Bostadsområdet Stålet i Luleå ägs av en bostadsrättsförening som omfattar 30 stycken lägenhetshus. Riksbyggen är fastighetsförvaltare för denna förening och sköter bl.a. den tekniska förvaltningen. Riksbyggen har fått i uppgift att se över föreningens radiator- och fjärrvärme sekundärsystem för att i förlängningen eventuellt byta ut dessa system pga. eftersatt underhåll och med osäker drift som resultat. Detta projekt behandlar dessa system där en kartläggning av de befintliga systemen har genomförts och ett underlag för ett nytt system har utarbetats. En värmeeffektbehovsberäkning har utförts där hänsyn har tagits till tranmission, ventilation och oavsiktlig ventilation. En utförlig kartläggning och beräkning av transmission genom klimatskalet har genomförts, så även beräkning av förluster genom ventilation och oavsiktlig ventilation. Värmeförlusten genom respektive konstruktion i huset finns presenterad likaså ett värmeeffektbehov. Det befintliga radiator- och fjärrvärme sekundärsystemet har studerats och dokumenterats och ett nytt system har utarbetats där förslag på rördragning och dimensioner, placering och data för radiatorer, ventiler och rör framgår. Även totalt tryckfall har beräknats för vidare bestämning av pumpstorlek och typ. Detta underlag kan kompletteras med en ekonomiberäkning vilket tillsammans kan ligga till grund för ett beslut om ett nytt system ska påbörja att projekteras eller ej och i vilken omfattning.

På LKAB:s anläggning i Kiruna finns det tre kulsinterverk med tillhörande avgaspannor som tar tillvara på värmen i avgaserna från kulsinterverken. Dessa avgaspannor är huvudproducenterna av värme i det interna fjärrvärmesystemet som består av åtta olika flödeskretsar som är sammankopplade med värmeväxlare. För att balansera värmeproduktionen i systemet mot konsumtionen finns det oljepannor utplacerade i systemet som förbränner olja när det finns för lite tillgång på värme från avgaspannorna. Vid de tillfällen då värmeproduktionen är för hög i avgaspannorna finns det möjlighet att kyla bort överskottet mot ett klarvattensystem via tre kylvärmeväxlare som är placerade på flödeskretsarna i direkt anslutning till respektive avgaspanna. På grund av komplexiteten i systemet förekommer det att värme kyls bort i kylvärmeväxlarna samtidigt som det förbränns olja i systemet. Målet med examensarbetet är att finna åtgärder som kan minska mängden olja som förbränns samtidigt som det kyls bort värme från avgaspannorna. På grund av komplexiteten i systemet undersöks endast de tre flödeskretsarna i direkt anslutning till avgaspannorna samt deras koppling mot resterande system. Detta medför att antagandet gjordes att det inte finns några andra begränsningar som påverkar möjligheten att överföra värmen från avgaspannornas fjärrvärmeväxlare till förbrukarna i nätet. För att analysera problemet har timvärden för alla relevanta givare i systemet analyserats för 2018. Den onödiga oljeförbränning som sker samtidigt som det kyls bort värme har tagits fram genom att jämföra mängden som förbränns i hela systemet med summan av den värme som kylts bort vid samma tidpunkt i de tre kylvärmeväxlarna. I början av arbetet framkom att det finns en styrning som är kopplad mot avgaspanna 4 (AP4) som ser till att en del av värmen alltid kyls av mot kylvärmeväxlaren för att säkerställa temperaturen i klarvattensystemet. Enligt uppgift från LKAB gjordes antagandet i detta examensarbete att denna extra tillförsel av värme inte är nödvändig och antas därför vara möjlig att nyttja i fjärrvärmesystemet. Vidare påträffades flödesbegränsningar på sekundärsidan av fjärrvärmeväxlarna. Dessa var en del i styrningen av fjärrvärmeuttaget från avgaspannorna men analys visade att begränsningen hade bidragit till att öka oljeförbränningen i systemet genom att minska möjligheten till uttag av spillvärme. Under 2018 förbrändes 12,03 GWh olja samtidigt som värme kyldes bort från avgaspannorna, vilket motsvarar 67% av den totala oljeförbränningen under samma år. Om den avsiktliga bortkylningen skulle