En stor andel av Sveriges bostäder och lokaler är beroende av fjärrvärmeleveransen. Energimyndigheten i Sverige påtalar att störningar och avbrott i fjärrvärmevärmeleveransen kan leda till allvarliga konsekvenser för individer och samhällsviktiga funktioner. Höga krav ställs på fjärrvärmesystemen som förväntas kunna leverera en trygg energiförsörjning till alla kunder, oavsett tid på dygnet. En viktig åtgärd för att öka leveranskvaliteten i fjärrvärmesystem är att säkerställa tillgängligheten på produktionsanläggningar.   Energibolaget Sandviken Energi AB (SEAB) arbetar aktivt med frågeställningar som rör leveranssäkerhet i fjärrvärmesystem. SEAB har genom energikonsultbolaget FVB Sverige AB anlitat en praktiserande student för att undersöka hur leveranssäkerheten i Sandvikens fjärrvärmenät kan öka med hjälp av två externa samt en mobil panncentral. I studien riktades fokuset på prioriterade kunder, leveranskvalitet samt risker i fjärrvärmesystemet.   Tillvägagångssättet i studien karaktäriseras av en simulering och optimeringsstrategi till vilket beräkningsverktyget NetSim använts. Simuleringarna baserades delvis på bedömda risker i fjärrvärmenätet, framtagna i intervjuer med nyckelpersoner inom SEAB. Utifrån riskbedömningen har sex olika driftscenarier konstruerats och simulerats i ett flertal olika temperaturfall. Scenarierna representerar driften av produktionsenheterna och innehåller bland annat ett basscenario då alla produktionsenheter i nätet fanns tillgängliga. I resterande scenarier simulerades konsekvenserna av driftstörningar i anläggningens olika produktionsenheter.   Resultaten från studien visade på en fullgod värmeleverans i alla temperaturfall i fyra av sex driftscenarier. I två av driftscenarierna var den tillförda värmeeffekten för låg för att tillgodose kundernas behov fullt ut. En av slutsatserna som drogs var att när huvudproduktionen i nätet ej fanns tillgänglig, räckte inte värmeeffekten i nätet till för att försörja alla kunder vid alla temperaturfall. / A large proportion of Sweden's homes and premises depend on district heating delivery. The Swedish Energy Agency points out that disruptions and interruptions in district heating supply can lead to serious consequences for individuals and socially important functions. An important measure to increase the delivery quality in district heating systems is to ensure the availability of production facilities.    Through the energy consulting company FVB Sverige AB, Sandviken Energi AB (SEAB) has hired a practicing student to investigate how delivery security in Sandvikens district heating network can increase with the help of two external and a mobile boiler plant. The study focused on prioritized customers, delivery quality and risks in the district heating system.    The approach in the study is characterized by a simulation and optimization strategy for which the calculation tool NetSim has been used. The simulations were partly based on assessed risks in the district heating network, developed in interviews with key people within SEAB. Based on the risk assessment, six different operating scenarios have been constructed and simulated in a number of different temperature cases. The scenarios represent the operation of the production units and contain, among other things, a base scenario when all production units in the network were available. In the remaining scenarios, the consequences of operational disruptions in the plant's various production units were simulated.    The results from the study showed a satisfactory heat delivery in all temperature cases in four of six operating scenarios. In two of the operating scenarios, the added heat output was too low to fully meet customers' needs. One of the conclusions drawn was that when the main production in the network was not available, the heat output in the network was not sufficient to supply all customers in all temperature cases.

