Tallbacksgårdens ekonomiska förening avser att bygga ett seniorboende på Tallbacken utanför Kalix. På Tallbacken finns ett äldre norrbottenshus som benämns som Vita Huset och föreningen avser att renovera och anpassa Vita Huset till att bli ett seniorboende. Ytterligare ett äldre norrbottenshus som finns i närheten till Tallbacken och benämns som Sandbergshuset är tänkt att flyttas till Tallbacken och väl där renoveras samt anpassas för att även det bli ett seniorboende. Syftet med detta examensarbete har således varit att dimensionera seniorboendet utifrån ett energiperspektiv för att säkerställa att de krav som finns för en byggnad samt ett seniorboende uppfylls. Syftet ska uppnås genom att implementera energieffektiva och klimatsmarta åtgärder i en digital modell av byggnaderna. Seniorboendets värmesystem i form av bergvärme samt solvärme ska dimensioneras. Det termiska klimatet i lägenheterna i respektive byggnad ska undersökas. Potentiell elproduktion från solpaneler ska kartläggas. Därefter ska en tekno-ekonomisk analys av de implementerade åtgärderna genomföras, med en tillhörande känslighetsanalys för elpriset samt att en analys av byggnadernas klimatpåverkan ska genomföras. Efter genomförda simuleringar i IDA ICE, som är ett simuleringsprogram för skapande och simulering av digitala modeller av byggnader, kunde byggnadernas värmebehov med självdragsventilation konstateras vara 23 800 kWh för Vita Huset och 17 600 kWh för Sandbergshuset. Golvvärmesystemet i Vita Huset skulle då använda 5600 kWh el och golvvärmesystemet i Sandbergshuset skulle använda 4400 kWh el under ett år. Båda byggnaderna kunde konstateras uppnå kraven från Boverket gällande byggnadernas primärenergital, genomsnittlig värmegenomgångskoeffcient samt installerad eleffekt, både innan och efter investering. Efter implementering av FTX-ventilation samt bergvärmesystem minskades båda byggnadernas värmebehov samt elanvändning. Vita Husets värmebehov respektive elanvändning minskades till 12 600 kWh värme respektive 2800 kWh el. Sandbergshuset värmebehov respektive elanvändning minskades till 7600 kWh värme respektive 2700 kWh el. Från genomförda simuleringar i Polysun, som är ett simuleringsprogram för genomförande av teoretiska beräkningar kopplat till olika energisystem, kunde det konstateras att nio solpaneler behövde installeras på respektive byggnads tak för att täcka respektive byggnads elanvändning, efter installation av FTX-ventilation samt bergvärmesystem. Efter genomförda simuleringar i EED, som är ett simuleringsprogram för att beräkna bergvärmesystems totaldjup, kunde det konstateras att bergvärmesystemet skulle behöva ett totaldjup på 234 m för att täcka båda byggnadernas värmebehov med FTX-ventilation. Tillräckligt med värme kunde inte erhållas från åtta solfångare för att minska bergvärmesystemets totaldjup nämnvärt eftersom nästintill ingen värme kunde erhållas under vintermånaderna då byggnadernas värmebehov är som störst. Den tekno-ekonomiska analysen visade att investeringens återbetalningstid varierade mellan 139 och 46 år, beroende på om elpriset minskade respektive ökade med 50% jämfört med erhållet elpris för respektive månad. Att återbetalningstiden var relativt lång oavsett elpris indikerar att investeringen är mindre ekonomiskt fördelaktig. Analysen för byggnadernas klimatpåverkan visade att totalt sett har Vita Huset lägre klimatpåverkan efter 13 år och Sandbergshuset efter 17 år, efter investering i sammanlagt 18 solpaneler, FTX-ventilation samt bergvärmesystem. Detta medför att de investerade åtgärderna behöver ha en livslängd på minst 17 år för att investeringen ska kunna anses vara fördelaktig ur ett klimatperspektiv. Av de investerade komponenterna kan bergvärmepumpar anses ha kortast livslängd, som brukar anses vara minst 15 år. Att genomföra investeringen trots att den är mindre ekonomisk fördelaktig skulle då kunna motiveras med att investeringen är mer fördelaktig ur ett klimatperspektiv. Från resultatet som presenteras rekommenderas föreningen att investera i ett bergvärmesystem, FTX-ventilation samt solpaneler trots att den tekno-ekonomiska analysen indikerar att investeringen skulle kunna anses vara mindre fördelaktig. / Tallbacksgårdens’s economic association intends to build a senior citizens’ home at Tallbacken, outside Kalix. On Tallbacken there is a old Norrbotten house known as Vita Huset and the association intends to renovate and adapt Vita Huset to become a senior citizens’ home. Another old Norrbotten house located in the vicinity of Tallbacken and is referred to as Sandbergshuset is inteded to be moved to Tallbacken and once there renovated and adapted to also become a senior citizens’ home. The purpose of this thesis has been to design the senior citizens’ home from an energy perspective to ensure that the requirements for a building and a senior citizens’ home are met. The purpose will be achieved by implementing energy-efficient and climate-smart measures in a digital model of the buildings. The senior housing’s heating system in the form of geothermal heating and solar heating will be determined from the digital model. The indoor thermal environment in the apartments in each building will be investigated. Potential electricity production from solar panels will be mapped. Finally, a techno-economic analysis of the implemented measures will be carried out, with an associated sensitivity analysis for the price of electricity and an analysis of the climate impact of the buildings. After completing simulations in IDA ICE, which is a simulation program for creating and simulating digital models of buildings, the heat demand of the buildings with self-draught ventilation was found to be 23 800 kWh for Vita Huset and 17 600 kWh for Sandbergshuset. The floor-heating system in Vita Huset would use 5600 kWh electricity and the floor-heating system in Sandbergshuset would use 4400 kWh electricity annualy. Both buildings were found to meet the