In the development of society towards renewable energy sources, the target in Sweden is 100% energy supply from renewable energy sources by the year 2040. This requires increased energy production from renewable, but also energy optimization of existing buildings. The housing and service sector which includes households and the public services account for about 40 % of Sweden’s total energy use. It is estimated that preschools and schools have an area of 35 million m² which have an energy savings potentials of 0,7-1 TWh in the electricity consumption and 0,9 TWh in energy use for heating. With regard to energy optimization, it is not only interesting to investigate a buildings total energy use on an annual or monthly basis, but also on shorter time intervals such hourly energy use, because of the uneven energy production of some renewable energy sources such as solar and wind. The purpose of this work is to study the energy usage for some of Västerås preschools and schools, and on the basis of it propose some energy optimization actions. To achieve this a literature study has been carried out to get knowledge about how energy usage is at preschools and schools, as well as to gain insight into what actions are appropriate to perform and how they savings look like. Other than that four objects has been studied, two preschools and two schools, one of each kind were chosen amongst those with the highest energy usage among Västerås city’s preschools and schools and one of each kind amongst those with the lowest usage. The annual energy usage have been calculated and been compared to the actual usage, and the monthly and hourly energy usage for district heating have been studied as well as the electricity usage along the day for different periods. The studied periods and energy usage shows that the energy usage, both for the monthly and hourly,  for the district heating moves with regards to the outdoor temperature with some exceptions. As for the electricity usage it shows that the energy usage is even with some exceptions and there is a difference between different outdoor temperature intervals. Some conclusions could be drawn among others that the objects with higher energy usage where older buildings and the objects with lower energy usage where newer ones. There are some energy optimizations actions for the objects which would lower the energy consumption, both for district heating and electricity usage.

This thesis investigates the feasibility and benefits of integrating Thermochemical heat Storage (THS) into a CHP (Combined Heat and Power) plant. A case study is done for the CHP-plant in Sala, Sweden, with a maximum heat output of 20.9 MW and maximum electricity output of 9.6 MW. The THS type considered is calcium oxide in a hydroxide system. The fluctuations in electricity price for years 2020, 2030 and 2040 are considered and low-price electricity is used as a charging source for THS. During charging the superheated steam (endothermic reaction) is used to cover some of the district heating demand. The high temperature discharge from the THS is used as reheat in the Rankine cycle. The operations are modeled in Ebsilon and optimization is done in MATLAB using genetic algorithm with the objective to achieve maximum annual revenue. The results suggest that it is not feasible to introduce THS with electricity as a charging source in year 2020, but in 2030 and 2040 THS shows promising potential. The biggest increase in revenue comes from reduced fuel consumption, and, to a lesser extent, increased income from electricity. It is concluded that Calcium hydroxide is a promising candidate for integration into CHP during large electricity price fluctuation. The main drivers for the feasibility of this combination are high fuel price and large fluctuations of electricity price.

Fjärrvärmen utgör idag ungefär 12 % (48 TWh) av Sveriges totala energianvändning. Starka argument att använda fjärrvärme för att tillgodose bostäders och lokalers värmebehov är möjligheten att använda olika bränslen av skiftande pris och kvalitet, den goda verkningsgraden en centraliserad värmeanläggning erhåller samt fördelen med att kombinera produktionen av el och värme. Halmstad energi och miljö (HEM), förser Halmstad och närområdet med fjärrvärme och total mängd producerad energi uppgick 2009 till 596 GWh. Avfall och biobränsle utgör den största produktionsandelen men även industriell spillvärme samt mindre mängder olja och naturgas används för att framställa värme. Konkurrenssituationen för fjärrvärme är på många orter i det närmsta monopolistisk där en stor aktör äger hela marknaden. Det är viktigt att förbättra fjärrvärmesystemet för att i framtiden behålla dess konkurrenskraft. Följande rapport utreder och beskriver åtgärder för att göra ett redan befintligt fjärrvärmesystem mer effektivt. Utifrån möten med personal på HEM har tio punkter presenterats, vilka utvärderar olika delmoment i Halmstads fjärrvärmesystem. Utifrån dessa punkter presenteras en ”kvalitetsstämpel” vilken beskriver hur väl HEM:s fjärrvärmesystem fungerar inom respektive delområde. Slutsatsen av rapporten visar att förbättringspotential ur en energieffektiv synvinkel är möjlig men att de ekonomiska fördelarna är få. / District heating constitutes about 12 % (48 TWh) of the total energy usage in Sweden. Arguments for utilize district heating to provide housings and premises with heat are the possibility to use different kinds of fuels with various prices and quality, the good efficiency a centralized heating plant gives and the benefits of produce electricity and heat at the same time. The energy company HEM supplies Halmstad and surrounding area with district heating and the produced amount of energy 2009 was 596 GWh. Waste and bio fuels constitutes the largest part of produced energy but also industrial lost heat and small amounts of oil and natural gas are used to produce heat. The competitive situation for district heating is in many places close to monopolistic because only one major participant owns the market. It is important to improve a district heating system to maintain it’s ability to be competitive in the future. The following report investigates and describes interventions to make an already existing district heating system more efficient. From meetings with personnel, ten items has been presented evaluating different elements in the district heating system of Halmstad. These elements also give a view of how well HEM:s district heating system works in different areas. The conclusion of this report shows that the potential of a more energy efficient system is possible but the economical benefits are few.