The objective of this study is to investigate the eect of dierent fuels on two uidized bed boiler systemsat the energy company Soderenergi's site in Igelsta, called IKV and IGV P3. Today, recovered wastewood (RWW) is the major fuel share fed into the boilers. However, with an insecure fuel supply in thefuture, other fuel types must be considered. Based on knowledge from previous fuel usage in the boilers,an evaluation of how other potential fuel mixtures may eect the operation is conducted. The additionalfuels considered in the fuel blends are; stem wood chips, cutter shavings, solid recycled fuel (SRF) andrubber.With elemental analysis of the fuels and established key numbers, the previous fuel mixtures are evaluated.The indications by the guiding parameters are compared with experienced problems and the formercondition of the boilers, and the risk limits for the key numbers are adjusted to a suitable level. Thepotential mixtures are evaluated with the key numbers and the updated limits. In addition to the keynumbers, the heavy metal concentration, the heating value, the moisture content and the ash content ofthe fuel blends are included in the evaluation. The considered damages in the boilers caused by the fuelblends are corrosion, sintering and fouling.The damage level from the current fuel usage for IKV and IGV P3 is fairly low. The results from theanalyzed fuel mixtures show an increased damage risk in the boilers. Additionally, adjustments of theboiler systems are required by some of the analyzed fuel mixtures. In general, the corrosion risk andthe heavy metal content will increase in comparison with today's fuel. The fouling and slagging are aswell expected to increase for the assessed fuel mixtures. Moreover, the result illustrates an increased ashgeneration, which demands a reconstruction of the ash cooling system for IKV. Furthermore, the increaseof LHV in the assessed fuel mixtures to IGV P3, is likely to require an increased capacity of the ue gasrecirculation pump.In the analysis of the potential fuel mixtures it is found that the corrosion risk expressed by the keynumbers is reduced with a higher share of rubber. The heavy metal content is, however, increased,leading to e.g. an enhanced risk for formation of eutectic salts, which as well are corrosive. On thecontrary, the fuel mixtures with a high risk expressed by the key numbers, have the lowest concentrationsof heavy metals. Due to the results are con icting, a balance between the risk indicated by the keynumbers and the heavy metal concentration must be considered in the evaluation. The fuel mixturesconsidered causing least damage to IKV are a mixture of 42% RWW, 48% wood fuel and 15% SRF, and amixture of 70% wood fuel, 20% SRF and 10% rubber. The fuel mixtures considered causing least damageto IGV P3 are a mixture of 85% RWW and 15% rubber and a mixture of 70% RWW and 30% SRF. / Syftet med studien var att undersoka branslets paverkan pa tva uidbaddpannor, IKV och IGV P3, hos energiforetaget Soderenergi. Idag ar det huvudsakliga branslet i dessa pannor returtra (RT). Med en standigtrorlig branslemarknad kravs kunskap av alternativa branslen. Baserat pa tidigare bransleanvandning,har paverkan fran potentiella bransleblandningar pa pannan undersokts. Utover returtra ar stamveds is,span, papper-plast-tra (SRF) och gummi med i de analyserade blandningarna.Med elementaranalyser pa branslen och etablerade nyckeltal utvarderades de tidigare anvanda branslena.Indikationen fran nyckeltalen ar jamford med upplevda problem och risknivaerna for nyckeltalen arandrade till passande nivaer. De framtida bransleblandningarna analyserades med hjalp av nyckeltalenoch de uppdaterade risknivaerna. Utover nyckeltalen analyserades tungmetallhalten, varmevardet, fukthaltenoch askhalten i bransleblandningarna. De pannskador orsakade av bransleblandningarna somundersokts ar korrosion, sintring och paslag.Det nuvarande branslet till IKV och IGV P3 ger en relativt lag skadeniva. Resultaten fran de analyseradebransleblandningarna visar att skaderisken i pannorna kommer att oka och forandringar av pannan kankomma att kravas. Generellt kommer korrosionsrisken och tungmetallinnehallet att oka i jamforelse meddagens bransle. Okat paslag och slaggning ar ocksa forvantat. Vidare visar resultatet att askproduktionenkommer att oka, vilket gor att IKVs kylsystem for bottenaskan kommer behovas byggas ut. LHV for deanalyserade bransleblandningarna for IGV P3 okar, vilket innebar att kapaciteten for returgas aktarnatroligen maste okas.I jamforelsen av de olika bransleblandningarna visas att korrosionsrisken, forutspadd av nyckeltalen,minskar med en hogre andel gummi. Daremot okar tungmetallinnehallet, vilket leder till en okad riskfor bildning av eutektiska salter, vilka ocksa ar korrosiva. Bransleblandningarna med en indikerad hogrisk av nyckeltalen, har tvartemot den lagsta koncentrationen av tungmetaller. Eftersom resultatenar motsagande, kravs en avvagning mellan riskerna indikerade av nyckeltalen och tungmetallshalten.De bransleblandningar som ar ansedda att vara minst skadliga for IKV ar en blandning av 42% RT,48% tradbransle och 15% SRF, och en blandning av 70% tradbransle, 20% SRF och 10% gummi. Debransleblandning som ar ansedda att vara minst skadliga for IGV P3 ar en blandning av 85% RT och15% gummi, och en blandning av 70% RT och 30% SRF.