upphöra från AP4 skulle detta kunna minska till 10,75 GWh för 2018. Justering av flödesbegränsningarna som är angivna för fjärrvärmeväxlarnas sekundärflöden får en större betydelse. Om dessa skulle höjas från 320 m3/h till 380 m3/h för avgaspanna 2 och från 480 m3/h respektive 350 m3/h till 530 m3/h för avgaspanna 3 respektive 4 skulle den onödiga oljeförbränningen kunna minska till 5,75 GWh under 2018. Kombineras de två åtgärderna skulle det resultera i att endast 4,96 GWh olja skulle förbrännas under 2018 samtidigt som det kyls bort värme. / At LKAB's site in Kiruna, there are three pellet plants with associated systems for heat recovery that take advantage of the heat in the exhaust gases from the pellet plants. These three heat recovery systems are the main producers of heat for the internal district heating system, which consists of eight different flow circuits connected with heat exchangers. To balance the production of district heating in the system against the consumption, there are oil boilers placed in the system. These burn oil when there is too little heat available from the heat recovery system. On occasions when there is too much heat available at the heat recovery system, is it possible to cool off some heat to the process water system using three cooling heat exchangers. This heat exchangers are directly connected to the flow circuits close to each heat recovery system. Due to the complexity of the system operating situations sometimes occur where heat is cooled away to the process water at the same time as it is burning oil in the district heating system. The aim of the thesis is to find measures that can reduce the amount of oil burned while cooling heat from the heat recovery system. Due to the complexity of the system, only the three flow circuits closest connected to the heat recovery systems will be analyzed. Therefore the assumption was made that there are no other restrictions affecting the possibilities of transferring the heat from the district heating heat exchangers connected to the heat recovery systems to the consumers in the grid. To analyze the problem values for each hour during 2018 have been used for all relevant sensors in the system. The unnecessary oil combustion that has occurred while heat has been cooled off to the process water system has been defined by comparing the amount of oil combustion in the entire system during that time with the sum of the heat that cools of at the same time in the three cooling heat exchangers. At the beginning of the work, it was revealed that there is a control coupled to the flow circuit closest to pellet plant 4 which ensures that part of the heat always cools against the cooling heat exchanger, to ensure temperatures in the process water system. According to information from LKAB, an assumption is made that this heat can be used in the district heating system instead. It was also found flow restrictions on the secondary side of the three district heat exchangers. These restrictions were part of the control of the district heating outlet from the three flow circuits, but analysis showed that these limitations had caused an increase in the oil combustion by reducing the possibilities for extraction of waste heat. In 2018, combustion of oil produced 12.03 GWh heat at the same time as heat was cooled off from the heat recovery system, which corresponds to 67% of total oil combustion during the same year. If the intentional cooling to the process water system from pellet plant 4 ceased, this could be reduced to 10.75 GWh for 2018. Adjustments of the flow restrictions specified for the secondary side of the three district heat exchangers resulted in greater improvements. If these were raised from 320 m3/h to 380 m3/h for pellet plant 2 and from 480 m3/h and 350 m3/h to 530 m3/h for pellet plant 3 and 4, respectively, the unnecessary oil combustion could decrease to 5.75 GWh in 2018. Combining the two measures would result in only 4.96 GWh of oil being burned in 2018 while cooling heat to the process water.

