No description available.

För att tillgodose den studerande KTH byggnadens framtida krav kommer det befintliga ventilationssystemet att bytas ut. Två olika möjliga värmeåtervinningssystem har jämförts ur fjärrvärmebehovssynpunkt. Det befintliga systemet med vattenburen batterivärmeväxlare har en låg värmeåtervinningsgrad och Akademiska Hus önskar system med högre värmeåtervinning. I byggnaden har roterande värmeväxlare och frånluftsvärmepump för uppvärmning av tilluften jämförts. Då värmeåtervinning från dessa system inte är tillräckligt kommer fjärrvärme att används. I beräkningarna jämförs fem roterande värmeväxlare mot varierande antal frånluftsvärmepumpen. Genom detta fås varierande resultat och fjärrvärmebehovet ökar/minskar ju färre/fler värmepumpar som tas med i beräkningarna. Frånluftsvärmepumparna antas både vara konstanta och ”nedtrappande”. Vid de konstanta antal frånluftsvärmepumparna visar resultaten att, vid maximal personbelastning, är fjärrvärmebehovet för fem roterande värmeväxlare lägre än vid användning av fem (eller färre) frånluftsvärmepumpar. Vid sannolik personbelastning är fjärrvärmebehovet för fem roterande värmeväxlare lägre än vid användning av två (eller färre) frånluftsvärmepumpar. Vid de ”nedtrappande” antalen frånluftsvärmepumpar är fjärrvärmebehovet med roterande värmeväxlare lägre både vid maximal och också sannolik personnärvaro. Vid val av system har aggregat för fastighets- och lokalbyggnader jämförts då flödena är höga. I slutssats kan val av tillverkare för respektive system påverka fjärrvärmebehovet. / To meet the renovated KTH building’s future requirements, the existing ventilation system will be replaced. Two different possible heat recovery systems have been compared in regards of district heating. The existing system of water coil heat exchanger has low heat recovery efficiency and Akademiska Hus wishes for a system with higher heat recovery. A rotating heat exchanger and exhaust air heat pump have been compared in regards of heating the supply air. At times when heat recoveries from these systems are not sufficient, the district heating will be in use. In the calculations five rotating heat exchangers and varying number of exhaust air heat pumps have been compared. Through this varying results will occur and the district heating demand will increase/decrease the fewer/more pumps that are taken into account. The exhaust air heat pumps are assumed to be both constant and down going. At the constant use of exhaust air heat pumps the results show that (when in maximum occupancy) the district heating demand with five rotating heat exchangers is lower than when using the five (or fewer) exhaust air heat pumps. During probable occupancy the district heating demand with five rotating heat exchangers is lower than when using two (or fewer) exhaust air heat pumps. The district heating demand is lower when using rotating heat exchangers than the “down going” numbers of exhaust air heat pumps. Only office- and apartment building acquired heating systems have been compared due to the high air flows. The selection of manufacturer of these systems may affect the district heating demand.

Kombinationen av fjärrvärme och frånluftsvärmepump (FVP) har blivit allt vanligare i Sverige. Detta kombinerade värmesystem är väl lämpat för att reducera energianvändningen i befintliga fastigheter med mekanisk frånluftventilation som saknar värmeåtervinning. Dock kan en FVP-installation leda till högre returtemperaturer i fjärrvärmenätet vilket det ofta finns avgifter för i dagsläget. För att främja fjärrvärmeanvändning sommartid använder fjärrvärmeleverantören sig av säsongsvarierande prismodeller i vilket fjärrvärmepriset varierar under en del av året. Genom att stänga av FVP sommartid och endast bruka fjärrvärme finns en potentiell kostnadsbesparing då fjärrvärmepriset är som lägst. Denna kostnadsbesparing undersöks utifrån olika typer av fjärrvärmetaxor, elnätsavgifter och elhandelspris. Det undersöks också hur Boverkets regler för beräkning av primärenergital påverkar denna värmesystemtyp. Typiska prismodeller för fjärrvärme har undersökts, samt så har energianvändning framräknats för sex fiktiva flerbostadshus runtom i landet. För varje byggnad beräknas energianvändningen utifrån tre fall. I referensfallet, Fall 1 används bara fjärrvärme och i Fall 2 används FVP till både uppvärmning och tappvarmvatten (TVV). Fall 3 är som Fall 2 fast FVP täcker inget TVV-behov och stängs av under sommar-perioden. Energianvändningen är framräknad över ett år och energikostnaden jämförs mellan fallen. I Fall 2 och Fall 3 är de totala energikostnaderna för byggnaderna mellan 61–75% respektive 67–78% av energikostnaderna i Fall 1. Mellan Fall 2- och 3 finns däremot ingen tydlig besparingstrend trots att alla fjärrvärmenät på orterna har ett säsongsvarierande fjärrvärmepris. Att ingen besparingstrend uppstår påvisar att kostnaden för varje levererad värmeenhet från FVP sommartid är ungefär lika stor som varje värmeenhet fjärrvärme. Detta beror på att en hög värmefaktor används vilket gör det väldigt kostnadseffektivt att köpa el. Med en lägre värmefaktor gynnas avstängning av FVP sommartid. Utifrån den framräknade energianvändningen beräknas primärenergitalet och den specifika energianvändningen för samtliga byggnader. Primärenergitalet är i de flesta fall större än den specifika energianvändningen för att elanvändningen räknas upp. I Luleå är