I ”Undersøkelse av varmetap ved Grong barneskole” er fasadene termografert utvendig og innvendig for å avdekke kuldebroer og infiltrasjon. Termograferingen ble foretatt uten å trykksette bygget. Årsaken til at termografering ble valgt som metode, er at det gir en rask oversikt over temperaturforskjeller på fasadene. Ut fra temperaturmålinger og en antatt endimensjonal varmestrøm gjennom fasadene, ble varmegjennomgangskoeffisienten til ulike bygningskomponenter beregnet. I en tidligere undersøkelse var det beregnet at avgitt effekt gjennom ytterveggene og dørene på Grong barneskole var 2-3 ganger høyere enn det som var planlagt under dimensjoneringen. Det ble mistenkt at årsaken var kuldebroer, stor overflateareal, lite isolasjon i gulvene og et høyt energiforbruk til pumper. Skolen ble planlagt med tanke på å oppnå et lavt energiforbruk. Elektrisitetsforbruket ble redusert gjennom lavt trykkfall i luftveiene. I tillegg er energibruken til vifter redusert ved at ventilasjonen i stor grad drives av oppdriftskrefter. Termograferingen tyder på at rammene i ytterdørene er betydelige kuldebroer. Beregninger viser at den installerte effekten for oppvarming av toalettene trolig ville vært tilstrekkelig dersom toalettene hadde vært uten kuldebroer og infiltrasjonen ikke hadde vært større enn normalt. På grunn av at varmetapet ble større enn beregnet, er det maksimale effektbehovet for oppvarming dobbelt så stort som installert effekt. En del av den tilførte effekten tapes til grunnen, på grunn av mangelfull isolering av gulv mot grunn. Når effektbehovet i tillegg økes på grunn av kuldebroer i hjørnene, blir toalettene ubehagelig kalde. Det anbefales at det bygges en svalgang rundt toalett-utbyggene for å redusere varmetapet fra ytterdørene i garderoben og toalettveggene. På avtrekksloftet ble det oppdaget infiltrasjon flere steder. Ved oppføring av lignende bygninger må man være mer nøye mer utførelsen av vindtettingen på avtrekksloftet. I tillegg må man prøve å unngå å få like mange hjørner. I hjørner vil det alltid bli økt fare for infiltrasjon. Siden kjelleren er oppvarmet, burde gulvet vært bedre isolert. Kjellergulvets effekttap til grunnen er høyt. Mulighetene for å etterisolere kjellergulvet innvendig bør undersøkes. Gulvene mot grunn på resten av skolen er også dårlig isolert, men det er vanskelig å utbedre etter at bygget er bygget. Klasserommene oppleves å være kalde deler av året. Særlig gjelder det klasserommene i enden av fløyene som har to yttervegger. Det foreslås at det gjøres en vurdering på muligheten for innvendig etterisolering av treveggene som er forblendt med tegl. Etterisolering bør vurderes opp mot muligheten for å installere ekstra radiatorer eller elektriske varmeovner. Målinger av det elektriske effektforbruket tyder på at pumpene til gulvvarmen og radiatorene går på tilnærmet maksimal effekt hele året. Derfor anbefales det å undersøke hvordan pumpene til radiatorene og gulvvarmen kan reguleres bedre, slik at det ikke brukes energi til drift av pumper i perioder med lavt oppvarmingsbehov.