This project investigates the relationship between energy efficiency measures in the Swedish building stock and different price schemes based on energy prices. Data from different categories was gathered and used in a regression model. They were based on what type of pricing and fees that are behind the energy prices for electricity and district heating. These predictors were used to get an equation of the temperature corrected energy use which can be linked to how much energy efficiency measures have been implemented over the investigated time period. The result for the main equation, that includes all the studied building types, indicated that it is possible to predict energy efficiency measures with different price schemes,and therefore it is possible to increase the rate at which measures are implemented. It showed that there is a negative relationship between energy consumption and theprice of energy from district heating. If the price of district heating increases the temperature corrected energy use decreases. The other relationships between predictors and the dependent variable were positive. It also described the geographical location as a statistically significant variable, regarding all climate zones in Sweden.

Improving energy performance of existing buildings is an important part in decreasing energy use and in turn reduce the greenhouse gas emissions caused by human activity and the primary energy use. To be able to evaluate how energy refurbishment influences the greenhouse gas emissions and the primary energy use a wider system perspective is needed that puts the building in its context. This thesis deals with energy refurbishment packages performed on multi-family buildings within district heated areas and how they influence greenhouse gas emissions and primary energy use when the district heating use is altered. A simulated building is used to evaluate several energy refurbishment packages. The results are used as input data for models of district heating systems to cost optimize the district heating production. The results from the cost optimization are used to evaluate the impact on greenhouse gas emissions and primary energy use. The results show a difference between measures that saves district heating without increasing the use of electricity and measures that increases the use of electricity while district heating is saved. For example, a building refurbishment package including only building envelope improvements saves the same amount of district heating as a package including only mechanical ventilation with heat recovery. Despite this, the emissions of greenhouse gases and the use of primary energy is to a greater extent reduced in the first package because the use of electricity remains unchanged. Comparing energy refurbishment packages performed on the same building, but within different district heating systems, show the importance of the design of the district heating system. Depending on the fuel types used and to which extent electricity is co-produced in the district heating system, the results of implementing the energy refurbishment packages vary. The largest reduction of greenhouse gases and primary energy use occurs when a refurbishment package is performed on a building in a district heating system with high share of biofuel and no electricity production. / Att förbättra energiprestanda hos befintliga byggnader är en viktig del i arbetet med att minska energianvändningen och i sin tur minska utsläpp av växthusgaser orsakade av mänsklig aktivitet samt att minska användningen av primärenergi. För att kunna utvärdera hur energieffektivisering av byggnader påverkar växthusgasutsläpp och primärenergianvändning behövs ett brett systemperspektiv som sätter byggnaden i sitt sammanhang. Denna avhandling handlar om hur paket av energieffektiviseringsåtgärder som utförs på flerfamiljshus inom fjärrvärmeuppvärmda områden påverkar växthusgasutsläpp och primärenergianvändning när fjärrvärmeanvändningen förändras. Resultaten visar på skillnader mellan åtgärder som sparar fjärrvärme utan att öka användningen av el och åtgärder som ökar användningen av el medan fjärrvärme sparas. Till exempel sparar ett energieffektiviseringspaket som endast omfattar byggnadsskalsförbättringar samma mängd fjärrvärme som ett paket som endast omfattar installation av mekanisk ventilation med värmeåtervinning. Trots detta minskar utsläppen av växthusgaser och användningen av primärenergi i större utsträckning i det första paketet på grund av att elanvändningen förblir oförändrad. Vikten av fjärrvärmesystemets utformning visas då en byggnad där olika energieffektiviseringspaket testats, flyttas runt till olika fjärrvärmesystem. Beroende på vilka bränsletyper som används och i vilken utsträckning som el produceras i fjärrvärmesystemet så varierar resultaten. Den största minskningen av växthusgaser uppstår när ett renoveringspaket utförs på en byggnad i ett fjärrvärmesystem med hög andel biobränsle och ingen elproduktion.