This report is made as a literature review, focusing on the work done to increase understanding of efficiency in the categories of substations and secondary heating systems, with respect to the deviation from the theoretically possible cooling off in the distribution network as well as the economic benefit that appear. The main purpose of a considerable part of the literature used in this report addresses the issue of identifying individual causes of reduced cooling in district heating systems. These literature resources have been compiled and summarized as part of the report. The technology of district heating is associated with benefits such as better use of the energy in a fuel. This is the case of cogeneration plants where serial generation of electricity and thermal energy increases efficiency compared with the parallel generation where heat is generated locally and electricity is generated centrally. Serial generation thus allows for lower primary energy demand. Another benefit from combustion in units with higher capacity installed is that a higher control of emission with environmental impact is permitted. Additionally local environment change drastically when a few large supply units replace a large number of local supply units. It has also been shown that district heating can reduce greenhouse gas emissions in a cost efficient way. Thus being a part of the energy system to achieve the EU climate goals In Sweden, district heating is developed to a high degree. In connection with decreasing focus on expansion, the focus on maintenance and optimization and how district heating should look like in the future increases. In conjunction with lower heat demand from new and renovated buildings distribution cost will increase. For district heating to maintain competitiveness a development in distribution technology that move toward the next generation of distribution technology is necessary. Average temperatures today in Swedish district heating systems are for supply water 86 ° C and for return water 47 ° C. In the future temperature levels could decrease to current with temperatures down against 55 ° C supply temperature and 25-20 ° C return temperature. The latter system temperature levels moves towards the ideal possible. It is possible to distinguish four generations of district heating distribution technology. The differences between generations are essentially depending on temperature levels but also depend on state of matter. The first generation district heating used high-temperature steam for heat transfer and then the newer distribution technologies resulted in lower temperatures and change of phase, from gas to liquid. The third generation of district heating distribution technology meant lower temperature than the second generation, and likewise the fourth generation will have a lower temperature level than the third-generation distribution technology for district heating. The development is driven by the benefits of lower temperature levels. One of the more appealing benefits of lower supply temperature is the possibility to use low exergy heat, resulting in reduced need of primary energy. The potential heat sources where increased heat supply with lower system temperatures becomes available can be seen in the four next bullets. Waste heat Geothermal heat Solar heat Heat pump Other advantages obtained with lower temperature levels in heat distribution are. Lower distribution losses Higher electrical power efficiency in CHP Increased efficiency in flue gas condensation Increased capacity in the distribution network Reduced need for pump power in the distribution network Lower risk of serious scalding Increased capacity in heat storage Ability to use other materials for distribution at lower cost There seem to be a consensus in the literature that lower temperature levels in district heating systems are a desirable change. The reason for this is likely that there are mostly advantages of lower temperature levels. The drawbacks of lower temperature levels are negligible which make the risk of investment low.

Telge Nät äger och står för driften av fjärrvärmenätet i Södertälje. Detta fjärrvärmenät innefattarbland annat ett delnät som inkluderar Scania industriområde samt bostadsområden Pershagen ochVärdsholmen. Värmen till delnätet levereras dels från Igelstaverket men även från värmeåtervinning iScaniaområdet, något som bland annat lett till en ostabilitet på delnätet i sin helhet.Syftet med detta projekt var att utreda om dessa eller andra instabiliteter på nätet bidrog till störretemperatur- eller tryckvariationer som på lång sikt kan påskynda slitaget och utmattningen påsystemet. Temperaturvariationen på nätet analyserades för de större byggnadskomplexen B006,B210 och Clab samt för huvudledningen. Tryckvariationerna i nätet analyserades främst för B210 därsåväl hetvatten som fjärrvärme förbrukas, vilket leder till snabba regleringar av ventiler och pumpar.Därutöver genomfördes även tryckmätningar på huvudledningen för att analysera omtryckvariationerna från B210 fortplantar sig vidare samt om bytet av flödesriktningen i systemetorsakar några tryckslag.Temperaturvariationer kommer att leda till ökad axiell påfrestning på systemet och kommer främstatt matta ut särskilt utsatta komponenter som T-rör och andra kraftiga rörböjar. På längre sikt kandock även de rundgående svetsfogar som sammanfogar raka rör riskera att brista.Vid analysen av temperaturvariationer i nätet granskades data över hela året 2012 vilket visade attdet fanns en koppling mellan utetemperaturen och temperaturvariationerna på nätet. Vid följandeundersökning analyserades hur många temperaturcykler av olika storlekar som förekommer vidkomplexen. Därefter sammanställdes dessa för att beräkna hur många fulla temperaturcykler på110°C som motsvaras av dessa mindre cykler. Detta skedde med hjälp av