The removal of electrostatic precipitator (ESP) ash by solving the ash in water constitutes an environmental problem if heavy metals, such as cadmium, present in the ash remain in the outgoing effluent streams. The ESP ash solution is alkaline, meaning cadmium is present as the insoluble salt Cd(OH)2, cadmium hydroxide. The aim of this work is to reduce the amount of cadmium released to water recipients from pulp mills by investigating different precipitation mechanisms in ESP ash/ water solutions. Solutions with different concentrations, pH and added process chemicals were prepared and the Cd content in the supernatant measured with atomic absorption spectroscopy. The Cd removal through precipitation reached the highest values when ESP ash concentrations were >150 g/l, pH was above 11.5 and the ash solution was allowed to precipitate for 24h. The addition of polymers was found to reduce needed precipitation time. The effect of concentration on Cd removal could be caused by maximum solubility for the Cd2+ ion being reached at roughly 100 g/l ash concentration. The need for higher pH values could be caused by Cd forming complex ions with other solutions at pH<11 and theoretical maximum Cd2+ ion concentration decreasing from pH 10 to pH 13. / Uttag av elfilteraska där askan löses i vatten utgör ett miljöproblem om tungmetaller i elfilteraskan, till exempel kadmium, finns kvar i det avloppsvatten som lämnar systemet. Elfilteraskan är basisk, vilket innebär att kadmium bildar det olösliga saltet kadmiumhydroxid, Cd(OH)2 när askan löses i vatten. Målet med detta examensarbete är att reducera mängden kadmium som släpps ut till vattenrecipienter från massabruk genom att undersöka fällningsmekanismer i vattenlösningar av elfilteraska. Lösningar med olika koncentration, pH och fällningstid förbereddes och kadmiumhalten i klarfasen mättes genom atomabsorptionsspektroskopi. Avskiljningsgraden för kadmium var som störst när koncentrationen >150 g/l, pH var över 11,5 och fällningstiden för hydroxidsalterna var 24h. Polymertillsats visades reducera nödvändig fällningstid. Koncentrationens påverkan på kadmiumhalt i klarfasen kan tänkas bero på att maximal koncentration för Cd2+-jonen nås vid ungefär 100 g/l koncentration. Högre pH-värden kan leda till att komplexbildning med andra joner i asklösningen, vilket sker vid pH<11, undviks. Den teoretiskt maximala lösligheten för Cd2+-jonen minskar från pH 10 till pH 13, vilket kan förbättra avskiljningsgraden.

Pappers- och massaindustrin är stor i Sverige och dess produkter konsumeras vid hög grad. Eftersom industrin är omfattande och energikrävande är det viktigt att energianvändningen kan optimeras så långt som möjligt. I detta examensarbete utförs en utredning gällande en sodapanna och dess utgående ångtemperatur.  Sodapannan tillhör Mondi Dynäs och utmaningen består i att ångtemperaturen ska ökas från pannan för att maximera energiproduktionen i turbinen, vilket förser hela fabriken med elektricitet och ånga. I dagsläget arbetar sodapannan vid ett tryck på 64,2 bar och 485°C. En ökning av temperaturen och därmed en ökning av entalpin kommer i sin tur möjliggöra ökad elproduktion. Syftet med arbetet är att ta fram förslag till åtgärder som kan implementeras för att öka den utgående ångtemperaturen, samt att lokalisera de komponenter som begränsar temperaturen.     Best Avaliable Techniques (BAT-villkor) för pappersproduktion beskriver hur en sodapanna kan effektiviseras gällande värmeöverförande ytor och elproduktion och dessa punkter användes som vägledning i studien. Med BAT och dess punkter om hur förbättringar kan implementeras samt uppgifter från Mondi Dynäs egna anställda kunde fokus läggas på överhettarna och dess design samt lasten på pannan.    Litteraturstudier utfördes gällande att effektivisera sodapannan och tyngden lades på materialval av överhettartuber för att motverka korrosion och designen av dem. Överhettaren står för 30% av värmeöverföringen och är avgörande för sluttemperaturen av ångan. Därefter gjordes beräkningar för att avgöra om sodapannan är lastad enligt design. Resultatet av studien visar att de föreslagna åtgärderna kan öka ångtemperaturen med 5% vilket motsvarar i en ökning av elproduktion motsvarande 20 miljoner kronor för spotpriset 2023. Studien fastställer även att tubmaterialen som idag används för överhettarna inte är optimala vilket påverkar värmeöverföringen och därmed utgående ångtemperatur, därför rekommenderas nya materialval. Svartlutstillförseln till pannan analyserades också med resultat att den är marginellt underlastad. / The paper and pulp industry is significant in Sweden, with its products being in high demand. Due to the extensive and energy-intensive nature of the industry, optimizing energy usage is crucial. This thesis focuses on investigating a recovery boiler and its outgoing steam temperature. The recovery boiler belongs to Mondi Dynäs, and the challenge is to increase the steam temperature from the boiler to maximize energy production in the turbine, which supplies electricity and steam to the entire factory. Currently, the recovery boiler operates at a pressure of 64.2 bar and 485°C. Increasing the temperature and consequently the enthalpy will enable increased electricity production. The objective of this work is to propose measures that can be implemented to increase the outgoing steam temperature and identify the components limiting the temperature.   