Idag produceras en stor del av grönsakerna som konsumeras i Sverige utomlands och transporteras till butiker och konsumenter i Sverige. Anledningen att Sverige idag inte producerar tomater, grönsaker och sallad med mera året runt är för att energianvändningen till att hålla växthusen varma under vinterhalvåret är stor och medför stora kostnader. I Borlänge och flera andra städer finns det stora industrier som genererar stora mängder värmeenergi som inte kan utnyttjas internt. Denna värme kan tas till vara och användas där värme med lägre temperatur är gångbar och kallas då för restvärme eller spillvärme. Syftet med denna studie är att ta reda på om det är möjligt att eliminera värmeförlusterna ut genom taket på ett växthus med hjälp av lågtempererat vatten. Metoden som används i denna studie är experiment i en klimatkammare där en växthusmodell monteras och används. I klimatkammaren kan test utföras för att efterlikna en vintersituation, temperaturer för varm och kall sida kan ändras efter önskad situation.Resultatet från denna studie visar att det är möjligt att med ett massflöde av varmvatten, 0,013kg/s.m2, och en temperatur som är under 40 ̊ C mellan dubbelskiktad plastfolie täcka värmeförluster genom växthusets takskikt. För den testade modellen som är tänkt att simulera en verklig situation vid -20 ̊ C utomhustemperatur så var 5,3 ̊ C temperaturskillnad mellan medelvattentemperatur och inomhustemperatur tillräcklig med diskmedeltillsats. Resultatet utan diskmedeltillsats var 9,5 ̊ C temperaturskillnad mellan medelvattentemperatur och inomhustemperatur. För ett venlo-växthus som är kvadratiskt och 10 000 m2 så har man då eliminerat majoriteten av växthusets värmeförluster.Det är även möjligt att värma växthuset med detta system men värmeförluster från vattnet ut genom taket blir orimligt mycket större än den nyttiga värme det tillför växthuset. För att täcka resterande värmeförluster är det då nödvändigt att komplettera med annat uppvärmningssystem. Studien visar även att man genom att bryta varmvattnets ytspänning, genom att tillsätta diskmedel, kan göra att vattnet täcker en större del av plastens yta och därmed få en större värmeöverföring. Med en blandning av 0,21 % diskmedel i vattnet så kan vatten med lägre temperatur användas för att uppnå samma resultat som med rent vatten med en högre temperatur. / Today, a large part of the vegetables consumed in Sweden are produced abroad and transported to shops and consumers in Sweden. The reason that Sweden today does not produce tomatoes, vegetables and lettuce etc. all year round is because the energy use to keep the greenhouses warm during the winter months is large and entails large costs. In Borlänge and several other cities, there are large industries that generate large amounts of heat energy that cannot be used internally. This heat can be used and used where heat with a lower temperature is acceptable and is then called residual heat or waste heat. The purpose of this study is to find out if it is possible to eliminate heat losses out through the roof of a greenhouse with the help of low-temperature water. The method used in this study is experiments in a climate chamber where a greenhouse model is mounted and used. In the climate chamber, tests can be performed to mimic a winter situation, temperatures for hot and cold side can be changed according to the desired situation. The results from this study show that it is possible to cover heat losses through the roof layer of the greenhouse with a mass flow of hot water, 0.013 kg/s.m2 and a temperature that is below 40 ̊ C between double-layered plastic foil. For the tested model, which is intended to simulate a real situation at -20 ̊ C outdoor temperature, the 5.3 ̊ C temperature difference between average water temperature and indoor temperature was sufficient with detergent additive. The result without detergent additive was a temperature difference of 9.5 ̊ C between average water temperature and indoor temperature. For a venlo greenhouse that is square and 10,000 m2, the majority of the greenhouse's heat losses have been eliminated.It is also possible to heat the greenhouse with this system, but heat losses from the water out through the roof will be unreasonably much greater than the useful heat it adds to the greenhouse. To cover the remaining heat losses, it is then necessary to supplement with another heating system. The study also shows that by breaking the surface tension of the hot water, by adding detergent, you can make the water cover a larger part of the surface of the plastic and thus get a greater heat transfer. With a mixture of 0.21% detergent in the water, water with a lower temperature can be used to achieve the same results as with pure water with a higher temperature.

