Detta examensarbete är utfört i samarbete med Fläkt Woods i syfte att utvärdera frostskyddsregleringen i deras äldre och nyare modeller av batterivärmeväxlare, Ecoterm respektive Econet. Ecoterms frostskydd regleras efter temperaturen på vätskekretsen medan det för Econet även regleras utifrån frånluftens daggpunktstemperatur för att förhindra onödig aktivering av frostskyddet. Ecotermsfrostskydd består främst av shuntreglering av vätskeflödet medan Econet först reglerar vätskeflödet innan shuntreglering påbörjas. Utvärderingen baseras på mätningar utförda vid Norrlands Universitetssjukhus, NUS, under främst februari 2018, varav den lägsta temperaturen uppmätt för uteluften var -23°C. För Ecoterm, som regleras utifrån en vätsketemperatur på -5°C, påbörjas shuntreglering vid en uteluftstemperatur på cirka -14°C, oavsett om det finns risk för frostbildning eller inte. Under mätperioden fanns det aldrig risk för frostbildning i Ecoterm när frostskyddet aktiverats. För Econet är resultaten tvetydiga, men antyder att shuntreglering endast använts vid två tillfällen under hela mätperioden. Detta beror till viss del på designen av Econet, som har spetsvärme integrerad på värmeväxlarens vätskekrets.Resultaten från Ecoterm visar ett tydligt behov av den moderna frostskyddsregleringensom används i Econet, för kvantifierbara jämförelser krävs dock vidare studier. / This master’s thesis was written in collaboration with Fläkt Woods in order to evaluate the frost protection control of two run-around coil heat exchangers, their older model Ecoterm and their newer model Econet. The frost protection of Ecoterm is only reliant on the temperature of the liquid circuit whereas Econet also regards the dewpoint temperature of the exhaust air, as to not activate the frostprotection unnecessarily. Ecoterm uses bypass control for frost protection and defrosting whereas Econet first increases the liquid flowrate before initiating bypass control. The evalutation is built upon data collected from the university hospital in Umeå, NUS, mainly during february 2018, with a minimum outside temperature of -23°C. Ecoterm starts defrosting when the liquid temperature reaches -5°C, which correlates to an outside temperature of -14°C irregardless if there is any risk of frost growth, which there was not during the measuring period. For Econet the results were more difficult to interpret, but imply that bypass control only was nescessary at two occasions during the whole measuring period. This is partly due to the design of Econet, which integrates the additional heating, normally reserved for a separate battery, into the heat exchangers liquid circuit. The results for Ecoterm show the limitations of single parameter controlled frost protection and why better frost protection control is necessary for highly efficient heat exchangers. For quantifiable results further studies are required.

This master thesis examines the energy efficiency of preheating outdoor air in ventilation systems by using geothermal heat from boreholes. Energy efficiency in this context only relates to minimise the energy consumption and to minimise the peak power consumption during cold days. Preheating the outdoor air before it enters the heat exchanger is a techinque that is used to avoid frost formation in the heat exhanger. The aim of preheating the outdoor air is to reduce the energy consumption in the buidling and to reduce the peak power consumption during cold days. In this project a buliding in Töfsingdalen, Stockholm, is investigated. In one part of the building the outdoor air is preheated while the air in another part of the building is not. The investigation is partly based on an analysis of measured temperaures in the building’s ventilation system during 2017. The results of the analysis show that the heat exchanger in the air-handling unit with preheating has not been defrosted during the investigated period. In this thesis, models are also constructed to simulate the system. The models are created in the simulation programme IDA ICE, wich is a simulation tool for bulidings. The simulations show that the total energy consumption is 1.2 kWh/m2Atemp, year higher and the maximal power consumption is 18 kW lower for the system that preheats the outdoor air compared to the system without preheating. In addition to this, the conclusion of this report is that the energy efficiency of preheating the outdoor air depends on the type of heat exchanger. A heat exchanger with high efficiency results in a lower peak power consumption than a heat exchanger wth a lower efficiency. Futhermore, the results show that geothermal preheating is better from an energy perspective when heat exchangers with moderate as opposed to high efficiencies are used. The energy efficiency of preheating outdoor air in ventilation systems also depends on the outdoor climate and the control strategy of the preheating. In this report, the control strategy for the preheating system in Töfsingdalen has been optimised in order to reduce the energy consumption in the building.