däremot den specifika energianvändningen större än primärenergitalet, även vid användning av FVP. / The combination of district heating and exhaust air heat pump (EAHP) has become increasingly common in Sweden. This combined heating system is well suited for reducing energy use in existing buildings with mechanical exhaust air ventilation that lacks heat recovery. However, an EAHP installation can lead to higher return temperatures in the district heating network. In order to promote district heating use during the summer, the district heating supplier use seasonal varying price models in which the district heating price varies during some of the year. By shutting down EAHP in summer and only using district heating, there is a potential cost saving as the district heating price is at its lowest. This cost saving is investigated based on various types of district heating tariffs, electricity grid charges and electricity prices. It is also examined how Boverket's rules for calculating primary energy affects this type of heating system. Typical price models for district heating have been investigated. The energy use for six fictitious multi-dwelling buildings around the country has also been made. For each building, the energy use was calculated from three cases. For the reference case, Case 1, only district heating is used, for Case 2 EAHP is used for both heating and domestic hot water and Case 3 is as Case 2 fixed EAHP does not cover domestic hot water requirements and is switched off during the summer period. The energy consumption is calculated over a year and the energy cost is compared between the cases. In Case 2 and Case 3, the total energy costs for the buildings are between 61–75% and 67–78% of the energy costs in Case 1, respectively. However, between Case 2- and 3, there is no clear saving trend despite all the locations having a seasonally varying district heating price. The fact that no saving trend arises shows that the cost of each heat unit delivered from FVP in the summer is about the same as each heating unit of district heating. This is because a high COP (coefficient of performance) is used, which makes it very cost-effective to buy electricity. With a lower COP, shutdown of EAHP benefits summer time. Based on the calculated energy use, the primary energy and the specific energy use are calculated for all buildings. In most cases, the primary energy number is larger than the specific energy use, as the electricity consumption is going to be larger with primary energy. In Luleå, on the other hand, the energy-area ratio is greater than the primary energy number, even when using an EAHP.

Ett ventilationssystem i en byggnad ska tillföra en tillräcklig mängd frisk luft och skapa ett undertryck för att minska fuktrelaterade problem. Idag finns flera typer av ventilationssystem tillgängliga, några med värmeåtervinning, vilka bidrar med olika funktioner och begränsningar. Studien undersöker skillnaden mellan frånluftsventilation (F), frånluftsvärmepump (FVP) samt fläktstyrt till- och frånluftssystem med roterande återvinning (FTX) i NNE-hus. Tre enfamiljshus i Kronobergs län blev strategiskt utvalda för insamling av data, mätningar, intervjuer och beräkningar. Därefter gjordes en utvärdering och jämförelse mellan systemens prestanda med avseende på termisk komfort, luftomsättning, effektbehov, energianvändning och kostnader. Resultaten visar att kriterierna för termisk komfort uppfylls i samtliga hus under tiden för undersökningar och den specifika energiförbrukningen för de olika husen är mindre än hälften av det maximalt tillåtna. El- och värmeeffektbehovet är minst för F-systemet enligt resultaten men FVP är mest lönsam med hänsyn till återvinning. FVP är även mest lönsam med avseende på ackumulerade kostnader. Resultaten är begränsade för ett specifikt uteklimat under perioden för undersökningen. För en större översikt och tillförlitlighet i beräkningar rekommenderas studier som sträcker sig över ett år. / A ventilation system in a building provides sufficient amount of fresh air and create a negative pressure to reduce moisture-related problems. Today several ventilation systems, some with different energy recovery, are available and those inherence different features and limitations. This study examines differences between exhaust air ventilation without heat recovery (F), exhaust air heat pump (FVP) and exhaust and supply air ventilation with a rotating heat exchanger (FTX) in nearly zero-energy houses. Three single-family houses in Kronoberg County were strategically chosen for the data collection, measurements, interviews and calculations to evaluate and compare their system’s performances in terms of thermal comfort, air circulation, heat recovery effects, energy use and financial attractiveness. The results show that the criteria for thermal comfort are satisfied and the specific energy consumption are within the current requirements in all these houses. Under the period of investigation, the house without heat recovery requires minimum quantity of electricity for ventilation system where as the house with FVP is the most energy efficient. Also, the house with an FVP shows to be the most cost-efficient with lowest accumulated costs. The results are limited for a specific outdoor climate during the studied period. Therefore, examinations over a longer term in different contexts are recommended for a more comprehensive view.