Syftet med det här examenarbetet har varit att analysera ett flerbostadshus som redan har energieffektiviserats med vanliga energieffektiviseringsåtgärder för att ytterligare installera andra energiåtgärder som är lönsamma och kan minska den inköpta energin.Bygg- och fastighetssektorns står för ungefär 40% av energianvändningen i Sverige. En stor del av denna energianvändning går det att minska genom att utföra energieffektiviseringsåtgärder på befintliga byggnader. Sverige har ett miljömål som är att nå ett nettoutsläpp år 2045 och bostadssektorn har en stor potential för att underlätta att Sverige når sitt energimål. Vanliga energieffektiviseringsåtgärder i flerbostadshus är bland annat fasad- och vindisolering, fönsterbyte och att installera mer energieffektiva ventilationssystem och belysningar. Exempelhuset har redan fått vindisolering, fasadputsning, treglasfönster, energieffektiva LED-lampor och en ny undercentral. Detta har resulterat i en specifik energianvändning som låg på ca 108 kWh/m2 år 2020. I Sverige ligger den genomsnittliga specifika energianvändningen på flerbostadshus ca 134 kWh/m2. För att få ner den specifika energianvändningen ännu mer har fyra andra energieffektiviseringsåtgärder undersökts och analyserats med avseende på sina energibesparingspotentialer och lönsamheter. De valda åtgärderna är en solvärmeanläggning, en solcellanläggning, snålspolande armaturer och en spillvattenvärmeväxlare (Ekoflow). Den specifika energianvändningen har gått ner till 90 kWh/m2 efter dessa energibesparingsåtgärder har utförts. Det visade sig att de snålspolande armaturerna, solcellanläggningen och solvärmeanläggningen är lönsamma. Däremot visade resultatet att spillvärmeväxlaren (Ekoflow) inte är lönsam. Men genom att paketera alla åtgärder har det lyckats att uppfylla lönsamhetskravet och att få en gemensam internränta som är högre än kalkylräntan. Kalkylräntan antas vara 5 % och internräntan har beräknats 6,45 %.Lönsamheten är förstås beroende på framtida energipriser såsom fjärrvärme-och elpriser. På energimarknaden kostar en kWh el ca 1,82 kr och en kWh värme ca 0,847 kr för konsumenter. Med hjälp av annuitetskalkyl har kostnaden för en kWh som alstras genom solvärmeanläggning och solcellanläggningen beräknats. För solvärme kostar 0,75 kr/kWh och för solel kostar 1 kr/kWh. Detta är fast pris under 30 år, alltså under kalkyltiden och denna energi är billigare jämfört med energin på marknaden. / The purpose of this thesis was to analyse an apartment building that has already been implemented with standard energy efficiency measures to further install other energy efficiency measures that are profitable and can reduce the purchased energy.The building sector is responsible for about 40 percent of energy use in Sweden. A large part of this energy use can be reduced by installing energy efficiency measures on existing buildings. Sweden has an environmental goal which is to reach a net emission by 2045 and the building sector has great potential to facilitate for Sweden to reach its energy goal.Common energy efficiency measures for multi-family buildings include insulation of external walls and attic insulation, window replacement, installing more energy-efficient ventilation systems and upgrading the lighting system. The example house has already received an attic insulation, facade plastering, triple-glazed windows, energy-efficient LED lamps and a district heating substation. This has resulted in a specific energy use that was 108 kWh / m2 in 2020 and in Sweden the average specific energy use is 134 kWh / m2 in apartment buildings.To reduce more the specific energy use, 4 energy efficiency measures have been investigated to be able to assess their potential of energy use reduction and profitability. These measures are a solar heating system, a photovoltaic system, Energy-efficient taps, and a wastewater heat exchanger (Ekoflow). The specific energy consumption has decreased to 90 kWh / m2 after these energy saving measures have been implemented. It turned out that the Energy-efficient taps, the photovoltaic system, and the solar heating system are profitable and Ekoflow is not profitable. But by collecting all measures in a package, it has been succeeded to fulfil the profitability requirement and to obtain a common internal rate of return which is higher than the discount rate. The discount rate is assumed to be 5% and the internal rate of return has been calculated at 6.45%.Profitability is dependent on future energy prices such as district heating and electricity prices. The market price is one kWh of electricity about 1.82 SEK and one kWh of heat costs about 0.847 SEK. Using an annuity calculation, the cost for a kWh obtained through a solar heating system and the solar cell system has been calculated. For the solar collector is calculated 0.75 SEK / kWh, and for the photo voltaic become 1 SEK / kWh. It will be a fixed price during the calculation period which is 30 years, and that means that this energy is cheaper than the energy on the market.