requirements from Boverket regarding the buildings’ primary energy, average heat transfer coefficient and installed electric power, both before and after investment. After implementation of FTX ventilation and geothermal heating systems, both buildings’ heat demand and electricity consumption were reduced. Vita Husets heat and electricity consumption were reduced to 12 600 kWh heat and 2800 kWh electricity respectively. Sandbergshusets heat demand and electricity consumption were reduced to 7600 kWh heat and 2700 kWh electricity respectively. From simulations made in Polysun, which is a simulation program for carrying out theoretical calculations linked to various energy systems, it was found that nine solar panels needed to be installed on the roof of each building in order to cover each building’s electricity consumption, after installing FTX-ventilation and geothermal heating systems. After carrying out simulations in EED, which is a simulation program for calculating the total depth of geothermal systems, it was found that the geothermal heating system would need a total depth of 234 m to cover the heat demand of both buildings with FTX ventilation. Sufficient heat could not be obtained from eight solar collectors to significantly reduce the total depth of the geothermal heating system, since almost no heat could be obtained during the winter months when the heat demand of the buildings is the highest. The techno-economic analysis showed that the payback time of the investment varied between 139 and 46 years, depending on whether the electricity price decreased or increased by 50%, compared to the electricity price given for each month. The fact that the payback time was relatively long regardless of electricity price indicates that the investment is less economically advantageous. The analysis of the climate impact of the buildings showed that Vita Huset has a total lower climate impact after 13 years and Sandbergshuset after 17 years, after investment in a total of 18 solar panels, FTX-ventilation and geothermal heating systems. This means that the investments need to have a lifetime of at least 17 years to be considered beneficial from a climate perspective. Of the invested components are ground source heat pumps considered to have the shortest lifetime, which is usually considered to be at least 15 years. Carrying out the investment despite the fact that it is less economically advantageous could then be justified by the fact that the investment is more beneficial from a climate perspective. From the results presented, the association is recommended to invest in a geothermal system, FTX-ventilationb and solar panels even though that the techno-economic analysis indicates that the investment could be considered less advantageous.

The energy demand is a complex issue for householders in New Zealand, since a large number of dwellings were built before energy efficiency regulation came into force in 1979. To heat the average New Zealand home takes a lot of energy, and therefore many householders choose to limit their heating space.   Powerco, New Zealand’s second-largest distribution company is conducting a two-year study, called Powering tomorrow’s homes. The project aims to uncover opportunities to shift peak loads on Powerco’s electricity network, by using a range of networks surveys. The dwellings that have been chosen to contribute to this study have gone through a large retrofit in 2014.   This study has been limited to verifying the effectiveness of three different heating systems, within three houses in New Zealand. It has been based on global data such as climate, temperature, humidity, design of the house and the family’s different behavioural patterns.   Three case models have been established in the program IDA ICE, to simulate and calculate the amount of used and delivered energy for space heating. Thereafter four main energy simulations were conducted to study the heating system before the intervention, after the intervention and a trial to see which heating system that is best suitable for each house. The new settings together with the original heating systems were also calculated. The simulations are also limited to summer respective winter because the heating systems are used differently depending on season. Data of location and climate files have been limited to Auckland and Wellington.   The results show that the most energy efficient heating system for dwelling A is the heat pump and infrared panel it uses today and for dwelling C its dwelling A’s heating system. Data demonstrate that the most effective heating system for dwelling B varies depending on climate, showing that dwelling C’s gas heating is more efficient for a warmer humid climate in Auckland and that dwelling A’s heat pump is better for a colder climate in Wellington. Comparison between the new settings and the old heating system (two radiators) shows that dwelling A’s new heating system (infrared panel & a heat pump), requires less delivered energy than the old heating system. Dwellings B’s new heating system (gas fire, an infrared panel & a radiator) is the most effective in Auckland however the old heating system (an air source heat pump, oiled-filled radiators & a gas wall heater) is the most energy efficient in Wellington. Dwelling C’s new heating system (gas central heating & a gas fire) has a lower delivered energy than the old heating system (gas fire, two heat pumps, radiators and heating panels) for summer in Auckland, while it has a higher delivered energy for winter in both Wellington and Auckland, and also summer in Wellington.       In conclusion, the new heating systems deliver warmer, more comfortable dwellings for less delivered energy than the previous. This presents an opportunity for Powerco to use newer gas heating to curb electricity load, and also shows the opportunity to use heat pumps to reduce peak demand through increased energy efficiency.