The Best Available Techniques (BAT) for pulp production describe how a recovery boiler can be optimized in terms of heat transfer surfaces and electricity production. These points were used as guidance in the study. With BAT and input from Mondi Dynäs employees, the focus was placed on the superheaters and their design, as well as the load on the boiler.   Literature studies were conducted to enhance the recovery boiler, with emphasis on the material selection of superheater tubes to prevent corrosion and their design. The superheater accounts for 30% of heat transfer and is crucial for the final steam temperature. Calculations were then performed to determine if the recovery boiler is loaded according to design.   The results of the study indicate that the proposed measures can increase the steam temperature by 5%, corresponding to an increase in electricity production worth 20 million SEK for the spot price in 2023. The study also establishes that the currently used tube materials for the superheaters are not optimal, affecting heat transfer and the outgoing steam temperature. Therefore, new material choices are recommended. The black liquor supply to the boiler was also analysed, revealing a marginal underload.

No description available.

Energy usage in buildings is a main contributor to CO2 emissions and in order for the EU to reach the 2050 goal of carbon-neutrality, there is a great need to improve the energy efficiency in buildings, particularly commercial buildings that often are substantially overdesigned. Excess margins in the design process of building services result in an oversizing of these systems which has great environmental impacts, divided up as the operational and embodied carbon footprints. The heating and cooling system of an NHS Hospital in southern England was studied and modelled in order to identify whether the system was overdesigned and to quantify the oversizing’s carbon footprint, which was the aim of the study. The cooling system of the NHS Hospital was determined potentially oversized and the focus of the thesis was therefore on the cooling system. It included the chillers that provide cooling, and the associated adiabatic coolers that provide heat rejection, as well as the affiliated pumps. The carbon footprint of this system was quantified, based on the operational energy use, the current grid carbon factor, environmental performance evaluations of units, observations and assumptions, and its cooling capacity was compared to the demand of the hospital. An optimised alternative was developed through analysis of the current system and its capacity, and the demand at the site, as well as based on the learnings of the background research. The system was designed to consist of smaller chillers and a reduced pumping system, to more correctly match the cooling demand. The optimised system was also modelled, its capacity compared to the demand, and its carbon footprint quantified. A future estimation of the two systems’ carbon footprints was calculated for year 2035, based on a projected grid carbon factor. The systems’ setups and carbon footprints were then compared for the current and projected scenarios, and the results discussed, also in regard to mitigation strategies that could lead to a reduction of oversizing and lower the environmental impacts. The results indicate that the yearly carbon footprint difference for the current scenario was approximately 539 tonnes CO2 eq, which was 43% greater than the optimised system’s carbon footprint. Whereas the yearly difference for the projected scenario was estimated to approximately 562 tonnes CO2eq, which was 752% greater than the optimised system’s carbon footprint in a possible future. This demonstrates the great environmental impact caused by the oversizing of cooling systems. The current system’s embodied carbon footprint was estimated to 3.3% of the total carbon footprint for the current scenario, and 4.8% for the projected scenario. Whereas the optimised system’s embodied carbon footprint was estimated to 1.5% for the current scenario, and 8.6% for the projected scenario. This demonstrates the large share of the embodied carbon footprint of the current, oversized system, compared to the optimised system that is sized more correctly for the cooling demand. Furthermore, it shows the anticipated raised proportion of the embodied carbon footprint of a product or system’s total future carbon footprint, since it