Elektrifisering av petroleumsinstallasjoner i Sørlige Nordsjø med integrasjon av offshore vindproduksjon Student: Eirik Veirød Øyslebø Veileder: Olav Bjarte Fosso Kontaktpersoner: Vegard Willumsen og Anne Sofie Ravndal Risnes, NVE Denne rapporten er skrevet som en del av min masteroppgave våren 2010, og er basert på de resultater som ble presentert i prosjektrapporten høsten 2009. Første del av oppgaven går ut på å opprette en modell av en elektrifiseringsløsning for fire petroleumsfelter i Sørlige Nordsjø; Ekofisk, Eldfisk, Gyda og Ula. I prosjektoppgaven ble forskjellige løsninger for en slik elektrifiseringsløsning diskutert, og det ble konkludert med at VSC HVDC-konseptet er det mest hensiktsmessige i en slik sammenheng, både med tanke på tapsprosent, men også i forhold til systemkontroll. Modellen er utarbeidet i simuleringsverktøyet PowerFactory fra DIgSILENT GmbH. Fra sentralnettskoblingen på Lista sørvest i Norge, transformeres spenningen ned til det spenningsnivå omformeren er dimensjonert for. Deretter gjøres spenningen om til DC i omformeren, før den passerer gjennom de 280 kilometer lange bipolare HVDC-kablene, med et spenningsnivå på ±150 kV. Ute på Ekofiskfeltet opprettes det en omformerplattform, som inkluderer offshore omformer, filtre, transformator, SVC-anlegg, samt forgreininger til petroleumslastene. SVC-anlegget installeres på omformerplattformen for å holde spenningen ytterst i systemet på et tilfredsstillende nivå. Omformeren transformerer DC-spenningen om til 132 kV AC-spenning. Deretter blir denne transformert ned til 52 kV, som er valgt som systemspenning offshore. Videre går det 52 kV-kabler ut til hver enkelt plattform. Ute på feltene transformeres spenningen ned til allerede gjeldende systemspenning på hvert enkelt felt. For Ekofisk betyr det 13.8 kV, mens de tre andre benytter seg av 6.6 kV. Omformeren onshore kontrolleres med tanke på å holde spenningen på HVDC-kablene stabile. Måten dette er gjort på er ved bruk av et kontrollsystem som bruker strøm- og spenningsmålinger til å regulere og styre PWM-styringen av transistorene i omformeren. Offshore omformer har som oppgave å opprettholde AC-spenningen offshore på et stabilt nivå, samtidig som frekvensen må styres etter hvert som implementering av vindparker blir aktuelt. Det er også utarbeidet vindkraftmodeller i PowerFactory. Disse er laget med tanke på å simulere vindkraftens påvirkning på HVDC-systemet og plattformlastene, og er av den grunn en del forenklet. I tillegg er det benyttet en universitetsversjon av PowerFactory, noe som betyr at modellen har en begrensning på 50 samleskinner. Det er derfor valgt å samle vindturbinene i store turbinmodeller framfor å modellere turbinene hver for seg. Disse vindparkmodulene er koblet til samleskinne OF52kV i figuren over. Videre simuleringer er gjort på tre forskjellige topologier. Den første topologien inneholder kun HVDC-linken med de fire petroleumsfeltene. Her er det undersøkt hvordan HVDC-systemet oppfører seg ved feil og andre hendelser som induserer transienter, i tillegg til om hvorvidt spenning og frekvens på de fire petroleumsfeltene holder seg innenfor akseptable grenser ved de samme transiente hendelsene. Videre er basistopologien utvidet med en vindparkmodul som ved normale tilstander produserer om lag 120 MW. Her har det vært fokus på hvordan feil og hendelser på vindparken påvirker resten av systemet. I tillegg er det gjort simuleringer på en kortslutning på omformerplattformen for å få direkte sammenliknbare resultater med samme hendelse for basistopologien. Til slutt er vindparken utvidet ytterligere med nok en vindparkmodul på 120 MW. I normal tilstand her er det eksport fra vindparkene og inn mot land. Videre er de samme hendelsene undersøkt, som var tilfellet for den lille vindparken, for lettere å kunne sammenlikne de transiente forløpende. Konklusjonen er at HVDC-systemet klarer å styre systemet tilbake til stabil tilstand etter de forstyrrelser som er simulert her. De største problemene kommer av at hendelser rundt om i AC-systemet offshore fører til uakseptable transiente hendelser på plattformlastene, noe HVDC-systemet ikke kan forhindre. Verst er dette for feil på omformerplattformen, og hovedmønsteret er at større AC-system offshore, gir større oscillasjoner med lengre varighet. Det vil si at kortslutning på omformerplattform med stor vindpark innkoblet, er worst case i denne oppgaven. Ved de andre typene forstyrrelser som det her er undersøkt, viser det seg å være gunstigere med to vindparkmoduler enn bare en.