Den här rapporten handlar om en ändring i livsmedelsföretaget Freezing Food Småland Öland AB:s avfrostningsrutin för deras förångare i frysrummet. Ändringen gick ut på att avfrostningstiden och maxtemperaturen sänktes samt att tiden mellan avfrostningarna nu sker varannan i stället för varje natt. Syftet var att undersöka om ändringen av rutinen hade bidragit till en minskad energiförbrukning i förhållande till innan ändringen gjordes genom att också granska andra faktorer än själva avfrostningen som kunde tänkas påverka energiförbrukningen. Metoden gick ut på att insamla och analysera stora datamängder tillhandahållna av företaget för att sedan reducera dem till hanterbara siffror. Även data för lokala utomhustemperaturer samlades in. Med hjälp av detta beräknades medelvärden för en given tidsperiod för energiförbrukning, lagerhållning och utomhustemperatur. Resultatet visade en sänkning av energiförbrukningen, hur stor andel som berodde på avfrostningens ändrade rutiner lämnade undersökningen obesvarat. Utomhustemperaturen bör ha minskat effektbehovet, samtidigt bör lagerhållningen ökat den. Slutsatsen blev att mer tid behövde passera och en ny undersökning behöver framställas efter att avfrostningsrutinen ändrades för att möjliggöra en säkrare bedömning. / This report is about a change in the food company Freezing Food Småland Öland AB’s defrosting routine for their evaporators in the freezer warehouse. The change was that the defrosting time and maximum temperature were reduced and that the time between defrostings now takes place every other night instead of every night. The aim was to examine whether the change in the routine had contributed to a reduction in energy consumption compared to before the change was made by also examining factors other than defrosting itself that might affect energy consumption. The method was to collect and analyze large amounts of data provided by the company and then reduce them to manageable figures. Data for local outdoor temperatures were also collected. This calculated averages for a given time period for energy consumption, warehousing and outdoor temperature. The results showed a decrease in energy consumption, the proportion due to the change in defrosting procedures left the investigation unanswered. The outdoor temperature should have reduced the power requirement, at the same time the storage should have increased it. It was concluded that more time needed to pass,and a new study needed to be produced after the defrosting routine was changed to allow for a safer assessment.

The energy consumption in the world continues to increase, which makes energy saving measures important. In Sweden, where buildings account for a large part of total energy use, heat exchangers in ventilation are important to reduce energy consumption. However, Sweden's winters are often cold over large parts of the country, causing frost in the heat exchanger and high and uneven heating power requirements for ventilation units. The heating system in the building is required to manage the biggest power demand that may arise. From the ventilation unit, the greatest heating power requirement is arise in the event of frost conditions, as the power requirement from the heating coil increases during defrosting. By installing an accumulator tank together with the ventilation unit, the power requirement can be evened out. Power requirement for three different scenarios where the storage tank is used has been calculated. By using thermodynamic equations and measurements from Swegon counter flow heat exchanger results were accomplished. Optimal defrosting cycle times were evaluated by theory and equations. Other defrosting methods have been calculated to be compared to the solution with the accumulator tank. In a case with 600 litres per seconds supply and exhaust air flow, outdoor temperature at -10 ° C, the power requirement to the unit could be reduced by 67 % using an accumulator tank. An accumulator tank with a volume of 73 litres was required. By using an accumulator tank with the ventilation unit, investment costs could decrease by approximately 18 000 SEK when district heating is used as energy source. However, the solution with the storage tank will not be able to reduce district heating costs more than reduced flow cost for the district heating. If a heat pump I used approximately 95 000 SEK in investment cost could be saved when using an accumulator tank. Electricity cost could also be reduced but not much. Compared to other defrosting methods, the solution with accumulator tank will require the lowest power requirement for the ventilation unit, heat recover  most energy in the heat exchanger and at the same time create an even heat power requirement at frost conditions. / Energianvändningen i världen fortsätter öka vilket gör energisparåtgärder viktiga. I Sverige där byggnader står för en stor del av den totala energianvändningen är värmeväxlare inom ventilation viktiga för att minska energiförbrukningen. Dock är Sveriges vintrar ofta kalla över stora delar av landet vilket orsakar frostproblem i värmeväxlaren och högt och ojämnt värmeeffektbehov till ventilationsaggregat. Byggnadens värmesystem måste dimensioneras efter det största effektbehov som kan uppstå. Från ventilationsaggregatet sker det största värmeeffektbehovet vid frostförhållanden eftersom effektbehovet från värmebatteriet ökar vid avfrostning. Genom att installera en ackumulatortank tillsammans med ventilationsaggregatet skulle effektbehovet kunna jämnas ut. Effektbehov för tre olika scenarion där ackumulatortank används har beräknats. Det skedde genom användande av termodynamiska ekvationer och mätningar från Swegons motströmsvärmeväxlare. Tiden för hur lång avfrostningscykel som är optimal har utvärderas genom teori och ekvationer. Andra avfrostnings metoder har beräknats för att kunna jämföras med lösningen med ackumulatortank. I ett fall med till-och frånluftflöde på 600 l/s och dimensionerande utomhustemperatur på -10 °C kunde effektbehovet fram till aggregatet minskas med 67% genom att använda en ackumulatortank. En ackumulatortank med volymen 73 liter krävdes. Genom att använda en ackumulatortank tillsammans med ventilationsaggregatet kunde investeringskostnaden kunna minskamed cirka 18000 kr när fjärrvärme används som energikälla. Lösningen med ackumulatortank kommer dock inte kunna minska fjärrvärmekostnaden mer än att minska eventuell flödeskostnad för fjärrvärmen. Vid användande av bergvärmepump skulle cirka 95000 kr i investeringskostnad kunna sparas vid användande av ackumulatortank. Eleffektkostnaden kunde även minskas men relativt lite. Jämfört med andra avfrostningsmetoder kommer en lösning med ackumulatortank kräva lägst effektbehov till ventilationsaggregatet, återvinna mest energi i värmeväxlaren och samtidigt skapa ett jämt värmeeffektbehov under frostförhållanden.