increases for both the systems with time. The elevated share of the embodied carbon footprint in the future raises the need to address this factor and make it a priority. The key to a correctly sized system that meets the demand was determined to be precise calculations of the requirements and the elimination of excess margins that lack quantifiable justification. This results in an improved environmental performance where the system operates at its optimum level. The stakeholders’ involvement and influence throughout a transparent design process with clear communication, and incentives that provide financial aid to appropriately sized systems, as well as environmental impact evaluations of products, among others, are essential factors with major influence on the outcome. These elements are considered crucial for the reduction of the excess carbon footprint caused by the oversizing of building service systems. / Byggnaders energianvändning är en markant bidragande faktor till koldioxidutsläppen, och för att EU ska kunna nå målet att vara klimatneutral år 2050 finns det ett stort behov av att förbättra energieffektiviteten i byggnader, särskilt kommersiella byggnader som ofta är väsentligt överdesignade. Överskottsmarginaler i designprocessen av byggnadstjänster resulterar i en överdimensionering, som har en enorm miljöpåverkan, vilken delas upp som det operativa och det inneslutna klimatavtrycket. Studiens syfte var att studera och modellera värme- och kylsystemet på ett sjukhus i södra England för att identifiera om systemet var överdimensionerat, och för att kvantifiera dess klimatavtryck. Sjukhusets kylsystem bedömdes vara potentiellt överdimensionerat och studiens fokus var därför på kylsystemet. Det inkluderade kylarna som ger kylning och de anknutna adiabatiska kylarna som ger värmebortförsel, samt de tillhörande pumparna. Klimatavtrycket för systemet kvantifierades, baserat på den operativa energianvändningen, den nuvarande koldioxidfaktorn för elnätet, miljöutvärderingar av enheter, observationer och antaganden, och dess kylkapacitet jämfördes med sjukhusets behov. Ett optimerat alternativ utvecklades genom analys av det nuvarande systemet och dess kapacitet, och behovet på platsen, samt baserat på lärdomarna i litteraturforskningen. Systemet var utformat för att bestå av mindre kylare och ett reducerat pumpsystem för att bättre matcha kylbehovet. Även det optimerade systemet modellerades, dess kapacitet jämfördes med behovet, och dess klimatavtryck kvantifierades. En framtida uppskattning av de två systemens klimatavtryck beräknades för år 2035, baserat på en prognostiserad koldioxidfaktor för elnätet. Systemens uppsättningar och klimatavtryck jämfördes för de nuvarande och framtida scenarierna, resultaten diskuterades sedan, även med avseende på mildringsstrategier som kan leda till en reducering av överdimensionering och minskad miljöpåverkan. Resultaten indikerar att den årliga skillnaden i klimatavtrycket för det nuvarande scenariot var cirka 539 ton koldioxidekvivalenter, vilket var 43% större än det optimerade systemets klimatavtryck. Medan den årliga skillnaden i klimatavtrycket för det framtida scenariot uppskattades till cirka 562 ton koldioxidekvivalenter, vilket var 752% större än det optimerade systemets klimatavtryck i en eventuell framtid. Detta visar på den stora miljöpåverkan som orsakas av överdimensionerade kylsystem. Det nuvarande systemets inneslutna klimatavtryck beräknades till 3.3% av det totala klimatavtrycket för det nuvarande scenariot, och 4.8% för det framtida scenariot. Medan det optimerade systemets inneslutna klimatavtryck för det nuvarande scenariot var 1.5%, och 8.6% för det framtida scenariot. Detta demonstrerar den stora andelen inneslutet klimatavtryck i det nuvarande systemet, jämfört med det optimerade systemet som är bättre anpassat för kylbehovet. Dessutom visar det som förväntat den ökade andelen inneslutet klimatavtryck för en produkts eller ett systems totala klimatavtryck i framtiden, eftersom båda systemens inneslutna klimatavtryck visade på en framtida ökning. Den framtida ökade andelen inneslutet klimatavtryck väcker behovet av att itu med denna växande faktor och göra den till en prioritering. Nyckeln till ett system med korrekt storlek, vars kapacitet möter behovet, bestämdes vara exakta beräkningar av kraven och frånvaron av överskottsmarginaler som saknar kvantifierbar motivering. Detta resulterar i en förbättrad miljöprestanda där systemet fungerar på sin optimala nivå. Berörda parters engagemang och inflytande genom en transparent designprocess med tydlig kommunikation, och incitament som ger ekonomiskt stöd till system av korrekt dimensionering, samt miljökonsekvensbedömningar av produkter, är några av de viktigaste faktorerna med stort inflytande på slutresultatet. Dessa element bedöms vara avgörande för att minska överskottet av klimatavtrycket som orsakas av en överdimensionering av byggnadstjänster.