Palmgren-Minersdelskadehypotes. Resultatet av denna analys visade att delnätet Clab var förhållande stabilt och attvariationerna höll sig inom tillåtna gränser. Temperaturen på framledningen vid B006 visade sig dockvara ganska instabil, detta kan delvis bero på instabiliteter på huvudledningen skapade avvariationerna i de övriga komplex som levererar värme till systemet.B210 visade sig ha mycket ostabila temperaturer på returledningen för hetvattnet och extremtostabila temperaturer gällande returledningen för fjärrvärmen, något som kan leda till kraftigtpåskyndad utmattning på såväl B210 komplexet som huvudledningen. Dessa problem beror till stordel på att hetvatten konstant matas för värmning av en målerianläggning som ligger i B210 området,där det stundvis inte finns någon förbrukning på detta. Då hetvattnet inte förbrukas leds det iställetvidare för att matas ut direkt på fjärrvärmenätets huvudledning samt används för värmning av andrabyggnadskomplex vid B210 där fjärrvärme normalt används som värmekälla. Detta leder till attfjärrvärmeledningarna periodvis värms upp kraftigt och hastigt av hetvattnet vilket skapar en stormängd temperaturcykler på systemet. Genom att minimera denna onödiga leverans av hetvattenskulle en stor del av temperaturproblemen på nätet förhindras.Tryckvariationerna vid B210 mättes med ett mätintervall på såväl 30 sekunder som 0,1 sekundermellan mätningarna. Intervallskillnaden mellan mätningarna visade på att snabba trycktransienterloggas som minimalt mycket större och måttligt mycket snabbare vid loggning med ett kortareintervall. Ett mätintervall på 0,1 sekunder tros dock fortfarande ge en alldeless för låg upplösning föratt registrera fulla tryckslag, något som leder till resultatet av mätningarna ska betraktas medförsiktighet.De största trycktransienter som registrerades vid B210 skedde på morgonen vid uppstarten avmåleriet. Dessa höll sig dock till en nivå där de inte uppskattas göra någon skada på systemet. Vidmätningarna på huvudledningen kunde inga spår av trycktransienterna vid B210 registreras. Utifråndessa data tros därmed inga tryckslag förekomma på det analyserade delnätet. / Telge Nät is the current owner and operator for Södertäljes district heating system. In this project apart of this system which includes Scania industial area as well as the residential areas of Pershagenand Värdsholmen will be investigated. The heating for this system is provided partly by thecogeneration plant of Igelsta as well as from heat production and recovery within the area of Scania.The main purpose of this project is to investigate whether or not these unusual operationcircumstances result in any temperature or pressure fluctuations which could lead to advancedfatigue on the system. Temperature fluctuations have been analyzed for main pipe as well as forB006, B210 and Clab which are all larger complexes within the area.Pressure fluctuations have been analyzed for the complex of B210 where hot water as well assuperheated water is used. This leads to intense pump and valve adjustments which is likely to causea lot of pressure fluctuations. The pressure is also measured at the main pipe to investigate if thefluctuations from B210 spread to other parts of the system.Analysis of the temperature fluctuations data from 2012 showed a correlation between the outdoorstemperature and the temperature within the district heating system. Following investigationsmeasured the amount of temperature cycles at the different complexes at several differentmagnitudes. The Temperature cycles were thereafter converted into full temperature cycleequivalents at 110°C using Palmgren-Miners hypothesis. These results were used to maketemperature fatigue estimations for the different complexes. The estimations showed that Clab wasa relatively stable system and that the fluctuations were kept within an acceptable range. Thetemperature of the feed pipe at B006 was proven to be quite unstable; this could be a direct result ofthe overall instabilities on the main pipe caused by heat production and heat recovery within Clabsand B210.The temperature at B210 was very unstable for the superheated water return pipe and extremelyunstable for the hot water return pipe. This instability could in the long run lead to a severelydecreased lifetime for the whole system. The instability is likely to be caused by a constant feed ofsuperheated water for heating at a paint shop which is located within B210, water that is fedregardless if there is need for heating in the paint shop or not. Excess superheated water which is notused for heating the paint shop is redirected to heat areas and pipes where hot water is normally theheat source, something which leads to large fluctuations on the system. By reducing the excess feedof superheated water to the paint shop a large portion of the problems with the systems could besolved.The pressure fluctuations at B210 were analyzed with a measure interval of 0.1 seconds and 30seconds between the measurements. This was done to determine whether or not the intervalbetween the measurements had a big influence on the registered pressure transient. Analysisindicated that pressure transients where registered as slightly bigger and relatively faster when themeasure interval of 0.1 seconds was used. It is however known that even a measure interval of 0.1seconds is far too slow to provide any results on the actual magnitude of the pressure transient. Theresult of this analyze should therefore not be considered as definitive.The largest pressure transients at B210 were registered at the startup of the paint shop. These werehowever still at a level where no damage is expected to occur on the system. Measurements at themain pipe showed no traces of the pressure transients from B210. This leads to the concussion thatthe analyzed pressure fluctuations are kept within an acceptable range.