This thesis investigated application of the heat recovery ventilation using an exhaust air heat pump and a roof top photovoltaic (PV) system for a group of three multi-family houses located in Ludvika, Sunnansjö. The buildings in the existing condition have mechanical ventilation and a centralized heating system consists of a pellet boiler as the main source and an oil boiler as back up. Exhaust air heat pump (EAHP) has been known by the previous relevant researches as an effective solution to promote the energy efficiency in the buildings. Furthermore, reduction in PV cost has made the PV as a financially viable option to be contributed in supplying electricity demand. In this respect, this thesis aimed to calculate the potential of energy saving in the case study using the combination of EAHP and PV. For this purpose, the buildings and the proposed energy system were simulated to enable the comparison of energy demand before and after the renovation. The simulation was gradually progressed through several phases and each stage created the prerequisites of the next. Since the buildings were relatively similar in terms of boundary conditions, one of the buildings were initially modeled and the concluded space heating (SH) demand was extrapolated to the three buildings scope. The simulation of the building was done using 3dimensional thermal model offered by Trnsys3d. The primary results were also calibrated against the available annual fuel consumption data. In the second phase, a pre-developed TRNSYS model of the energy system was completed using the result of previous step as the total SH demand as well as the estimated domestic hot water (DHW) consumption from a stochastic model. This simulation produced the electricity demand profile of the heat pump when the heat pump provided the total heat demand. Subsequently, the electricity consumption of the flats and operational equipment were estimated using stochastic model and available monthly measurement, respectively. Since the feasibility and optimal placement of 74 𝑘𝑊 PV modules offered for these buildings had been already examined by the author in another study, the final simulation were performed in an hourly basis considering PV production and total electricity demand; i.e. EAHP, flats consumption and operational equipment. The results of the simulation showed that 21 % of total electricity demand during a year could be supplied by the proposed PV system even without any electrical storage, whereas 74 % of total yearly PV production is consumed by the local loads. The results also proved that removing old inefficient oil boiler and supplementing the pellet boiler with the combination of EAHP and PV could mitigate the annual purchased energy (including electricity and pellet) by approximately 40 % compared to the current condition.