The content of diploma thesis is a solution for heating and warm water preparation with application of an experimental measuring. My experimental measuring is experimental block. The block unifies parts of heating in boiler room in one system. The main object of this diploma was to learn to control the block and to measure important working status. In the second part was applied in first variant normal connection of boiler and in second variant was applied the block. The teoretical part is description of normal connection of boiler and development from other block systems to experimental block.

This thesis theoretically in Part A deals with the solution in savings heating building and heating hot water. It examines the impact of austerity measures on the overall need for and consumption of heat energy and its economic impact and compared with each other in order to achieve maximum efficiency. Part B is their subsequent application to a given object - a residental building, various design alternatives and the resulting energy savings improvements. Experimental Part C deals with indirect measurement of the thermal conductivity of building materials.

På uppdrag från Umeå Energi AB ska två av deras rostereldade värmepannor (panna 6 och 7) undersökas med avseende på pannverkningsgraden. Umeå Energi genomför i dagsläget månadsvisa kontroller av pannverkningsgraden beräknade med den direkta metoden. Denna beräkningsmetod är dessvärre ganska otillförlitlig, vilket medför att en noggrannare undersökning av pannverkningsgraden krävs. Av denna anledning så beräknades pannverkningsgraden med den indirekta beräkningsmetoden, vilket resulterade i ett mer tillförlitligt resultat där även pannans förlustfaktorer bestämdes. Pannverkningsgraden beräknades och analyserades med hänsyn till de ingående förlustfaktorerna vid samma nyttiga effekt för båda pannorna. För att genomföra detta arbete så undersöktes först de rådande standarderna inom området, detta för att välja ut den mest lämpliga standarden för detta arbete beträffande kriterier och viktiga beräkningsfaktorer. De viktigaste provtagningarna och analyserna som dessa standarder berörde gällde bränsle, aska och rökgaser. För att genomföra alla provtagningar skapades ett provtagningsschema. Provtagningarna genomfördes på båda pannorna vid två olika provtagningstillfällen, därefter skickades proverna på analys och pannverkningsgraden kunde sedan beräknas.Resultatet som detta arbete resulterade i är att panna 6 har något högre pannverkningsgrad än panna 7, 89,3 respektive 82,8 %. Detta medför att förlustfaktorerna står för 10,7 samt 17,2 % för panna 6 respektive panna 7, där den överlägset största förlustfaktorn är rökgasförlusterna. Denna förlustfaktor beror till stor del på rökgasernas temperatur och fukthalt. Rökgasförlusterna uppgår till 9,5 samt 16,3 % på panna 6 respektive panna 7. Därefter i storleksordningen kommer askförlusterna för panna 6 (0,8 %) och värmeförlusterna för panna 7 (0,5 %). Både värmeförlusterna och askförlusterna för panna 6 respektive panna 7 uppgår till en förlustfaktor på 0,3 %. Den minsta förlustfaktorn är oförbränt i gasfas (CO) som ligger mellan 0–0,1 % för panna 6 och panna 7, detta tyder på låga halter av kolmonoxid och oförbränt i rökgaserna.De effektiviseringsförslag som detta arbete ledde fram till var att minska fukthalten och temperaturen på de utgående rökgaserna, detta genom att installera en rökgaskondenseringsanläggning som sänker rökgastemperaturen ytterligare och kondenserar ut mer fukt från rökgaserna. Detta realiseras genom att sänka kondensattemperaturen i rökgaskondenseringsanläggningen antingen genom lägre returledningstemperatur på fjärrvärmen som värmeväxlas mot kondensatet eller via en värmepump placerad mellan fjärrvärmereturen och kondensatet som arbetar med en lägre drifttemperatur än fjärrvärmen. Ett annat effektiviseringsförslag är att förbättra bränslehanteringen genom att torka bränslet innan de matas in i pannan. Slutligen skulle också en mer frekvent uppföljning av bränsleparametrar såsom värmevärde vara ett möjligt effektiviseringsförslag. Alla dessa förslag kräver dessvärre en ekonomisk och tekniskt utredning för att avgöra om dessa effektiviseringsförslag är ekonomiskt försvarbara samt tekniskt genomförbara. / On behalf of Umeå Energi AB, two of their grate fired heating boilers (boiler 6 and 7) was evaluated with respect to boiler efficiency. Currently these boiler efficiency calculations is carried out monthly by the input-output method. This calculation method is unfortunately rather unreliable, which means that a more exact examination of the boiler efficiency is required. For this reason, the boiler efficiency