Sammendrag Denne masteroppgaven tar for seg klimatiseringsløsningen i et kontrolltårn ved en flyplass. Kontrolltårnkabinen er studert med mål om å komme frem til en optimal systemløsning med hensyn på energieffektiv drift og godt arbeidsmiljø. Denne delen av kontrolltårnet er av en komplisert form, og består av store glassfasader. Dette gir en utfordring med å forsyne flygelederne med et godt nok inneklima. Det er fokusert på akustisk, atmosfærisk og termisk inneklima i dette arbeidet. Energiberegninger og simuleringer av inneklimatiske verdier i oppgaven er gjort i beregningsprogrammet SIMIEN 4.034. Klimatiseringsløsningen som var tiltenkt tårnkabinen består av omrøringsventilasjon, kjølebafler og radiatorer. En vurdering er fremlagt av denne systemløsningen sammen med andre forbedringer for kontrolltårnkabinen. Alternative klimatiseringsløsninger er så presentert, og en ny, forbedret systemløsning foreligger som resultat av inneklimatiske og energimessige vurderinger. Den nye, foreslåtte klimatiseringsløsningen består av personlig ventilering ved arbeidsbordet til flygelederne, i tillegg til den opprinnelig valgte løsningen. Dette gir flygelederne individuell kontroll over sitt eget lokale klima. Ettersom personer har veldig forskjellige preferanser særlig til termiske forhold, vil individuell kontroll av luftens temperatur og hastighet føre til en større komfortmessig gevinst. Termisk komfort påvirker prestasjon og mental ytelse, og termisk balanse med omgivelsene gir maksimal uttelling for arbeidseffektivitet. Personlig ventilasjon tilfører samtidig friskluft direkte til pustesonen, og sørger dermed for tilnærmet forurensingsfri luft til flygelederne. Det totale netto energibehovet for denne klimatiseringsløsningen ligger 3,2 % høyere enn for Multiconsults tiltenkte løsning. For en forbedret energieffektivitet og inneklima i tårnkabinen, ble det i tillegg anbefalt å igangsette andre tiltak: En installering av radiatorer med lavere konveksjonsgrad vil gi en mer behagelig oppvarming og en reduksjon av kaldras fra vinduene. For å hidre den store solinnstrålingen gjennom sommeren vil en bruk av vinduer med lavere solfaktor føre til et mindre kjølebehov og et bedre termisk inneklima. En reduksjon i solfaktoren på 5 % vil kunne dekke det høyere energibehovet for den nye klimatiseringsløsningen. For å hindre lav relativ luftfuktighet gjennom vinterperioden bør det installeres en befukter i ventilasjonsanlegget. Dermed installeres det også en fuktsensor i tillegg til en sensor for strålingstemperaturen. Disse to parametrene er svært viktige for opplevelsen av et godt inneklima.

This master thesis has investigated the possible application of voltage source converters (VSC) for the interconnection of offshore installations, i.e. wind farms and petroleum platforms, in a multiterminal DC (MTDC) grid. The master thesis is written at the Norwegian University of Science and Technology, Department of Electric Power Engineering and is a continuation of the project written during the autumn of 2009. The work has been carried out in cooperation with Statnett SF, the Norwegian TSO, as a contribution to an ongoing research and development program on offshore electrification. The motivation behind this thesis is the possibilities the VSC technology bring about for the realization of renewable wind energy far from shore and supplying petroleum installations from the main onshore grid, thus reducing emissions. A theoretical study has been conducted, describing the VSC technology from basic operation to topics related to the implementation of a high power rated offshore MTDC grid. A suggested model of a small power system was established in the simulation program PSS®E. The model consisted of a four converter MTDC connecting three separate AC systems. One of the AC systems was a simplified representation of a main onshore grid, and the other two were small offshore AC grids made up of a wind farm and a petroleum platform. The MTDC was modeled using ABB’s HVDC Light Open model v 1.1.9-2, developed for use in PSS®E. A series of dynamic simulations have been performed using the model to demonstrate and analyze the principles of operation for a MTDC and the interaction between the AC systems and the MTDC. The dynamic simulations demonstrate the basic operation of a MTDC with a master-slave control scheme for the active power control, as implemented in the HVDC Light model. The simulation results confirm the functionality of a MTDC as described in the theoretical analysis of the technology.The analysis based on both the literature and simulations conclude that VSC technology is a realistic solution for an offshore grid with the objective of supporting passive network installations far from shore. Simulation results conclude that an advanced control system for the active power control operation (Poption) of all the converters in a MTDC may greatly improve the performance of the system following a disturbance. Both theoretically and through simulations it has been demonstrated that the VSC MTDC provides stability improvements to the connected AC grid, by actively controlling the injected active and reactive power to the grid. The possibility to use the MTDC as an alternative path for transferring large amounts of power has been investigated, and this was found to be beneficial for the system. The difficulties related to fault protection in a MTDC have been highlighted, and a theoretical analysis concluded that the protection scheme using IGBT circuit breakers is the preferred solution with present available technology.