Modern energy saving technologies are become increasingly mature, easier to implement and financially profitable. Both the European Union and the Swedish government have directives with goals regarding energy savings for the year 2020 and 2030. Here, making buildings more energy efficient plays a large role as around 40% of the total energy usage in Europe can be related to buildings. Constructing new, nearly zero energy houses is currently very popular, but as a vast majority of all buildings in a country like Sweden are older buildings, built before 1980, a majority of the used energy will come from these buildings. Hence, there is plenty of incentive for carrying out energy saving actions and investments in older buildings. From previous research and interviews with energy consultants, it can be concluded that energy saving actions are not being carried to the extent that is possible. This thesis aims to find out why this is and mainly what the main obstacles are when implementing energy saving solutions in older buildings. A case study, consisting of eight interviews with energy consultants and real estate owners was carried out in order to get an understanding of the current situation and the different stakeholders views on this issue. The results showed that, at least in the represented cases, there is a will among real estate owners for moving forward with energy saving. An understanding has also recently emerged where most real estate owners realize that there are great financial incentives connected to implementing energy saving solutions to current, older buildings. However, increased will of making a change has not yet resulted in a majority of buildings having installed energy saving solutions. One factor for this is that each building is its own individual case and therefore needs to be handled individually due to different conditions and are therefore suitable for different energy saving actions. Other factors include lack of technical and financial understanding among some real estate owners, slow decision making processes and ownership types. The research explores theories related to decision makings to provide a comprehensive overview regarding the current situation of energy saving in Sweden, as well as a contribution to the theoretical literature regarding decision making / Modern teknik inom energibesparing blir allt mer mognare, lättare att implementera och finansiellt lönsamt. Både den europeiska unionen och den svenska regeringen har direktiv med mål för energibesparing för år 2020 och 2030. Här spelar byggnader en viktig roll, då byggnader står för ca 40 % av den totala energianvändningen i Europa. Att bygga nya, nära noll energi byggnader är för närvarande väldigt populärt. Men i ett land som Sverige, där majoriteten av alla byggnader är äldre byggnader, kommer majoriteten av energianvändningen fortfarande från dessa. Därav finns det stora incitament till att genomföra energieffektiviserande åtgärder på äldre byggnader i Sverige. Från tidigare studier och intervjuer med energikonsulter kan det fastslås att energibesparande åtgärder ej genomförs i den grad som det är möjligt. Målet med denna rapport är att utröna varför det är så samt vilka huvudsakliga hinder som kan relateras till energibesparing i äldre byggnader. För att få en överblick av den befintliga situationen samt hur olika intressenter ser på denna fråga genomfördes en fallstudie bestående av åtta intervjuer med energikonsulter och fastighetsägare. Resultaten från studien pekade på att det finns en vilja bland fastighetsägare att gå vidare med energibesparande åtgärder. På senare tid har även en förståelse vuxit fram bland fastighetsägare där man inser att det även finns stora finansiella incitament med att implementera energibesparande åtgärder på äldre byggnader. Detta har dock ännu ej lett till att energibesparande åtgärder genomförts på en majoritet av befintliga byggnader. En anledning till detta är att varje byggnad måste hanteras individuellt då alla har olika förutsättningar och därmed lämpar sig för olika energibesparande lösningar. Andra faktorer inkluderar teknisk och ekonomisk kunskapsbrist bland vissa fastighetsägare, långsamma beslutsprocesser och ägarstrukturer. Studien nyttjar teorier relaterade till beslutsfattning för att ge läsaren en överblick av den befintliga situationen kring energibesparing i Sverige. I tillägg bidrar studien till den teoretiska litteraturen om beslutsfattning.

För småhusägare finns ekonomiska incitament till att sänka det årliga energibehovet för värme och tappvarmvattenberedning, då det utgör huvudparten av det totala årliga energibehovet för bostäder i Sverige. Valet av värmesystem är därför ett viktigt då det kan medföra mer eller mindre gynnsamma ekonomiska konsekvenser sett över längre tidsperioder,då den mängd köpt energi som systemet kräver kan medföra besparingar som viktas mot den ekonomiska investeringen av systemet.Syftet med denna studie har därför varit att skapa ett referensunderlag över fyra olika värmesystem med jämförelser mot småhus av olika storlek, geografisk placering samt olikaisoleringsstandard, där det eller de mest ekonomiskt gynnsamma värmesystemen, sett över en 50-årsperiod, kan utläsas utifrån dessa parametrar.De småhus som studien har jämfört har bestått av enplanshus med tre antagna areor, 89,7/120/150,3 m2. Dessa har jämförts för Malmö, Stockholm, Sundsvall samt Luleå, varpå varje area har innefattat tre olika antagna genomsnittliga värmegenomgångskoefficienter, Umedelvärden. Studien har genomförts med energiberäkningar enligt gradtimmemetoden, och den ekonomiska analysen genom beräknade livscykelkostnader, LCC, för de olika systemkonstellationerna. Fyra värmesystem har undersökts: Fjärrvärme, bergvärmepump, luft-vattenvärmepump