Syftet med detta arbete är att simulera ett värmesystem i COMSOL Multiphysics, Pipe Flow Module, Non-Isothermal Pipe Flow som innehåller ekvationer och randvillkor för att modellera inkompressibel strömning och värmeöverföring i rör. Data om processen och dess komponenter har samlats in från industrin där arbetet är utfört och i vissa fall modifierats för att bättre beskrivas i programmet. Utifrån insamlad data har en modell byggts upp och två simuleringar har gjorts. En stationär för starten av systemet, den har sedan legat till grund för en dynamisk som simulerar förloppet från start till normaldrift. Tiden det tar för det aktuella fallet att nå drifttemperatur är 16 timmar. En felströmning upptäcktes samt att en av pumparna inte kommer att klara en start från 20 °C.

Historiskt sett har den Svenska värmemarknaden dominerats av fjärrvärmen som i princip varit det enda kostnadseffektiva alternativet där det funnits tillgängligt. På senare tid har dock spelreglerna börjat på att förändras, bland annat på grund av värmepumparnas intåg, en förändrad energipolitik och ökade kundkrav – vilket har lett till en mer konkurrensutsatt marknad. Denna studie syftar till att både kvantitativt och kvalitativt analysera fjärrvärmens konkurrenskraft jämfört med alternativa uppvärmningstekniker, med fokus på segmenten flerbostadshus, övriga- samt offentliga lokaler. Efter en inledande marknadsundersökning bedömdes värmepumpar i kombination med el eller fjärrvärme, samt pellets i kombination med RME, kunna vara konkurrenskraftiga med fjärrvärme. Därefter beräknades livscykelkostnaden för dessa värmesystem för en generell fastighet som en funktion av dess energibehov och utnyttjningstid, samt för ett antal typanvändare. Dessa typanvändare identifierades genom att analysera förbrukningsstatistik från Vattenfall. Vidare genomfördes flera intervjuer med branschexperter parallellt med att en enkät sammanställdes som riktade sig till energi- och klimatrådgivare i Sverige. Enkäten syftade till att få en nulägesbeskrivning av fastighetsägares syn på värmemarknaden och på så sätt bidra till den kvalitativa analysdelen. Resultatet visar att det rent kostnadsmässigt är små skillnader mellan fjärrvärme och övriga alternativ givet de antaganden som författarna anser är rimliga. För ett typiskt flerbostadshus är fjärrvärme mer fördelaktigt men för en typisk övrig eller offentlig lokal är bergvärme ett marginellt bättre alternativ. Frånluftsvärmepump med fjärrvärme är i båda fallen en billig lösning. Dock visar känslighetsanalysen att det kan skilja med mer än en faktor 2,5 i livscykelkostnad för samtliga alternativ beroende på vilka antaganden som görs. Således är valet av värmesystem ur fastighetsägarens perspektiv nära kopplat till riskbedömning, vad denne tror om framtiden och vilken relation de har till nuvarande värmeleverantör. För alla fastighetsägare är säker och problemfri drift den viktigaste parametern utöver kostnaden. Det finns även en ovisshet kring framtida prishöjningar av både el- och fjärrvärme, vilket leder till osäkra kalkyler. Därför kan förtroendet och relationen med nuvarande värmeleverantör vara avgörande vid en beslutssituation. En hög investeringskostnad är också en tydlig barriär - parallellt som investeringen ofta konkurrerar med andra energi- och fastighetsåtgärder om samma budget. Miljöfrågan är viktig för offentliga lokaler och kan vara det även för övriga lokaler, men är sällan av stor betydelse för flerbostadshus. Sammanfattningsvis är det svårt att avgöra vilket alternativ som är mest konkurrenskraftigt i dagsläget. Flera faktorer spelar in och livscykelkostnaden kan variera kraftigt mellan bästa och sämsta fall för uppvärmningsalternativen. Emellertid indikerar denna studie att en effektbaserad prismodell leder till att fjärrvärmen stärker sin konkurrenssituation bland flerbostadshus men blir mer utsatt i segmenten offentliga respektive övriga lokaler. Särskilt i det senare är bergvärmepumpar ett växande hot. För att bibehålla sin konkurrenskraft är det viktigt att fjärrvärmeleverantörerna är transparenta och tydliga i kommunikationen mot sina kunder, framförallt när det gäller prisutvecklingen. På sikt kan affärsmodellen och erbjudandet behöva innafatta mer än bara värmeleveransen, exempelvis stöd vid energieffektivisering, miljöcertifierad värme samt ett komforterbjudande. / Historically, the Swedish heat market has been dominated by district heating, which basically has been the only cost effective option where it’s available. Lately, however, the situation has begun to change, partly because of the increased efficiency of heat pumps, but also due to changes in energy policies and increased customer demands - which has led to a more competitive heating market. This study aims to quantitatively and qualitatively analyze the competitiveness of district heating compared to alternative heating technologies, focusing on three segments; apartment buildings, public facilities and other premises. After an initial market analysis, heat pumps in combination with electricity or district heating as peak load, as well as pellets in combination with RME, were identified as the most competitive alternatives to district heating. The estimated life cycle cost of the heating systems was then calculated for a number of facilities, as a function of its energy needs and utilization time. These facilities were chosen based on consumption statistics from Vattenfall. Furthermore, several interviews with industry experts were conducted, in parallel with an inquiry that was addressed to energy and climate advisers in Sweden. The survey aimed to get an up-to-date status report of property owners' views on the heat market and thus contribute to the qualitative analysis. The result shows, given the assumptions that the authors find reasonable, that there are minor differences between district heating and its competition if viewed from a cost perspective only. For a typical apartment building, district heating is