Global energy consumption has been increasing continuously every year. Many energy sources are utilized. Conventional fossil fuels are not sustainable, and their environmental impacts are more apparent than ever before. For heating purposes, most of the heat still comes from combustion of both non-renewable and renewable energy sources. According to IEA (2019), only 10% of heat supply in industrial sectors and buildings comes from renewable sources. Hence, 40% of the carbon emission in the energy sector comes from heat. Therefore, shifting from non-renewable to renewable energy sources is essential in reducing the environmental impact from heat production. Sweden has a long tradition of solar thermal in district heating for cities. Therefore, this study tried to look at the application of solar thermal energy for heat production to supply the District Heating (DH) system and compare its environmental performance to other types of energy sources. The system that was examined in this study is the solar thermal collector field from Absolicon in Härnösand. A Life Cycle Assessment (LCA) was conducted to evaluate the life cycle environmental impacts of this solar collector field. The assessment was done by collecting primary data provided by Absolicon and its suppliers and secondary data from the literatures. The results showed that Absolicon solar thermal collector field generated less overall environmental impacts than conventional energy sources in heat production. Moreover, the result for carbon footprint of the solar collector is 4.4 kg CO2/MWh, which is at least 3-4 times less lifetime emissions when compared to other solar energy technologies. / Den globala energiförbrukningen har ökat kontinuerligt varje år. Många energikällor används. Konventionella fossila bränslen är inte hållbara och deras miljöpåverkan är mer påtaglig än någonsin tidigare. För uppvärmningsändamål kommer det mesta av värmen fortfarande från förbränning av både icke-förnybara och förnybara energikällor. Enligt IEA (2019) kommer endast 10 % av värmeförsörjningen i industrisektorer och byggnader från förnybara källor. Därför kommer 40 % av koldioxidutsläppen i energisektorn från värme. Därför är en övergång från icke-förnybara till förnybara energikällor väsentligt för att minska miljöpåverkan från värmeproduktion. Sverige har en lång tradition av solvärme inom fjärrvärme för städer. Därför försökte denna studie titta på tillämpningen av solvärmeenergi för värmeproduktion för att försörja fjärrvärmesystemet (DH) och jämföra dess miljöprestanda med andra typer av energikällor. Systemet som undersöktes i denna studie är solfångarfältet från Absolicon i Härnösand. En livscykelanalys (LCA) genomfördes för att utvärdera livscykelns miljöpåverkan av detta solfångarfält. Bedömningen gjordes genom att samla in primärdata från Absolicon och dess leverantörer och sekundärdata från litteraturen. Resultaten visade att Absolicon solfångarfält genererade mindre total miljöpåverkan än konventionella energikällor vid värmeproduktion. Dessutom är resultatet för solfångarens koldioxidavtryck 4,4E kg CO2/MWhvilket är minst 3-4 gånger mindre livstidsutsläpp jämfört med andra solenergitekniker.