Det globale energibehovet øker for hvert år og vil fortsette å gjøre det i framtiden. Siden omtrent 1850 har energiforsyningen vært dominert av fossile brensler. Konvertering til el fra fossile brensler er lite energieffektivt og bruk av fossile brensler medfører store utslipp av klimagasser. Energi og klima har fått økende oppmerksomhet i løpet av de siste par 10-årene. Som en konsekvens av dette har man innsett at systemgrensene for energibruk må utvides. Primærenergikonseptet tar for seg dette ved at det tar hensyn til den totale energieffektiviteten og utslippet av klimagasser i hele verdikjeden for energi. Formålet med denne oppgaven har vært å belyse primærenergikonseptet og problemområdene vedrørende dette konseptet. I tillegg har primærenergiforbruket (PE-forbruket) og utslippet av klimagasser (GHG-utslippene) blitt analysert for forskjellige energiressurser. Omtrent 40 % av den totale energibruken i Norge brukes i bygninger. Av denne energien er igjen 80 % elektrisitet. Det er et mål i Norge å øke andelen fornybar energi, og varme produsert fra forbrenning av biomasse er et av satsningsområdene. Flis og pellets er de to mest kommersielle biobrenslene som brukes i dag, og det har derfor blitt lagt vekt på disse to brenslene i analysene av energiressurser. Valg av systemgrenser og metodikk gjør at verdier for PE-forbruk og GHG-utslipp varierer i ulike studier. Den europeiske standarden EN 15603:2008 setter rammene for hvordan primærenergifaktor og utslippskoeffisient for energiressurser skal beregnes i Europa. Det er i henhold til denne standarden valgfritt å inkludere energibruk og GHG-utslipp knyttet til infrastruktur for energikonvertering og distribusjon av elektrisitet og varme. Det er også valgfritt å inkludere andre gasser enn CO2 som gir bidrag til drivhuseffekten. Utslipp av N2O fra dyrking av energivekster gir betydelige bidrag til drivhuseffekten. Utslippskoeffisienten for vannkraft kan stige fra 4 til 237 g CO2eq/kWh hvis indirekte effekter som endring av landområder inkluderes. Beregninger i denne oppgaven viste at konstruksjon og demontering av varmesentral og distribusjonsnett utgjør 0,16 – 1 % av PE-forbruket og 1,15 – 6 % av GHG-utslippet for nærvarme. For vannkraft er infrastruktur det som bidrar mest til det totale PE-forbruket. For beregning av PE-forbruk og GHG-utslipp for flis ble data fra flere ulike rapporter benyttet. I tillegg ble det tatt kontakt med flere personer i Norge som jobber eller har jobbet med å kartlegge energibruken i verdikjeden for flis. Alt fra hogst til levering av flis hos sluttbruker ble inkludert i analysen. Primærenergifaktoren for flis varierer fra 1,017 til 1,086 kWh PE/kWh brensel. Utslippskoeffisienten varierer fra 5,468 til 22,663 g CO2eq/kWh brensel. Variasjonene skyldes forskjellige verdikjeder, volum på tømmeret, transportavstander og allokeringsmetode. For flis fra stammevirke og buntet GROT var det transport av tømmer og bunter som bidro mest til det totale PE-forbruket og GHG-utslippet. For flis fra heltre og GROT som ble fliset på velteplass var det prosessene på hogstfeltet som bidro i størst grad. Økonomisk allokering viste seg å være det mest gunstige fordi en stor del av energiforbruk og GHG-utslipp for hogst og administrasjon ble allokert til sagtømmer. Allokering basert på energiinnhold gav større primærenergifaktor og utslippskoeffisient enn hvis allokering ble unngått for flis fra buntet GROT. Dette skyldtes antagelsen om at energiforbruk og utslipp knyttet til administrasjon skulle allokeres på lik linje som hogst. Pelletsproduksjonen til Hallingdal Trepellets ble analysert for å beregne PE-forbruk og GHG-utslipp for pellets. Resultatene ble sammenlignet med en analyse av pelletsproduksjonen på Averøy utenfor Kristiansund. For pellets fra Hallingdal ble alt fra hogst av tømmer til levering av pellets hos kunde inkludert innenfor systemgrensene. Det ble utarbeidet et referansescenario i tillegg til flere scenarioer der distribusjonsmengde, fuktighet på tømmer, tørkeprosessen, elforsyningen og endring i transportavstand for tømmer og pellets ble analysert. Ved å kombinere flere av scenarioene ble det opprettet et realistisk «beste utfall»-scenario og et «verste utfall»-scenario. Resultatet viste at primærenergifaktor for pellets varierer mellom 1,152 og 1,334 kWh PE/kWh pellets. Utslippskoeffisienten varierer mellom 14,867 og 68,962 g CO2eq/kWh pellets. Variasjonene skyldes i hovedsak to ting: tørking av råvarer (flis) og elforsyning. Primærenergifaktoren for pellets ble betydelig lavere når man kun inkluderte primærenergien som blir brukt til tørking av flis, istedenfor den totale energien som blir brukt. Mesteparten av energien som blir brukt til tørking kommer fra forbrenning av husholdningsavfall. Utslippskoeffisienten ble betydelig lavere når utslippene fra forbrenning av avfall ble allokert til produktene i avfallsblandingen. I referansescenarioet ble det antatt at el som brukes i prosesseringen av pellets kommer fra vannkraft. Dersom kullkraft erstattet vannkraft økte utslippene i referansescenarioet fra 42,034 til 98,603 g CO2eq/kWh pellets. I «verste utfall»-scenarioet var det antatt at elforsyningen var en europeisk elmiks. Uttak av råmaterialer utgjorde kun 2,8 – 4,8 % av det totale energiforbruket i referansescenarioet og 6,93 % av det totale GHG-utslippet.