was calculated using the energy balance method, which gives more reliable results and also evaluates the boiler losses. Boiler efficiency was calculated and analysed with respect to the boiler losses at approximately the same useful effect for both the boilers.To perform this work the leading standards in the field were examined, which was done in order to evaluate the most appropriate standard with regard to criteria and important calculation factors. The most important samples and analyses that these standards was concerned with was fuel, ash and flue gas. To conduct all sampling, a sampling plan was created. All samplings was performed on both boilers at two sampling occasions, the samples were then sent for analysis and the boiler efficiency could then be calculated.The result from this work shows that boiler 6 has slightly higher boiler efficiency than boiler 7, 89.3 and 82.8% respectively. As a result, the boiler losses total up to 10.7 and 17.2% for boiler 6 and 7 respectively, where the flue gas losses constitutes the largest losses. The flue gas losses depends largely on the temperature of the flue gases and the moisture content. Flue gas losses sums up to 9.5 and 16.3% on boiler 6 and 7 respectively. The second largest boiler loss is ash losses on boiler 6 which sums up to 0.8% and heat losses on boiler 7 which sums up to 0.5%. The heat losses on boiler 6 and the ash losses on boiler 7 both sums up to a boiler loss of 0.3 %. The smallest loss factor is unburned in gas phase (CO) and is between 0–0.1% for boiler 6 and boiler 7, this suggests low levels of carbon monoxide and unburned in flue gases.The efficiency proposals this work resulted in was to reduce the moisture content and temperature of the outgoing flue gases, this by installing a flue gas condenser, which lowers the temperature further and condenses out more moisture from the flue gases. This is realized by reducing the flue gas condensate temperature either through lowering district heating return temperature which exchange heat with the flue gas condensate or through a heat pump that is placed between the district heating return and flue gas condensate which operates at a lower temperature than the district heating. Another efficiency proposals is to improve the fuel handling by drying the fuel before being fed into the furnace. Finally, also a more frequent follow up of the fuel parameters such as calorific value would be a possible efficiency proposal. All of these proposals require unfortunately economic and technical investigation to determine whether these efficiency proposals are economically viable and technically feasible.

Cette thèse porte sur le développement d’un cogénérateur résidentiel constitué d’un générateur linéaire asynchrone entraîné par deux moteurs Stirling fonctionnant en mode ‘piston libre double effet’. Les critères caractérisant un tel cogénérateur sont décrits ainsi que ses différents modes d’utilisation dans le domaine résidentiel. Les différentes technologies sont passées en revue.Les équations de la mécanique sur lesquelles se fondent le contrôle du couplage thermoélectrique du cogénérateur et sa stabilité y sont définies. Le générateur électrique est modélisé en vue de calculer les grandeurs électriques des équations à bobines couplées et les grandeurs du schéma électrique équivalent, ce schéma permet d’inverser le modèle.Les résultats des modèles analytiques sont validés par des mesures faites sur des maquettes spécialement conçues. Une étude paramétrique de la structure du générateur a permis d’optimiser ses performances. Les équations de la mécanique et le modèle électrique sont utilisés pour poser les bases d’une optimisation ‘système’ du cogénérateur. / This thesis focuses on the development of a residential cogenerator which consists of a linear induction generator driven by two Stirling engines, free-piston double-acting operating mode. The criteria characterizing such cogenerator are described and its various modes of use in the residential sector. The various technologies are reviewed.The equations of mechanics that underlie the control of the coupling of thermoelectric cogeneration and stability are defined.The electric generator is modeled to calculate the electrical coil coupled equations and the magnitudes of the equivalent circuit, this scheme allows us to reverse the pattern. The results of analytical models are validated by measurements on specially designed models. A parametric study of the structure of the generator has optimized its performances. The equations of mechanical and electrical model are used to lay the groundwork for optimization of all the cogenerator, considered as a system.