samt frånluftsvärmepump. Frånluftsvärmepumpen har inkorporerats som ett FX-ventilationssystem, frånluftsventilation med värmeåtervinning. De övriga tre systemen har för studien kombinerats med ett FTX-ventilationssystem, från- och tilluftsventilation med värmeåtervinning.Resultaten har påvisat att FTX-system, i jämförelse med FX-system, sänker för samtliga studerade byggnader i Malmö det årliga värmeenergibehovet, den energi som måste tillsättas byggnaden, med 36–71%, medan det i Luleå sänks med 32–61%. Den årliga energianskaffningen, den energi som måste köpas för att värmesystemen skall generera erfordrad värmeenergi och tappvarmvattenberedning, är genomgående lägst för systemkonstellationen bergvärmepump i kombination med FTX. Den systemkonstellationenmed studiens genomgående högsta andel köpt energi, är fjärrvärme i kombination med FTX.Vid jämförelse av livscykelkostnader, LCC, har påvisats att fjärrvärme i kombination med FTX är mest ekonomiskt gynnsam endast då det årliga behovet av köpt energi är mycket litet, och att det vid högre behov istället blir det dyraste alternativet. Frånluftsvärmepump utgör ett ekonomiskt gynnsamt alternativ vid majoriteten av analyserade fall, tack vare lägre investeringskostnader som väger upp de högre värmeenergibehov som ventilationstypen medför. Bergvärme i kombination med FTX, utgör det dyraste alternativet i de flesta fall därdet årliga behovet av köpt energi är lågt, men påvisar ekonomisk gynnsamhet vid höga energibehov. Luft-vattenvärmepump i kombination med FTX, är relativt likvärdig bergvärmepump men har ej påvisats vara det billigaste alternativet i något studerat fall. Vid jämförelse mellan frånluftsvärmepump och bergvärmepump i kombination med FTX, har påvisats att för studiens samtliga analyserade objekt är den största prisskillnaden, utslaget på 50 år, mindre än 1.800 kr/år.Utifrån de parametrar som presenterats, har påvisats genomförbarhet i att skapa ett referensunderlag över optimal gynnsamhet för värme- och ventilationssystem hos småhus, vilket avläses utifrån husets storlek, U-medelvärde samt geografiska placering. / For homeowners, there are economic incentives to reduce the annual energy demand for heating and domestic hot water preparation, as these constitute the main part of the total annual energy demand for houses in Sweden. The choice of heating system is therefore important as it can have more or less favorable economic consequences over longer periods of time, as the amount of purchased energy required by the system can lead to savings that weigh against the economic investment in the system. The purpose of this study has therefore been to create a reference framework for four different heating systems, comparing them across houses of different sizes, geographical locations, and insulation standards, to identify the most economically beneficial heating systems over a 50-year period, that can be interpreted based on these parameters. The houses compared in the study were single-story houses with three assumed sizes: 89.7/120/150.3 m². They have been compared in Malmö, Stockholm, Sundsvall and Luleå, with each size having three different assumed average thermal transmittance values, average U-values. The study was conducted using energy calculations based on the degree-hour method, and the economic analysis was performed using calculated life cycle costs, LCC, for the different system configurations. Four heating systems were investigated: district heating, geothermal heat pump, air-to-water heat pump, and exhaust air heat pump. The exhaust air heat pump was incorporated as an MEVHR ventilation system, mechanical exhaust air ventilation with heat recovery, while the other three systems were combined with an HRVventilation system, mechanical exhaust and supply air ventilation with heat recovery. The results have shown that HRV systems, compared to MEVHR systems, reduce the annual heating energy demand, the amount of energy that must be supplied to the building, for all studied buildings in Malmö by 36-71%, while in Luleå it is reduced by 32-61%. The annual energy procurement, the amount of energy that must be purchased for the heating systems to generate the required heating energy and domestic hot water preparation, is consistently lowest for the geothermal heat pump system combined with the HRV. The system configuration with the highest proportion of purchased energy throughout the study is district heating combined with HRV. When comparing life cycle costs, LCC, it was found that district heating combined with HRVis the most economically beneficial system only when the annual demand for purchased energy is very low, and becomes the most expensive option at higher demands. The exhaust air heat pump is a cost-effective option in the majority of analyzed cases, thanks to lower investment costs that offset the higher heating energy demand induced by this type of ventilation. Geothermal heat pump combined with the HRV is the most expensive option in most cases when the annual demand for purchased energy is low but shows economic advantages at high energy demands. The air-to-water heat pump combined with the HRV is relatively similar to the geothermal heat pump but has not been shown to be the cheapest option in any of the studied cases. When comparing the exhaust air heat pump with the geothermal heat pump combined with the HRV, it is found that for all objects analyzed in the study, the largest price difference is, averaged over 50 years, less than 1,800 SEK/year. Based on the presented parameters, the feasibility of creating a reference framework for the cost-effectiveness of heating and ventilation systems in houses has been demonstrated, which can be assessed based on the house size, U-value, and geographical location.