Sweden is a country that since long have prioritized the development of energy-smart solutions and the optimization of energy systems to reduce its energy consumption. Energy usage encompasses various needs, including heating buildings and premises, but most importantly, heating of residential properties. Today, nearly half of all heating is done through district heating, and the transition towards the idealization of this energy source is therefore crucial for future climate transitions. This development is now focused on a new generation of district heating technology called the fourth-generation district heating (4GDH). These technologies aim to reduce distribution temperatures from the current third-generation district heating technology (3GDH), which operates at 80-120°C in forward flow and 40-60°C in return flow, to 55-70°C in forward flow and 20-35°C in return flow.  The present report addresses what 4GDH may look like, with a focus on low-temperature district heating islands within an existing 3GDH network. The project is based on energy efficiency, competition from heat pumps, and recent customer demands, which necessitate the modernization of low-temperature networks to ensure the competitiveness of district heating. The objective of this work is therefore to gain an overview of the potential for improvement when establishing a low-temperature district heating network within an existing network, considering ecologic and economic perspectives. Using the programme NetSim, five different scenarios for conventional and low-temperature installations in Eskilstuna have been simulated. The results show that a low-temperature installation becomes significantly more expensive when only considering pipe prices, with economic losses amounting to approximately 1.05 million SEK in case 1 and around 0.91 million SEK in case 2. However, it was observed that the low-temperature networks in case 1 and 2 have significantly lower heat losses, primarily due to the material of the heat carrier but also the temperature difference in the pipes. An economic calculation was made, which revealed savings compared to the conventional network in each case, with profits of approximately 37 200 SEK and 24 400 SEK for each case, respectively. Regarding the assumed dimensioning, it is also evident that the hydraulic balance in the low-temperature networks is better than in the conventional one. In the lower temperature networks, temperature losses in the forward flow of up to 0.5°C and 0.6°C can be observed for case 1 and 2, respectively, while the conventional networks lose up to 6,4°C and 10,4°C. It can also be noted that there is a higher pressure drop in the low-temperature networks due to increased flow velocity to ensure power delivery. Furthermore, contact with Mälarenergi has confirmed that a hot water central system works well and should be utilized when switching from the primary network.

The world is constantly striving towards a more sustainable living, where every part of contribution is greatly appreciated. When it comes to heating of buildings, district heating is often the main source of heat. During specific times, peak demands are created by the tenants who are demanding a lot of heat at the same time. This demand peak puts a high load on the piping system as well as the need for certain peak boilers that run on non-environmental friendly peak fuel. One solution that is presented in this degree project that solves the time difference between production and demand is by utilizing thermal storage solutions. A dynamic district heated building model is developed with proper heat propagation in the pipelines, thermal inertia in the building and heat losses through the walls of the building. This is all done utilizing 4th generation district heating temperatures. Modelica is the tool that was used to simulate different scenarios, where the preheating of indoor temperature is done to mitigate the possibility for demand peaks. Using an already existing model, implementation and adjustments are done to simulate thermal storage and investigate its effectiveness in a 4th generation district heating system. The results show that short-term energy storage is a viable solution in concrete buildings due to high building mass. However, combining both 4th generation district heating with storage in thermal mass is shown not to be suitable due to low temperatures of supply water, which is not able to increase the temperature of the building’s mass enough.