Dagligvarebutikker i Norge er store brukere av energi. Som et ledd i å redusere energibehovet for sine nåværende og fremtidige butikker, har dagligvarekjeden REMA 1000 inngått et samarbeid med SINTEF Energi. Dette samarbeidet inngår i prosjektet Creativ, hvor det overordnede målet er energieffektivisering og reduksjon av klimagassutslipp. REMA 1000 Dragvoll er en av butikkene hvor energibruken undersøkes gjennom dette samarbeidet, og denne butikken ble benyttet som en case i prosjektoppgaven gjennomført forut denne masteroppgaven. Det var derfor naturlig å analysere REMA 1000 Dragvoll ytterligere. Målet med denne oppgaven var å evaluere og optimalisere varmegjenvinningen og oppvarmingen i butikken. Først ble det gjennomført en litteraturstudie. Denne inkluderte en gjennomgang av energisystemene i en vanlig dagligvarebutikk, med fokus på kuldeanlegg, varmegjenvinning fra kuldeanlegg, oppvarmingssystemer, luftbehandlingssystemer og belysningsanlegg. Videre ble energisystemene i REMA 1000 Dragvoll gjennomgått, sammen med bygningens klimaskjerm. Energimålinger for REMA 1000 Dragvoll, behandlet av SINTEF Energi, ble deretter analysert. Målingene var gjennomført i perioden 1. april 2010 til 31. mars 2011. De viste at det butikkens energibehov var på 437 kWh/m2år, noe som er 85 % av gjennomsnittet for butikkene i Norge. I måleperioden var ikke varmegjenvinningskretsen i drift, og det tilsa at potensialet for energibesparelse var stort. Siden energibehovet til det frittstående utstyret ikke ble målt direkte, men inkludert i posten Annet i målingene behandlet av SINTEF Energi, ble det gjennomført en egen måling for dette utstyret. Målingene av energibruken til utstyret viste at det sto for ca. 14 % av den totale energibruken i butikken. De viste også at utstyret uten dører/luker hadde et tilnærmet dobbelt så høyt energibehov som det utstyret med lukkemuligheter. For å kunne analysere medgått energi til oppvarming i butikken, ble det gjennomført målinger i ventilasjonsanlegget og varmegjenvinningskretsen. Loggingene viste en jevn temperatur i butikken på rundt 20 °C, men en meget varierende temperatur på tilluften i ventilasjonsanlegget. Videre undersøkelser avdekket at reguleringen av varmeavgiverne i ventilasjonsanlegget var meget ustabil. Ustabiliteten skyldes trolig at shuntventilen i varmegjenvinningskretsen er for stor i forhold til massestrømmen i kretsen, og dermed har en for liten autoritet. En annen årsak kan være at PID-innstillingene i ventilens regulator er feil. Den ustabile reguleringen av shuntventilen forplanter seg i hele ventilasjonsanlegget og påvirker også driften av kuldeanlegget. Videre ble en energimodell for beregning av oppvarmingsbehovet til dagligvarebutikker, laget av Stefano Poppi, revidert slik at den passet med REMA 1000 Dragvoll. Inndata i modellen og beregningsmetoder ble gjennomgått før selve beregningene ble utført. Beregningsresultatene viste at det er et potensiale for energibesparelse på ca. 104 000 kWh/år hvis varmegjenvinningskretsen utbedres. Mulige utbedringer av de tekniske anleggene er diskutert. For å redusere energibehovet til kuldeanlegget, foreslås utskiftning av kuldeutstyret i butikken til utstyr med dører/luker. Det kan redusere energibehovet med opptil 40 %. I ventilasjonsanlegget foreslås en endring av innstillingene for omluft i bygget. Ved å resirkulere ventilasjonsluften mer fornuftig, kan en spare 4146 kWh/år, ifølge beregninger gjort i energimodellen. Det er i tillegg foreslått alternativer for ombygging av varmegjenvinningskretsen. Forslagene omhandler installasjon av en frekvensregulert sirkulasjonspumpe og varmeakkumulasjonstanker. Det anbefales å gjennomføre en ombygging av varmegjenvinningskretsen, slik at reguleringen av de tekniske anleggene blir mer stabil. I tillegg bør tidsinnstillingene for omluft i ventilasjonsanlegget endres. Disse tiltakene vil medføre en merkbar reduksjon i butikkens energibehov. Etter at utbedringene er gjennomført, bør det utføres nye målinger for å bekrefte effekten av tiltakene. Målingene vil også gi muligheten til ytterligere forbedringer av oppvarmings- og ventilasjonsanlegget.