The aim of this master's thesis is elaborating energy audit within current notice 480/2012. The first part of master's thesis deals about history of distrit heating, methods of connection handover, advantages and disadvantages of district heating.The second part analyses consuption energy of assessing bulding. The third part is energy audit.

Subject of this thesis is district heating and heating network model design. Firstly, it de-scribes basic principles of heat supply and its elements. Secondly, computational model of heating network is created based on grid map of the network. The model contains proposed pipeline system and calculation of heat and pressure losses. Lastly, price map for heat con-sumption points, in dependence on heat losses, is presented.

Improving energy performance of existing buildings is an important part in decreasing energy use and in turn reduce the greenhouse gas emissions caused by human activity and the primary energy use. To be able to evaluate how energy refurbishment influences the greenhouse gas emissions and the primary energy use a wider system perspective is needed that puts the building in its context. This thesis deals with energy refurbishment packages performed on multi-family buildings within district heated areas and how they influence greenhouse gas emissions and primary energy use when the district heating use is altered. A simulated building is used to evaluate several energy refurbishment packages. The results are used as input data for models of district heating systems to cost optimize the district heating production. The results from the cost optimization are used to evaluate the impact on greenhouse gas emissions and primary energy use. The results show a difference between measures that saves district heating without increasing the use of electricity and measures that increases the use of electricity while district heating is saved. For example, a building refurbishment package including only building envelope improvements saves the same amount of district heating as a package including only mechanical ventilation with heat recovery. Despite this, the emissions of greenhouse gases and the use of primary energy is to a greater extent reduced in the first package because the use of electricity remains unchanged. Comparing energy refurbishment packages performed on the same building, but within different district heating systems, show the importance of the design of the district heating system. Depending on the fuel types used and to which extent electricity is co-produced in the district heating system, the results of implementing the energy refurbishment packages vary. The largest reduction of greenhouse gases and primary energy use occurs when a refurbishment package is performed on a building in a district heating system with high share of biofuel and no electricity production. / Att förbättra energiprestanda hos befintliga byggnader är en viktig del i arbetet med att minska energianvändningen och i sin tur minska utsläpp av växthusgaser orsakade av mänsklig aktivitet samt att minska användningen av primärenergi. För att kunna utvärdera hur energieffektivisering av byggnader påverkar växthusgasutsläpp och primärenergianvändning behövs ett brett systemperspektiv som sätter byggnaden i sitt sammanhang. Denna avhandling handlar om hur paket av energieffektiviseringsåtgärder som utförs på flerfamiljshus inom fjärrvärmeuppvärmda områden påverkar växthusgasutsläpp och primärenergianvändning när fjärrvärmeanvändningen förändras. Resultaten visar på skillnader mellan åtgärder som sparar fjärrvärme utan att öka användningen av el och åtgärder som ökar användningen av el medan fjärrvärme sparas. Till exempel sparar ett energieffektiviseringspaket som endast omfattar byggnadsskalsförbättringar samma mängd fjärrvärme som ett paket som endast omfattar installation av mekanisk ventilation med värmeåtervinning. Trots detta minskar utsläppen av växthusgaser och användningen av primärenergi i större utsträckning i det första paketet på grund av att elanvändningen förblir oförändrad. Vikten av fjärrvärmesystemets utformning visas då en byggnad där olika energieffektiviseringspaket testats, flyttas runt till olika fjärrvärmesystem. Beroende på vilka bränsletyper som används och i vilken utsträckning som el produceras i fjärrvärmesystemet så varierar resultaten. Den största minskningen av växthusgaser uppstår när ett renoveringspaket utförs på en byggnad i ett fjärrvärmesystem med hög andel biobränsle och ingen elproduktion.