slightly more beneficial, but for a typical public facility/other premise geothermal heat is a marginally cheaper option. Exhaust air heat pump with district heating as peak load is in both cases a cost effective option. However, the sensitivity analysis shows that the life cycle cost can differ by more than a factor of 2,5 for all heating systems depending on what assumptions are made. Hence, the choice of heating system is from the property owner's perspective closely related to perceived risk and the extent to which trust towards the heat supplier exists. Effortless and reliable operations appear to be the most important factor besides costs for all customer types. Also, there is uncertainity about future price development among all segments, which can lead to impaired calculations. Thus, the customers’ trust for the existing heat distributor, as well as the relationship between them, may fundamentally affect the choice of heating system. A high investment cost is a crucial barrier since it carries a higher risk while also competing with other efficiency measures about the same budget. Public facility owners are keen about the environmental aspects while this question is of less importance for apartment buildings owners. It may be of importance for other premise owners depending on the owner. In summary, it’s difficult to determine the most competitive heating system since the cost effectiveness for all heating systems can vary a lot depending on the assumptions. However, this study indicates that a power based price model will strengthen the competitiveness for district heating among apartment buildings. Among public facilities and other premises it will become more vulnerable to other heating technologies, especially to geological heat pumps. To stay competitive it’s important for district heating distributors to be transparent and clear in the communication with their customers, particularly in regards of price development. In the long term it may be necessary to include more than district heating in their offer, for example support in energy efficiency measures, an environmentally certified heat supply or an offer of guaranteed indoor- comfort.

Renoveringar i syfte att energieffektivisera byggnader är en stor ekonomisk investering som kräver ett grundligt underlag innan val av åtgärd. I dagsläget står uppvärmningen av byggnader för omkring en femtedel av Sveriges totala energianvändning. Då endast en procent av det totala fastighetsbeståndet består av nybyggnationer betyder det att det är de redan existerande byggnaderna som står för majoriteten av energianvändningen. De nationella målen som är satta gällande energieffektivisering och minskade utsläpp av växthusgaser berör således de befintliga byggnaderna i större utsträckning. Då cirka en tredjedel av dem kommer att vara i behov av att renoveras inom de kommande åren är det därför viktigt att undersöka vilka energieffektiviseringsåtgärder som är mest lämpade utifrån ett miljöperspektiv. Projektet har baserats på en referensbyggnad lokaliserad i Umeå där fyra åtgärder, i olika varianter, har undersökts. De har hanterat: byte av fönster och balkongdörrar, tilläggsisolering av fasad, tilläggsisolering av vind, en kombination av tidigare nämnda åtgärder samt installering av solcellspaneler. Dessa åtgärder har sedan kombinerats med olika energitillförselsystem som används för att värma byggnaden. Syftet är att utröna ifall den mest miljömässigt lämpliga åtgärden kan vara beroende på energitillförselsystem. De undersökta energitillförselsystemen har varit: bergvärmepump, fjärrvärme, elpanna och pelletspanna. Metoden som har tillämpats har varit en förenklad livscykelanalys (LCA). Det har innefattat utvinning av råvaror, produktion och transport av färdig produkt från fabrik till Umeå. Både mängden energi och utsläpp av ekvivalent koldioxid har undersökts. Syftet har varit att ge fastighetsägare en uppfattning om vilken energieffektiviseringsåtgärd som passar bäst till deras byggnad. Målet har varit att få fram värden på de energimängder och de ekvivalenta koldioxidutsläpp som åtgärderna orsakar, samt hur lång tid det skulle ta att tjäna in dem när de väl implementerats. Resultatet av studien visar betydelsen av att undersöka miljöbesparingarna under en längre tid då det annars kan ge missvisande slutsatser, samt vikten att beakta transportens inverkan på miljön. Generellt kan det sägas att ju högre emissionsfaktor en byggnads energitillförselsystem har desto större incitament ur ett miljöperspektiv finns för att genomföra en renovering av byggnaden så att värmebehovet minskar. I dagsläget är det elektricitet som har den största emissionsfaktorn och installering av solceller skulle ha kunnat ge den största minskningen av ekvivalent koldioxidutsläpp om det inte vore för utsläppen som skedde vid transporten av dem, då de inte kan tjänas in på en livstid. Sett till enskilda renoveringsåtgärder var fönster och balkongdörrar som den mest lämpliga åtgärden vid båda synsätten. Tilläggsisolering av fasaden tjänade in sig på direkten, utifrån minskningen av ekvivalent koldioxid, på grund av att det krävdes ett byte till träfasad; åtgärden kräver därför ytterligare undersökningar för att kunna komma till en definitiv slutsats. Studien har dock endast genomförts på en referensbyggnad som sedan tidigare genomgått en renovering med syfte att energieffektivisera., Därför skulle resultaten kunna skilja sig åt om de utfördes på en byggnad som var kvar i sitt originalskick. / Renovations meant to make buildings more energy efficient is a considerable economic investment that requires a thorough collection of data before a choice regarding a specific solution can be made. At present, around a fifth of Sweden’s total use of energy goes to provide heating for buildings. Only around one percent of the total collection of property consists of new constructions, therefore the ones that stand for the majority of the energy usage are the already existing buildings. The