Stortinget legger grunnlaget for en opptrapping av arbeidet med å redusere klimagassutslippene i Norge med Klimameldingen og Klimaforliket, som fører til stadig strengere krav og økt fokus på energibruken til bygninger. I denne masteroppgaven blir det sett på et 3 000 m2 stort kontorbygg som bygges på kysten i Mandal kommune, og som skal tilfredsstille passivhusstandarden. Det benyttes en ny løsning for varmeavgiver i det vannbårne oppvarmingssystemet, nemlig takvarmepaneler som skal integreres i YIT sitt KlimaTak. EnergyPlus er et dataprogram for energianalyse og termisk simulering, og er det simulerings-programmet som benyttes i denne oppgaven. Det blir bygget en simuleringsmodell av kontorbygget med grunnlag fra arkitektoniske plantegninger, med oppvarmingssystem og med tilhørende takvarme og ventilasjonssystem. Simuleringsmodellen blir kjørt med ulike energikilder til det vannbårne oppvarmingssystemet, der følgende kombinasjoner blir undersøkt: 1. Direktevirkende elektrisitet 2. Luft-veske varmepumpe + elektrisitet som spisslast 3. Vann-veske varmepumpe med energibrønn + elektrisitet som spisslast 4. Solfanger + luft-veske varmepumpe + elektrisitet som spisslast 5. Solfanger + vann-veske varmepumpe med energibrønn + elektrisitet som spisslast Det er varmepumpe med R410a som arbeidsmedium som benyttes, og vann-veske varmepumpa benytter dessuten en energibrønn med en aktiv borehullsdybde på 1 000 m. Oppvarmingssystemet som kom best ut i simuleringene og den økonomiske analysen, var systemet med luft-veske varmepumpe og direktevirkende elektrisitet som spisslast. Dette systemet hadde en investeringskostnad på 246 000 kr og en årlig energisparing i forhold til referanse-systemet med kun direktevirkende elektrisitet som oppvarmingskilde på 57 579 kWh/år. Systemene med solfanger kom dårlig ut på lønnsomhetsanalysen fordi energien fra solfangeren bidro for lite til dekning av energibehovet til bygningen. Solfangersystemet med en 100 m2 solfanger leverte under 1 300 kWh/år, og vil av den grunn ikke kunne rettferdiggjøre en innkjøpspris på 305 000 kr. Om den tapte energien fra solfangeren, som utgjør over 18 000 kWh årlig, kunne utnyttes helt eller delvis, kunne dette utgjøre større utslag på energibruken til oppvarmingssystemet. Behovsimuleringen av kontorbygget der kun oppholdssonene ble klimatisert og det ble benyttet utvendig solavskjerming med styring på innetemperatur og solinnstråling, resulterte i et årlig energibehov på 356 026 kWh/år. Dette er et stort avvik fra tilsvarende simulering i SIMIEN. Det ble også forsøkt simuleringer med varierende styring av innetemperaturen i kontorbygget. Behovsanalysen benyttet en nattsenking av innetemperaturen på inntil 5 ºC senkning utenfor arbeidstid, mens det også ble forsøkt å holde innetemperaturen på konstant 21 ºC over hele døgnet. Det ble imidlertid funnet at en økning i energibehovet på 19 973 kWh ved å gå fra nattsenking til konstant innetemperatur spares inn for oppvarmingssystemene med varmepumpe, fordi en får et mer stabilt effektbehov og dermed bedre arbeidsvilkår for varmepumpa.  

