepumpar fungerar i ett system tillsammans med solfångare. Studien innefattar även att ta reda på hur många solfångare och solceller som kan placeras på huset för att använda förnyelsebara källor i största möjliga utsträckning. Samt vilka val som är ekonomiskt smarta över en längre period och även hur miljön påverkas av dessa val.   Efter beräkningar och litteraturstudier valdes tre olika värmesystem; Vattenmantlad vedkamin med solfångare Vattenmantlad pelletskamin med solfångare Luft/vatten värmepump med solfångare   Resultatet visade ekonomiska skillnader där den vedeldade kaminen var billigast, dock släpper den ut en del farliga gaser vid sin ofullständiga förbränning och kräver mycket uppmärksamhet. Den vattenmantlade pelletskaminen blev dyrare då investeringskostnaden är högre än för vedkaminen och där den årliga bränsleförbrukningen för pellets är cirka dubbelt så hög gentemot veden. Till sin fördel har den ett enklare självmatande system vilket kräver mindre tid av brukaren. Den har även högre verkningsgrad än sin vedeldade motsvarighet och släpper därför ut mindre farliga gaser. Värmepumpen visade sig vara dyrast och det är även den svåraste att miljöbedöma. Elen som används är svår att förutse var den kommer från. Om källan är förnyelsebar kan det argumenteras att värmepumpen är det mest miljövänliga valet. Om den däremot kommer från marginalel ger den upphov till stora mängder växthusgaser i atmosfären. En fördel med värmepumpen är att den är enkel att använda då den till stor del sköter sig själv till skillnad från pelletskaminen och vedkaminen.   Slutsatsen blev att huset är vältänkt och klarar passivstandard i stora delar av Sverige. Huset uppfyllde dock inte kravet för plushus. En stor bidragande orsak till detta är husets taklutning. Att taket lutar mot norr innebär att antalet solcellsmoduler blir för få, vilket leder till för liten elproduktion. Detta är det enda som skulle kunna ses som en stor brist eftersom det motverkar syftet med huset. Valet av typen av uppvärmning är endast vägledande och lämnas därför öppet för val. Enligt de sista beräkningarna som gjordes ses vedkaminen som det bästa valet, vilket i stort beror på den stora skillnaden i pris över en längre period. Det styr dock inte valet för alla brukare.

En energieffektiv geoenergianläggning kan åstadkommas genom att välja rätt systemtemperatur. Systemtemperaturerna påverkas av geoenergisystemets delkomponenter. Syftet har varit att genomföra en teknoekonomisk utvärdering av värmesystemets systemtemperatur i geoenergiprojekt. Arbetet påbörjades med en teknisk utvärdering av systemtemperaturen för att undersöka vilka parametrar som har en betydande inverkan på systemtemperaturen. Därefter genomfördes en ekonomisk utvärdering på systemtemperaturen. Den ekonomiska utvärderingen utfördes genom att utvärdera olika systemtemperaturers livscykelkostnad (LCC) i en referensbyggnad. Resultatet visade tydligt att LCC ökar med sänkt framledningstemperatur. Vid systemtemperaturer över grundfallets systemtemperatur som har framledning-/returtemperatur på 40/30 °C, sjönk LCC med 1–2% per grad och vid framledning-/returtemperaturer under 40/30 °C ökade LCC med 6–8% per grad. De faktorer som hade störst inverkan på systemtemperaturen var byggnadens värmebehov, byggnadens utformning och slutapparaternas effektivitet. Dessa faktorer avgör hur låg systemtemperatur som är möjligt att implementera i en byggnad.