national goals that have been set regarding energy efficiency and a decrease of greenhouse gases are therefore more applicable with the existing buildings. Since around a third of them are going to be in need of renovations within the next few years it is therefore of importance to examine which energy efficient renovation that is most suited based on an environmental perspective. This project is based on a reference building located in Umeå where four different kinds of renovation strategies have been examined. They have been: change of windows and balcony doors, extra insulation of the façade, extra insulation of the attic, a combination of the previously mentioned renovations as well as installation of solar panels. These renovation strategies have then been combined with different energy supply systems. The studied energy supply systems have been: geothermal heat pump, district heating, electric heating and a pellet stove. The method that has been applied have been a simplified lifecycle analysis (LCA) that has looked at the extraction of raw materials, production and transport of the finished product from manufacturing to Umeå. Both the amount of energy required and the emission of greenhouse gases from the process have been taken into account. The scope of this project has been to give property-holders an idea of which renovation stages that is most sustainable for their specific building. The goal has been to acquire values of the amount of energy used and the amount of greenhouse gases released for each renovation stage, as well as the pay-back time required after implementation. The result of this study shows the importance of investigating the environmental savings for a longer time period. Otherwise it can give misdirecting conclusions. As well, it is important to include the effect that transportation has on the environment. Generally speaking, it can be said that the higher the emission factor is for a buildings energy supply system the higher incitement there is, based on an environmental perspective, to carry through a renovation, so that its energy requirements are lessened. At present electricity has the highest emission factor and installment of solar panels would make the biggest reduction of released equivalent carbon dioxide if it weren’t for emissions made during the transportation of them. But it is not possible to get back the emissions released during a whole lifetime. Regarding individual renovations, a change of windows and balcony doors was the most suited based on both views. Extra insulation of the façade had earned itself in immediately, based on the decrease of equivalent carbon dioxide. That is because the façade to be made of wood was required. That renovation is therefore in need of more studies in order to find a definite conclusion. The study has only been done on one reference building which has previously undergone a renovation with the purpose of making it more energy efficient. Thus, the results that are presented here could differ if they were made on a building that was still in its original form.

Preem has recently acquired a new office building and are interested inreducing the energy consumption, climate impact and annual energy costof the building. The purpose of this thesis is to examine how differentenergy efficiency measures as well as the installation of solar cellsaffect the energy use and climate impact of an office building. Three actions have been proposed, both separately and in combinationwith each other. These were attic insulation, change of ventilation andchange of heating system. The resulting simulations showed a reductionof between 3 and 65 %, depending on which energy efficiency measureswere implemented. Replacing the heating system resulted in the largestreduction. This study also showed that the most profitable way to place a PVsystem is in a south-westerly direction with a 25 degree slope. Thissolution has an installed power of 16.3 kWp and an annual electricityproduction of 12.96 MWh. This corresponds to a self-consumption rate of95.2 % and a self-sufficiency rate of 5.6 %. The highest electricityproduction was obtained when PV modules were placed on three differentrooftops and with a module slope of between 12 and 15 degrees,depending on the roof. This PV system has an installed power of 76.9kWp and an annual electricity production of 57.96 MWh. All solutionsled to a reduced climate impact.

Med hjälp av Boverkets byggregler och de ISO-standarder som föreskrivs fastställs värmeeffektbehovet för Kyrkbackskolan, Ljusnarsbergs kommunala skola. Ur effektbehovet har sedan ett teoretiskt värmesystem dimensionerats. Resultaten visar att de olika byggnaderna som skolan består av har olika behov beroende på deras utformning. Över trehundra radiatorer och över trehundrafyrtio kilowatt värmeeffekt behövs för att värma skolan enligt de utförda beräkningarna för transmissionsförluster, ventilationsförluster och köldbryggor. Den största osäkerheten finns i köldbryggorna då dessa är baserade på tabellvärden. En rumslista visar vad varje rum i hela skolan har för effektbehov och kan användas vid både installation och injustering. / Using ”Boverkets byggregler” and the ISO-standards that are stipulated in it are the heating requirements determined for “Kyrkbackskolan”, the only school in the municipality of Ljusnarsberg. A theoretical heating system has been designed based on the calculations. The results show that the three different buildings that make up the school have different requirements depending on their layout. Over three hundred radiators and over three hundred forty kilowatts of heating power are required to heat the school according to the calculations of transmission losses, ventilation losses and thermal bridges. The largest insecurity is in the thermal bridges since they are determined using tables. A list shows all the rooms and their heating requirements which can be used when installing or tuning the heating system.