Denne masteroppgaven er gjennomført ved Institutt for Energiteknikk på Kjeller (IFE) i samarbeid med Normeca A/S, våren 2008. Masteroppgaven er avsluttende oppgave av masterstudie i Energi og miljø ved Norges teknisk- naturvitenskapelige universitet (NTNU). Oppgaven er skrevet av student Camilla Bakken Torp, og tittelen på oppgaven er ”Energiforsyning til sykehus i Sudan basert på solenergi”. Rapporten tar for seg ulike energisystemer basert på solenergi til bruk i feltsykehus i deler av verden med høy temperatur og stor tilgang på sol. Sykehusene har høyt kjølebehov, ingen muligheter for tilknytning til elektrisitetsnett og er ofte plassert uten for sentrale veinett. Utgangspunktet for oppgaven er en forespørsel fra Normeca AS, en leverandør av feltsykehus, til Institutt for energiteknikk (IFE) om å se på energiforsyningssystemet til deres prefabrikkerte mobile feltsykehus. Et lite, mobil sykehus kalt Satellittklinikken er satt som bruker av energisystemet som skal utvikles. Informasjon om energisystemet til Satellittklinikken er basert et sykehus som Normeca allerede har levert i Kapoeta, Sør- Sudan. Dette sykehuset produserer energi med dieselaggregater. Kjølingen til bygget skjer ved hjelp av separate luftkondisjoneringsanlegg i nesten alle rom. Satellittklinikken er oppbygd med 22 containere og har et totalt areal på 406 m2. Den er designet av Normeca. Ved å bruke simuleringsverktøyet Trnsys, er fire ulike energiforsyningsmodeller for Satellittklinikken utviklet i tillegg til den originale diesel baserte modellen. De første tre, kalt Alternativ 1, 2 og 3 baserer seg på å bruke en absorpsjonskjølemaskin til å produsere kjøling distribuert via bygningens ventilasjonssystem. Alternative 1 bruker spillvarme fra dieselaggregatet som varme kilde for absorpsjonskjøleren. En dieselfyrt oljekjel sikrer at nok varme tilføres absorpsjonskjøleren. Alternativ 2 er basert på Alternativ 1, men bruker i tillegg termiske solfangere for å tilføre varme og dermed redusere energibehovet fra den dieselfyrte kjelen. Alternativ 3 er basert på Alternativ 2, men har i tillegg til de termiske solfangerne solceller som kutter lasten inn på dieselaggregatet og dermed reduserer dieselforbruket. Det fjerde systemet er basert på den originale Dieselmodellen, men har, på samme måte som Alternativ 3, solceller som kutter ned på lasten til dieselaggregatet og reduserer dieselforbruket. Simuleringer utført med ulike løsninger av de fire modellene beskriver mulighetene for å redusere totalt dieselforbruk sammenliknet med Dieselmodellen. Vurderinger av lønnsomheten til løsningene er gjort med en dieselpris på 6,43 kr/L. Målet med oppgaven er å kunne anbefale et fornuftig energisystem for Satellittklinikken som er basert på solenergi, og som tilfredsstiller kriteriene om en betydelig reduksjon i dieselforbruket og økonomisk lønnsomhet sammenliknet med Dieselmodellen. Basert på kriteriene er det ut fra simuleringene og lønnsomhetsvurderingene funnet at Alternativ 3 med 70 m2 solfangere og et solcellesystem med maksimal effekt på 9,05 kWp, vil være anbefalt energisystem for Satellittklinikken.