Utö ligger ca 16 km nordost om Nynäshamn i Stockholms skärgård som förvaltas av Skärgårdsstiftelsen. På öns norra del ligger Utö Värdshus som har hotell, stugor, restaurang, konferens och-samlingslokaler. Delar av Värdshuset är idag uppvärmda med hjälp av värmepumpar i en värmecentral som tar sin värme från närbelägna vattenfyllda gruvhål. Ventilationen i fastigheterna som används som konferens och samlingslokaler är bristfällig och uppfyller inte dagens standard för konferenslokaler. Syftet med projektet var att undersöka möjligheter och kostnader för att förbättra ventilationen i byggnaderna samt undersöka förslag för att minska energianvändningen. Projektet har genomförts i samarbete med Skärgårdsstiftelsen, Utö Värdshus och med Värmex som bidragit med underlag för värmecentralen. Studiebesök har genomförts för att samla data och för att kunna kartlägga de nuvarande energisystemen. Modeller för konferensbyggnaderna har skapats i simuleringsprogrammet Design Builder där även besparingspotential har varit möjlig att fastslå vid implementering av förbättrad ventilation. Beräkningar har genomförts för att få fram viktiga nyckeltal som använts i simuleringarna samt vid dimensionering av en ny värmecentral. Genom att installera FTX-ventilation samt minska infiltrationen i Societetshuset och Disponenthuset kan 34 % respektive 54 % av det årliga värmebehovet reduceras i byggnaderna. Om även ett värmenät installeras kopplat till samtliga byggnader som ingår i studien och om en ny värmepump och ett solvärmesystem installeras, kan en besparing motsvarande 84 000 SEK per år erhållas i elkostnader. Om dessa förbättringsförslag implementeras kan även koldioxidutsläppen reduceras med 3,1 ton vilket motsvarar 34 % av de nuvarande utsläppen.

Att koppla en inomhusmodul till en värmepump ger möjlighet att lagra värme, och gör användaren mindre beroende av elpriser och tillgång på bränsle. Ett företag som tillverkar inomhusmoduler och värmepumpar är Enertech AB, som har ett mål att energieffektivisera företagets produkter och minska värmeförluster. För att minska värmeförluster för en specifik inomhusmodul, identifieras och åtgärdas möjliga källor till förluster. Dessa delas upp i olika fall (Fall 1 – Fall 9) som åtgärdas utefter värmeförlusten. Med hjälp av temperaturgivare, effektmätare och programmet EasyView kan värmeförlusterna tas fram. Efter fyra mätningar per fall visas ett resultat som jämförs med grundtillståndet, där produkten står utan extern isolering eller åtgärd. De olika fallen delas upp i grundtillstånd, kundens tillstånd, isolering av sidoanslutningar, övre sladdanslutning, spalter, övre röranslutningar, bakre lucka, solslinga samt kombination av alla åtgärder. Resultatet från undersökningen visar att fallet med kombinerade åtgärder har minst värmeförluster på 135 W. Detta är 18 % mindre än grundtillståndet, alltså 164 W. Efter 25 år sparas 6 400 kWh för kombinerade åtgärder och det sparas 4 000 kWh vid isolering av övre röranslutningar jämfört med grundtillståndet. För enskilda åtgärder har isolering av övre rör och sidoanslutningar minst värmeförluster. En omvärldsanalys genomförs som visar att marknaden för värmepumpar växer 10 % årligen de kommande fem åren. Det finns möjligheter att ersätta gasbaserade värmesystem och miljöpåverkan för värmepumpar beror på källan till elektriciteten.

Följande studie analyserar möjligheterna att energieffektivisera värmesystemet i en byggnad på Smedjegatan 20A i centrala Växjö. Med hjälp av kvantitativa studier så har tryckfall, volymflöden och effekter beräknats för systemets olika kretsar vid två olika tilloppstemperaturer. Resultatet har sedan använts som underlag för att undersöka om de installerade cirkulations-pumparna i systemet är överdimensionerade eller ej samt se om det finns möjlighet att injustera system. Resultatet visar på att samtliga pumpar i värmesystemet har en högre tryck- och flödeskapacitet än nödvändigt vilket betyder att det finns goda möjligheter att injustera systemet för en energieffektivare användning av byggnaden. Utöver redogörande av systemets nuvarande status ger rapporten även teoretiska kunskaper om värmesystems uppbyggnad och dess olika komponenter, begränsningar med undersökningen samt förslag på åtgärder för en minskad energianvändning vid drift av byggnaden.