På grund av höga uppvärmningskostnader vill Lycksele kommun utreda de ekonomiska aspekterna av att investera i bergvärme till en fastighet som huserar vård- och omsorgsverksamhet. Fastigheten är belägen utanför Lycksele tätort vilket utesluter fjärrvärme som ett alternativ till uppvärmning. I nuläget sker uppvärmningen av fastigheten med hjälp av ett luftburet golvvärmesystem av typ Legalett som värms med elaggregat. Det huvudsakliga syftet med projektet är att avgöra om ett byte av värmesystem från direktverkande el till bergvärme är ett bra alternativ för kommunen att investera i. Genom att utföra en lönsamhetsanalys kommer lönsamheten av denna energieffektiviserande åtgärd utredas, med en förhoppning om att rapporten ska kunna hjälpa kommunen att fatta beslut angående denna typ av åtgärder även i framtiden. Genom att sammanställa fastighetsdata som samlats in med hjälp av fastighetsavdelningen på Lycksele kommun kunde fastighetens värmebehov fastställas och bergvärmesystemet dimensioneras. En varvtalsstyrd värmepump valdes för att täcka 100% av energibehovet vilket innebär ett i stort sett obefintligt behov av spetsvärme. Kostnader för bland annat borrning av bergvärme, anskaffning av värmepump samt nya vattenburna värmeaggregat beräknades och låg till grund för den lönsamhetsanalys som genomfördes. Två alternativa investeringar togs fram där skillnaden låg i värmeavgivarna. Alternativ 1 innefattar bergvärme samt anpassning av befintligt golvvärmesystem medan alternativ 2 innefattar bergvärme samt kostnader för ett nytt radiatorsystem. Uppskattningen av kostnaderna av att investera i ett nytt radiatorsystem gjordes för att ge ett alternativ som kan motverka viss problematik som upplevts med det befintliga golvvärmesystemet. Lönsamheten av de två alternativen uppskattades med hjälp av nuvärdesmetoden samt payback-metoden. Resultatet av beräkningarna innebar att kostnaden för borrning av bergvärme uppgick till ca 785 tkr, till detta tillkommer kostnaden av en värmepump, referenspumpens anskaffningsvärde var 166 tkr. Priset på nya aggregat till Legalettsystemet var 14 200 kr per aggregat. Uppskattningen av radiatorsystemets kostnad uppgick till 1,05 Mkr. Detta innebär totala investeringskostnader på just under 1,4 Mkr för alternativ 1 och på ca 2 Mkr för alternativ 2. Den lägre energianvändningen som bergvärmen möjliggör beräknades innebära ekonomiska besparingar på ca 227 tkr per år vilket innebär att payback-tiden för de två alternativens grundinvesteringar uppgår till 6,02 år för alternativ 1 och 8,8 år för alternativ 2. Då borrhålen har en längre livslängd än värmepumpen så uppskattades att värmepumpen kommer att behöva bytas två gånger under investeringens livslängd. De två alternativens nettonuvärden uppgick till ca 3,4 Mkr för alternativ 1 medan det för alternativ 2 uppgick till ca 2,7 Mkr över hela investeringens livslängd. Både nuvärdesmetoden och payback-metoden tyder på att investeringen bör vara lönsam då nettonuvärdena för de båda alternativen är positiva och payback-tiden är lägre än 20% av investeringens uppskattade livslängd. Det alternativ som ger bäst lönsamhet är alternativ 1 vilket beror på den lägre investeringskostnaden då det befintliga systemet anpassas. / Due to high heating costs, the municipality of Lycksele wants to investigate the economic aspects of investing in geothermal heating for a property that houses healthcare and care operations. The property is located outside urban area Lycksele, which excludes district heating as an alternative. At present, the property is heated by means of an air-based floor heating system of the type Legalett, which is heated by electric heaters. The main purpose of the project is to determine if a change of heating system from electrical heating to geothermal heating is a good alternative for the municipality to invest in. By conducting a profitability analysis, the profitability of the action of investing in geothermal heating will be investigated with the hope that the report will be able to help the municipality make decisions regarding these types of actions in the future. By compiling property data collected with the help of the property department of Lycksele municipality, the property's heating needs could be determined and the geothermal heating system dimensioned. An inverter-controlled ground heat pump was chosen to cover 100% of the energy demand, which means a virtually non-existent need for peak heat.  Costs for, among other things, drilling of geothermal heat, the procurement of heat pumps and new water-borne heaters were calculated and formed the basis for the profitability analysis carried out. Two alternative investment options were made where the difference were the heat emitters. Option 1 includes geothermal heating and adaptation of existing underfloor heating system, while option 2 includes geothermal heating and costs for a new radiator system. The estimate of the cost of investing in a new radiator system was made to provide an alternative that could counteract some of the problems experienced with the existing underfloor heating system. The profitability of the two alternatives was estimated using the net present value method and the payback method. The result of the calculations meant that the cost of drilling for the geothermal heat amounted to about SEK 