SammendragFor tørking av klippfisk, ble det i litteraturstudiet funnet at fiskens tørkehastighet påvirkes av temperatur, relativ luftfuktighet og lufthastighet. Dannelse av tørkeskorpe kommer som et resultat av at det fjernes vann fra fisken, og i mindre grad av hard tørking. Det er to hovedtyper av varmepumpetørker for klippfisk. Kontinuerlige, langsblåste tørker vil innstille seg til stabil drift, og har høy oppfukting av tørkeluft og god energiutnyttelse gjennom hele tørkeforløpet. I tverrblåste batchtørker vil oppfukting av tørkeluft og energiutnyttelse avta utover i tørkeforløpet, og de er derfor generelt mindre energieffektive enn førstnevnte type.På ei tverrblåst batchtørke ble det gjort målinger av det følgende:•Temperaturer og relativ luftfuktighet i tørkeluft. •Temperaturer på en fordamper og en kondensator i varmepumpeanlegget. •Elektrisk effekt tilført kompressorer og vifter.•Stigning i statisk trykk over sirkulasjonsvifter.Målingene på fordamper og kondensator ble brukt til å vurdere anleggets regulering. Fra målingene på fordamperen, ble det funnet en verdi for fordampningstemperatur. Sammen med effektmålinger og tidligere temperaturmålinger (fordypningsprosjekt), ble fordampningstemperaturen brukt til beregninger på varmepumpeanlegget. Det ble funnet lave virkningsgrader for kompressorer og motorer. I kombinasjon med målingene i tørkeluft, ble det gjort beregninger på fordamper og kondensator med Hxsim. Det ble funnet en verdi for kuldeytelse som sammen med målt elektrisk effekt til kompressorene, ga en lav verdi for kuldefaktor. Kondensatorytelsen var betydelig lavere enn kuldeytelsen, noe som kan forklares med at det er flere andre kilder til oppvarming i tørka.Lufthastighetsmålingene ble gjort på luft som strømmet ut fra vognene, da sirkulasjonsviftene og aggregatviftene blåste i samme retning. De viste ganske jevn hastighet for luft som strømmer ut fra brettene, og høye hastigheter over og under vognene. Lufthastighetsmålingene ble brukt til å beregne volumstrøm i tørketunnelen, som sammen med måling av stigning i statisk trykk, ble brukt til beregninger på sirkulasjonsviftene. Beregningene viste at viftene hadde lav virkningsgrad, og at effektforbruket ser ut til å kunne bli mye lavere med reduksjon av turtall.Det var store temperatursvingninger i kondensatorene i tørka, noe som også ga temperatursvingninger i tørkelufta. Beregningene på tørkeluft viste at oppfuktinga faller raskt til en lav verdi under tørkeforløpet. Spesielt tidlig i tørkeforløpet, ble det mye lavere oppfukting da sirkulasjonsviftene og aggregatviftene blåste mot hverandre, enn da de blåste i samme retning. Liten oppfukting gir stort energibehov til avfukting. Tørkas totale effektforbruk er tilnærmet konstant gjennom hele tørkeforløpet, og energiutnyttelsen blir derfor dårlig.For simulering av luftstrømning i tørketunnelen, ble det bygd opp flere todimensjonale modeller med programmet Comsol Multiphysics. Modellen av den eksisterende tunnelen viste de samme tendensene i strømningen som hastighetsmålingene, men andre verdier for hastighet og trykk enn det målingene skulle tilsi. Det ble også laget modeller for å se på virkningene av ulike typer stengsler og redusert lufthastighet.

I denne oppgaven er det sett på hybride prosedyrer og prosjektering av mekanisk balansert ventilasjon, samspillet mellom bygning og ventilasjonsløsning, samt tilstedeværelse og reguleringsfunksjonalitet for et behovsstyrt bygg. Til slutt er det gjort forenklede energisimuleringer for å finne potensialet ved konvertering fra ventilasjon med konstant luftmengde til behovsstyrt ventilasjon. Integrert planlegging synes å kunne påvirke energiforbruket til behovsstyrte ventilasjonsanlegg. Dette vil være viktig for behovsstyrte anlegg med stor grad av termisk kontroll. Potensialet ved behovsstyrt ventilasjon er avhengig av tilstedeværelsen og bruksmønsteret på bygget. Tilstedeværelse på et kontorbygg ble derfor analysert over en periode på cirka 45 dager. Tilstedeværelsesdata fra 86 cellekontor og 8 møterom ble logget sammen med ulike reguleringsparametere fra utvalgte rom. Gjennomsnittlig tilstedeværelse for rommene var rundt 70 % mellom klokken 09:00 og 16:00. Loggdataene viste at man kunne ha tilfeller med opptil 30 % tilstedeværelse klokken 20:00, men gjennomsnittlig tilstedeværelse på dette tidspunktet lå rett under 10 %. Som følge av høy tilstedeværelse på kvelden antas det at et sammenlignbart CAV-anlegg måtte hatt en driftstid fra 07:00 til 21:00. Forenklede simuleringer av et enkelt cellekontor med nevnt tilstedeværelsesprofil antydet at DCV-installasjon på cellekontor vil være lønnsomt, sammenlignet med et CAV-anlegg uten nattsenkning. Simuleringen antydet en besparelse på 30-50 % av viftebruken for cellekontor og 45 % besparelse av energiforbruk til lys. Programmet har imidlertid store begrensninger og vurderes som lite egnet til simulering av behovsstyrt ventilasjon.