Degradation of steel pipes in district heating systems is often a result of corrosion processes. To maintain the power in the systems the pipes gets replaced when they have been worn-out, resulting in high cost and long service time due to excavation. A more affordable and time- effective method is known to be relining which implies renovation and facing of the already existing pipes. This thesis covers an initial review of the applicability of a polyamide curing solvent-free epoxy based relining for lifetime extension of corroded pipes in Stockholm Exergi's pipeline network. The research study is comprised of a literature search focusing on the permeability properties of epoxy coatings, an experimental part where the actual coating was tested for defined parameters similar to the prevailing ones in the system of Stockholm Exergi and finally an evaluation of the usability of the coating. Critical parameters such as the adhesion between the coating and the steel substrate, the sorption of water within the coating and the emit of Bisphenol A were carefully investigated during the analysis. Analysis methods such as pull of test, TGA, DSC and GC-MS were utilized in order to investigate the critical parameters. The adhesion between the coating and the substrate was found to be inadequate for the purpose, the TGA and DSC analysis showed a time-dependent increasing water sorption when exposure to 120 °C. At a higher temperature of 190 °C the sorption decreased. It was concluded that the coating cured at higher exposure temperatures which implied higher degree of conversion and thus a more brittle epoxy matrix. Additionally, the hydrophobicity decreased during 28 days of exposure, at both 120 °C and 190 °C, which can be supposed to affect the flow in the pipeline system during service. It can be stated that a spray coating consisting a polyamide curing solvent-free epoxy will not answer to a total solution for a lifetime extension for the pipes in Stockholm Exergi's pipeline network. An extended investigation regarding the exterior isolation of the pipes is suggested in order to circumvent the most critical breakdowns due to corrosion.

För att tillgodose framtidens växande behov av energi och samtidigt bidra till en långsiktigt hållbar energitillförsel krävs resurs- och energieffektivisering inom flera sektorer. Inte minst inom industrin som år 2016 stod för mer än 50 procent av det globala energibehovet. Tillvaratagandet av befintliga resurser såsom spillvärme från tryckluftsproduktion är en möjlig effektiviseringsåtgärd. Till grund för examensarbetet ligger ett önskemål från koncernen Sandvik AB att utreda besparingspotential och kostnader för reinvestering i en av industrins kompressorcentraler, Götvalsverket. Reinvesteringen avser två nya kompressorer vars spillvärme integreras i industrins befintliga närvärmesystem och möjliggör för minskade resurs- och energikostnader samt utsläpp av CO2. Arbetet syftar till att analysera olika kompressorlösningar utifrån ett ekonomiskt och miljömässig perspektiv. Detta görs med hjälp av insamlad data, känslighetsanalyser och lönsamhetskalkyler med tillhörande LCC. Målet är att kunna besvara olika frågeställningar rörande total investeringskostnad, energi- och resursbesparing samt utsläppsreducering. Två fall av produktion undersöks, dels vid drift enligt Götvalsverkets befintliga produktionstid och dels med en optimerad drifttid för kompressorenheterna. En litteraturstudie har också genomförts där flera studier visar att tryckluft är ett dyrt alternativ för energiproduktion och att implementering av effektiviseringsåtgärder, däribland återvinning av spillvärme, därför kan vara väl grundade investeringar. Även andra fördelar kan kopplas till energieffektivisering, exempelvis förbättrad produktion och arbetsmiljö för anställda. Resultatet av arbetet visade att särskilt ett kompressoralternativ stod ut från de övriga ur både en ekonomisk- och miljömässig synpunkt. Detta alternativ erbjöd inte den billigaste investeringen men däremot var mängden återvunnen värme så pass mycket större än för andra alternativ, att energibesparingen minskade återbetalningstiden drastiskt. Tillvaratagande av befintliga resurser som spillvärme, tillsammans med industrins minskade energianvändning, anses vara en nödvändighet för att kunna säkerställa välmående hos både människor, djur och natur i framtiden. / In order to meet the growing demand for energy in the future, while contributing to a long-term sustainable energy supply, resource and energy efficiency measures are required within several sectors. In 2016 the industry sector accounted for more than 50 percent of the global power demand. The use of existing resources, such as waste heat from compressed air production, is a possible efficiency measure.  Behind this thesis work is a request from the Sandvik AB Group to estimate savings potential and reinvestment costs in one of the industry's compressor centers, Götvalsverket. The reinvestment refers to two new compressors whose waste heat is integrated into the industry's existing district heating system and allows for reduced resource and energy costs as well as a reduction of CO2-emissions.  This work aims to investigate different compressor alternatives from an economic- and environmental perspective. This is done using collected data, a sensitivity analysis and profitability calculations with an attached LCC-analysis. The aim is to answer various questions regarding total investment cost, energy and resource saving as well as emission reduction. Two cases in production are investigated. The first according to the existing operation hours in Götvalsverket and the second case with an optimized operating time for the compressor units.  A literature review has also been conducted where several studies show that compressed air is an expensive alternative to energy production and that implementation of efficiency measures, including waste heat recovery, can be well-founded investments. Other benefits can also be linked to energy efficiency, such as improved production and an improved work environment for employees.  The result of the work showed that one alternative in particular stood out from the other compressor solutions, both from an economic and environmental point of view. This option did not offer the cheapest investment but the amount of recovered waste heat was much larger than for the other alternatives and therefore, energy savings reduced the payback period drastically.  The utilizing of existing resources such as waste heat, together with the industry sector’s reduced energy consumption, is considered a necessity in order to ensure the well-being of people, animals and nature in the future.