785,000, to which the cost of a heat pump is added, the reference pump's value was SEK 166,000. The price of new units for the Legalett system was SEK 14200 per unit. The estimate of the cost of the conversion to a radiator system amounted to SEK 1.05 million. This means total investment costs of just under SEK 1.4 million for option 1 and about SEK 2 million for option 2. The lower energy consumption made possible by the geothermal heating was estimated to amount to approximately SEK 227,000 per year in economic savings, which means that the payback time for the two alternatives' basic investments is 6.02 years for options 1 and 8.8 years for option 2. Since the boreholes have a longer lifespan than the heat pump it was estimated that the heat pump will need to be replaced twice during the entire lifespan of the investment. The net present value of the two alternatives amounted to approximately SEK 3.4 million for alternative 1, while for alternative 2 it amounted to approximately SEK 2.7 million over the entire lifespan of the investment. Both the present value method and the payback method indicate that the investment should be profitable as the net present values ​​for both alternatives are positive and the payback time is less than 20% of the estimated lifespan of the investment. The alternative that provides the best profitability is option 1, which is due to the lower investment cost when adapting the existing system.

Studien bygger på en simuleringsmodell över fastighetens värme- och kylsystem. Modellen har upprättats i modelleringsverktyget Simulink. Inför modellering har data inhämtats från en intern mätdatabas. Modellen verifieras baserat på skillnader och likheter mellan beräkningar och mätdata. Studiens övergripande syfte är att undersöka hur fastighetens värme- och kylsystem påverkas utifrån ett hållbarhetsperspektiv av förändring i driften av fjärrvärme, bergvärme och frikyla. Syftet är även att optimera styrningen av bergvärmeanläggningen utifrån miljömässiga och ekonomiska parametrar. Målet med studien är att beräkna värmepumparnas effektivitet samt bestämma fastighetens värme- och kylbehov under 2021. Målet innefattar även att konstruera en simuleringsmodell över systemet, som stämmer väl överens med driftdata, för att undersöka tre fall utifrån ett ekonomiskt och ett miljömässigt perspektiv. De olika fallen undersöker hur värme- och kylsystemet fungerar i dag, hur det hade fungerat utan möjlighet till frikyla och hur driften kan optimeras med villkoret att fastighetens komfort, i form av värme- och kylbehov, uppfylls. År 2021 uppfylldes det totala värmebehovet på 2 714 MWh av 45 % fjärrvärme och 55 % bergvärme. Fastighetens kylbehov år 2021 är 237 MWh. Den totala kostnaden för att uppfylla fastighetens värme- och kylbehov är 1 439 tkr/år, vilket motsvarar 50,02 öre/kWh. Koldioxidutsläppen till följd av värme och kyla är 55 ton/år vilket motsvarar 19,13 g CO2-ekv/kWh.  Studiens resultat visar att det med driftoptimering går att minska kostnader och koldioxidutsläpp genom driftförändrande energioptimeringsåtgärder. Minskar driften av värmepump 2 finns en möjlighet att minska kostnaden för uppvärmning och kyla med 2 %. Körs värmepump 2 i stället konstant över året kan koldioxidutsläppen minska med cirka 45 %. / The study is based on a simulation model covering the heating and cooling system of the property. The model is created in Simulink, a graphical program for modelling multidomain systems. Data is collected from an internal data base. The model is verified based on differences and similarities between calculations and given data.  The overall purpose of the study is to investigate how the heating and cooling system of the property is affected by the change in operation of ground source heating and cooling compared to district heating, from a sustainability perspective. The purpose is also to optimize the operation of the heating and cooling system based on environmental and economical parameters. The goal of the study is to calculate the efficiency of the heat pumps and decide the heating and cooling demand of 2021. The goal also includes to construct a simulation model, that corresponds to measured operating data of 2021, to investigate three operating cases based on an economical and an environmental perspective. The cases shall investigate how the heating and cooling system works in the present, how it will work without the ability of ground source cooling, and how the operation of the system can be optimized based on the condition that the heating and cooling demand is fulfilled.  In 2021 the total heating demand of 2 714 MWh was met by 45 % district heating and 55 % ground source heating. The cooling demand of 2021 was 237 MWh. The total cost to satisfy the property’s heating and cooling demand is 1 439 tkr/year, which correlates to 50,02 öre/kWh. The emissions of carbon dioxide are 55 ton/year, which correlates to 19,13 g CO2-ekv/kWh. The result from the study shows that it is possible to reduce costs and carbon dioxide emissions by operational energy optimization actions. By reducing the operation time of heat pump two, it is possible to save up to 2 % in costs. If heat pump two is in operation during the whole year, the carbon dioxide emissions from the heating and cooling production of the property, can be reduced by 45 %.

