The energy used by building sector accounts for approximately 40% of the total energy usage. In residential buildings, 30-60% of this energy is used for space heating which is mainly wasted by transmission heat losses. A share of 20-30% is lost by the discarded residential wastewater and the rest is devoted to ventilation heat loss.   The main objective of this work was to evaluate the thermal potential of residential wastewater for improving the performance of mechanical ventilation with heat recovery (MVHR) systems during the coldest periods of year. The recovered heat from wastewater was used to preheat the incoming cold outdoor air to the MVHR in order to avoid frost formation on the heat exchanger surface.   Dynamic simulations using TRNSYS were used to evaluate the performance of the suggested air preheating systems as well as the impact of air preheating on the entire system. Temperature control systems were suggested based on the identified frost thresholds in order to optimally use the limited thermal capacity of wastewater and maintain high temperature efficiency of MVHR. Two configurations of air preheating systems with temperature stratified and unstratified tanks were designed and compared. A life cycle cost analysis further investigated the cost effectiveness of the studied systems.   The results obtained by this research work indicated that residential wastewater had the sufficient thermal potential to reduce the defrosting need of MVHR systems (equipped with a plate heat exchanger) in central Swedish cities to 25%. For colder regions in northern Sweden, the defrosting time was decreased by 50%. The temperature control systems could assure MVHR temperature efficiencies of more than 80% for most of the heating season while frosting period was minimized. LCC analysis revealed that wastewater air preheating systems equipped with temperature stratified and unstratified storage tanks could pay off their costs in 17 and 8 years, respectively. / <p>QC 20190830</p>

I dagens samhälle ligger stort fokus på energianvändningen för bostäder och kommersiella fastigheter. Energianvändningen beskriver inte bara en byggnads energibehov, utan också miljö- och ekonomiska aspekter. Flerbostadshus är en del av Sveriges bostad- och servicesektor, som utgör 40 % av Sveriges totala energianvändning (Henning, 2017). Ventilationssystem i flerbostadshus utgör således en betydande del av fastighetens energianvändning och måste därför ständigt effektiviseras för att tjäna ett hållbart samhälle. I nuläget är den verkliga energianvändningen för ett flertal av JM:s driftsatta FTX-aggregat (till- och frånluftssystem med värmeåtervinning) okänd. Detta på grund av att tillgängliga energiberäkningar och deklarationer redovisar byggnadens totala energianvändning uppdelat i fyra huvudkategorier; uppvärmning, komfortkyla, tappvatten och byggnadens fastighetsenergi. Energianvändningen för ventilationssystemet framgår inte specifikt från dessa beräkningar, utan delas in i kategorierna uppvärmning och byggnadens fastighetsenergi. Rapporten undersöker, under perioden mars – juni 2018, energianvändningen för totalt elva stycken FTX-aggregat i två av JM:s projekt i Stockholm, Kista Torn och Nya Kvarnen 2. Undersökningens syfte är att försöka beräkna den verkliga energianvändningen för dessa FTX-aggregat. Energiberäkningar har genomförts med värden hämtade från egna samt tidigare utförda mätningar, som jämförts med projekterade värden. Resultatet indikerar att den genomsnittliga energianvändningen för FTX-aggregaten i Kista Torn är ca 120 000 kWh/år. Den större delen av energianvändningen går åt till att värma tilluften. Undersökningen visar på att den genomsnittliga temperaturverkningsgraden är ca 7 % lägre än den projekterade verkningsgraden. De beräkningar som genomförts visar även att uppvärmningskostnaden har ökat med ca 150 000 kr/år, i jämförelse med de projekterade värdena. Det beror till stor del på den minskade temperaturverkningsgraden, men också på grund av förändrade luftflöden i aggregaten. Undersökningen i Nya Kvarnen 2 har inte kunnat göras lika omfattande. Beräkningarna som genomförts här tyder på att energianvändningen uppgår till ca 61 000 kWh/år och aggregat. Tillförlitligheten av beräkningarna störs dock av att inga egna mätningar kunde utföras, att dokumentationen var bristfällig, samt att övervakningssystemet SCADA redovisade orimliga värden. Slutsatsen för rapporten indikerar att den verkliga energianvändningen för FTX-aggregaten generellt är högre än vad som tidigare projekterats. Energianvändningen varierar markant beroende på luftflöden och temperaturverkningsgrad. Störst påverkan på energianvändningen har dock temperaturverkningsgraden. Det visade sig att temperaturverkningsgraden vara svår att bestämma, då många felkällor och faktorer påverkar framtagningen, samt att resultatet varierar beroende på vald mätmetod. För bättre kontroll på energianvändning rekommenderas fler och mer kontinuerligt genomförda mätningar. Alternativt skulle övervakningsprogrammet SCADA kunna användas i större utsträckning för beräkning av energianvändning, förutsatt att precisionen och placering av temperaturgivare förbättras. / In today's society the energy use within residential and commercial real estate is of great importance. Energy use does not only describe a building's energy needs, but also its environmental and economic aspects. Apartment buildings are a part the Swedish residential and service sector, which constitutes 40 % of Sweden's total energy use (Henning, 2017). The ventilation system in apartment buildings makes up a significant part of the property's energy use, it must therefore continuously be improved to work towards a more sustainable society. The actual energy use for several of JM's powered air assemblies is unknown today. Energy calculations and declarations show that the building's total energy use is divided into four main categories; heating, comfort cooling, tap water and property energy. The energy use of the ventilation system is not made apparent in these aforementioned calculations since it is distrubuted into two of the main categories, heating and property energy. The report examines the energy use for a total of eleven air assemblies within two of JM's projects in Stockholm, Kista Torn and Nya Kvarnen 2. The purpose of the study is to find the actual energy use of these air assemblies. Energy calculations will be carried out using values ​​taken from our own and previously performed measurements, which will be compared to expected projected data. The result indicate that the average energy use of the air assemblies in Kista Tower is approximately 120 000 kWh/year. The majority of the energy use goes to heating the supply air. The study shows that the average heat recovery efficiency is circa 7 % lower than the projected efficiency. The calculations show that the cost of heating has increased by approximately 150 000 SEK/year compared to projected data. This is largely due to the reduced heat recovery efficiency but partly due to changes in the airflow within the air assemblies. The study made in Nya Kvarnen 2 was not as extensive, although calculations of energy use have been carried out. These calculations show an energy use of approximately 61 000 kWh/year for each separate air assembly. The reliability of these numbers is considered low because no control measurements could be made. The documentation was inadequate along with the monitoring system, SCADA, which reported unrealistic values. The conclusion of the report shows that the actual energy use of the air assemblies is in general higher than expected. The energy use varies depending on the airflow and heat recovery efficiency, however the greatest impact comes from the heat recovery efficiency in the air assemblies. Heat recovery efficiency was proven difficult to determine because of the multiple sources and factors affecting the measurement. This made the results fluctuate greatly depending on the method chosen of calculating the heat recovery efficiency. To oversee the actual energy use in these air assemblies, more frequent measurements are recommended. Alternatively, the SCADA monitoring program could be used to calculate the energy use, but to do so the accuracy and placement of temperature sensors needs to be improved.