Fjärrvärme i dagens Sverige är ett väletablerat sätt att leverera värme för både industriell och privat användning. Med nästa generations fjärrvärmesystem vid horisonten kan förändringar av existerande fjärrvärmenät komma att bli vanligt förekommande. Trots att det inte är fullt aktuellt med den typen av renoveringar ännu så måste fjärrvärmenät ibland byggas ut för att hantera nya situationer som kan uppstå. För att få en god uppskattning om vad de nya situationerna kommer kräva, och potentiellt kosta, så är simuleringsmodeller ett användbart verktyg. Den här studien har granskat en kommande ökning av effektbehovet och en konsekvent ökning av den producerade värmen angående fjärrvärmesystemet lokaliserat i Malå. Granskningen genomfördes via etablering av en simuleringsmodell som baserats på metoder från tillgänglig litteratur. Empiriska värden användes både som indata till modellen och för feluppskattning. Två hypotetiska scenarier undersöktes där effektbehovet hos en industrikund antas dubbleras, ett som systemet ser ut idag och det andra med ett termiskt energilager i form av en ackumulatortank inkluderat. Simuleringssvaren gav en uppskattning av hur mycket effekt en ny produktionsenhet behöver kunna producera för att nå ett eftersökt mål. Dessa visade på att en ny produktionsenhet med en effekt av minst 10.50 MW är nödvändigt. Vidare så indikerade resultaten att installation av ett sådant energilager med den valda styrningen inte reducerar effektmagnituden hos en ny produktionsenhet. De visade dock på att införande av energilagret kan medföra en reduktion i antalet effektsvängningar som förekommer i systemet. Beroende på övrig konfiguration så minskades förekomsten av antalet effektsvängningar mellan 0.2 till 25.5 procent med ett energilager av den minsta undersökta volymen infört. / District heating in Sweden is a well established way of delivering heat for both industrial and private applications. With the next generation of district heating on the doorstep, changes of existing district heating networks may become a regular occurrence. Despite the fact that these kinds of reconstructions are not quite applicable yet, refurbishments of existing district heating networks are still sometimes necessary in order to deal with new prerequisites that may appear. In order to achieve a good estimation of what these new prerequisites will require and possibly cost, the usage of tools such as models for simulation are valuable. This study has evaluated a future increase of power demand and the subsequent expansion of the produced heat concerning the district heating network located in the city of Malå. The evaluation was carried forth by establishment of a simulation model which was based on present literature. Empirical data was used both as input and for error estimation. Two hypothetical scenarios were examined in which the power demand of an industrial customer is assumed to be doubled. The first represented the system as it is defined presently, while the other introduced a tank thermal energy storage to the system. The results of the simulation yielded an estimate of how much heat a new plant needs to produce in order to attain a set goal. These suggested that the necessary heat production in the new plant needs to be at least 10.50 MW. Furthermore, the results indicated that the inclusion of a thermal energy storage of this kind and with the defined priorities will not reduce the required size of a new production plant. However, they did indicate that the defined thermal energy storage may contribute to a reduction in the number of power fluctuations occurring in the system. Depending on other configurations, the frequency of the power fluctuations were reduced between 0.2 to 25.5 percent with the inlcusion of the smallest examined thermal energy storage.