Samhället idag ställer ständigt hårdare krav på mer energieffektivt byggande. Ju lägre energianvändning en byggnad har desto mindre är dess klimatpåverkan. I och med detta blir det allt vanligare att miljöklassa byggnader samt designa dem för att uppfylla olika byggnadskrav för så kallade lågenergihus. Dock är det fortfarande dyrt att bygga lågenergihus. För att spara in på installationskostnaderna under produktionen är det vanligt att kombinera uppvärmnings- och ventilationssystem med ett så kallat luftburet värmesystem. Många hävdar att dessa system kan bibehålla ett gott inomhusklimat för brukarna samtidigt som det är billig att bygga och håller låg energianvändning. Denna rapport syftar till att utvärdera hur väl luftburen värme presterar med avseende på energianvändning och inomhusklimat jämfört med andra uppvärmningssystem. Gott inomhusklimat innefattar många saker där några av de främsta är god luftkvalité och termisk komfort. För att jämföra systemen har ett flerbostadshus i Stockholmsområdet modellerats och simulerats i programmet IDA ICE. Utöver simuleringarna utförs en screening där artiklar om lågenergihus och luftburna värmesystem sammanställs. Denna sammanställning syftar till att från flera håll belysa vad branschen säger om ämnet och vad som är aktuellt idag. Studien har visat att det blir allt mer vanligt att bygga lågenergihus i Sverige. Däremot är det inte alltid den bästa lösningen. Även om luftburna värmesystem kan fungera bra i teorin blir det sällan så i verkligheten då systemen kräver mycket underhåll och insikt från samtliga parter. Efter granskning av simuleringarna visar de att det luftburna värmesystemets energianvändning är likvärdigt det med FTX-system och radiatorer. Samtidigt har systemen frånluft med radiatorer och frånluft med golvvärme betydligt sämre energianvändning. På liknande sätt kan vi se att systemen FTX-ventilation med radiatorer och frånluft med golvvärme har bra inomhusklimat. Dock visar resultaten att frånluftsystemet med radiatorer och främst det luftburna värmesystemet ger sämre inomhusklimat än övriga system. Även om luftburna värmesystem kan ha lägre installationskostnader tyder dessa resultat på att luftburna värmesystem är energieffektiva på bekostnad av inomhusklimatet. Förutom jämförelsen av de fyra systemen simuleras även det luftburna värmesystemet i ett hus designat att uppfylla passivhuskrav enligt FEBY. Dessa resultat visar att energianvändningen sjunker än mer, men att den termiska komforten och inomhusklimatet inte förbättrats nämnvärt. Sammanfattningsvis har denna studie visat att luftburen värme kan sänka energianvändningen jämfört med andra vattenburna uppvärmningssystem. Dock sker detta på bekostnad av inomhusklimatet. Detta bör belysas ytterligare och tas mer hänsyn till vid val av uppvärmningssystem för lågenergihus. / Our society today is demanding more and more energy efficient construction of buildings. The lower the energy consumption of a build is, the less environmental impact it has. Because of this it is getting increasingly common to design buildings to meet the standard of environmental classification systems and low-energy requirements. Unfortunately it is still expensive to construct low-energy buildings. To save money, many designers are combining the heating- and ventilationsystem through so called ventilation heating systems. It is believed by many that these systems can maintain a good indoor climate for the users and still be cheap to construct and run. The goal of this study is to evaluate how well ventilation heating systems can perform with respect to energy use and indoor climate, compared to other systems. A good indoor climate consists of many things were some of the foremost are air quality and thermal comfort. To compare the different systems an apartment building in Stockholm has been modeled and simulated in the software IDA ICE. More than the simulations, a screening has been put together with the aim to evaluate how the industry views low-energy buildings and ventilation heating systems today. This study shows that it is getting more and more common to construct low-energy buildings in Sweden. That being said, it is not always the best solution. Although ventilation heating systems can perform well in theory, reality shows that's not usually the case due to exceeding maintenance and insight from all parties. After evaluating the simulations, the results indicate that the energy consumption of the ventilation heating system and the HVAC-system with radiators is almost equally good. At the same time the exhaust ventilation system with radiators and the exhaust ventilation system with floor heating has considerably worse energy consumption. We can also see that the HVAC-system with radiators and the exhaust ventilation system with floor heating provides a good indoor climate. Unfortunately the results show that the exhaust ventilation system with radiators and mainly the ventilation heating system provides worse indoor climate than the other systems. Even though the ventilation heating system can lower the installation costs during construction, these results indicate that the system provides a low energy use at the expense of the indoor climate. In addition to the four simulated heating systems, the ventilation heating system was simulated for a building designed to pass the low-energy building requirements according to FEBY. These results show that the energy consumption can be reduced even further while it has no significant improvement on the indoor climate. To summarize, this study has shown that ventilation heating systems can reduce the energy consumption in comparison with other heating systems. Unfortunately is this done at the expense of the indoor climate. This should be highlighted further while choosing heating system in low-energy buildings.