No description available.

Idag står världen inför stora utmaningar när det kommer till tackla problematiken kring utökade miljöproblem och konsekvenserna som dessa medför. Det mest kritiska problemet på global skala har identifierats som utsläpp av växthusgaser som bidrar till en förstärkt växthuseffekt genom förhöjda medeltemperaturer på jorden. Stor del av utsläpp av växthusgaser är idag kopplat till fossilbaserad elproduktion. Inom EU produceras idag nästan hälften av all el genom förbränning av fossila bränslen så som naturgas och kol. Det är därför av stor vikt denna typ av produktion fasas ut, men också att elanvändningen hos konsumenter minskas. Med bakgrund av förstärkta klimathot och ökad konkurrens så pågår en ständig utveckling inom marknaden för hushållsapparater mot att tillverka mer energieffektiva lösningar. Inom området för utveckling av diskmaskiner på ASKO Appliances AB utreds möjligheterna kring att minska elförbrukningen i sina maskiner. En föreslagen lösning till detta är att komplettera maskinerna med en värmepump för uppvärmning av diskvattnet istället för enbart ett konventionellt elelement. Studier har visat att denna metod för vattenuppvärmning kan minska elförbrukningen upp till 24 %. Lösningen innebär att en kondensor formad som en spole placeras i maskinens bottenbrunn för att avge värme till det förbipasserande diskvattnet. I detta arbete läggs fokus på kondensor-enheten i värmepumpsystemet och dess geometri, med syftet att utvärdera möjligheterna kring förbättrad värmeöverföring till vattnet genom att simulera olika geometrier på kondensorn. I arbetet används programvaran COMSOL Multiphysics för att skapa en 3D-modell över problemet och simulera olika geometrier och förutsättningar. Modellen valideras genom jämförelse med experimentellt framtagna data. Genom flödessimuleringar undersöks komponentens effektavgivning vid förändringar av kondensorns diameter, rördiameter samt ökat avstånd mellan varven (pitch) och antal varv i spolen. Resultat presenterade i denna studie visar att det går att förbättra kondensorns effekt med jämfört med grundutförandet om rördiametern ökas. Ett alternativ innebär att antalet varv på kondensorn behålls enligt grundutförandet och att diametern ökas med 3 mm vilket genererar en effektökning motsvarande 22 %. Ett andra alternativ är att ta bort ett varv på kondensorn och öka diametern med 4,5 mm vilket resulterar i 24 % effektökning. Undersökningen om att öka avstånden mellan varven visar att kondensorns effekt avtar när avstånden blir större. Genom analyser av flödesdistributionen runt om kondensorn har det konstaterats att denna effekt uppstår på grund av utloppets karaktär som ger upphov till stora områden med låga hastigheter i brunnen. Diskussion har förts kring hur detta kan förebyggas och det finns god potential till vidarestudier inom frågan. / Today, the world is faced with major challenges when dealing with environmental problems and their consequences. The most critical issue on a global scale has been identified as greenhouse gas (GHG) emissions that contribute to the enhanced greenhouse effect through elevated average temperatures around the globe. A large part of GHG emissions is linked to fossil-based electricity production. Within the EU, almost half of all electricity is produced by combustion of fossil fuels such as natural gas and coal. It is therefore of great importance that this type of production is phased out, but also that the consumption of electricity by consumers is reduced. In the domestic appliances industry, continuous development towards more energy-efficient solutions has been happening in response to climate change threats and stiff competition in the global marketplace. In the field of dishwasher development, ASKO Appliances AB investigates the possibilities of reducing electricity consumption by their machines. A suggested solution is to supplement the machines with a heat pump for heating the wash water instead of only a conventional electrical element. Studies have shown that this method of water heating can reduce electricity consumption by up to 24%. The solution means that a coil-shaped condenser is placed in the bottom-well of the machine to deliver heat to the bypassed water. In this work, focus is placed on the condenser unit in the heat pump system and its geometry, with the purpose of evaluating the possibilities for improved heat transfer to the water by simulating different geometries on the condenser. In this work, the COMSOL Multiphysics software is used to create a 3D model over the system and simulate different geometries and conditions. The model is validated by comparison with experimental data. Flow simulations evaluates the emitted power of the component when changing the diameter of the condenser, pipe diameter, and increased distance between the turns (pitch) and number of turns in the coil. Results presented in this study show that it is possible to improve the condenser-performance in comparison to the original design, if the pipe diameter is increased. One alternative means that the number of turns on the condenser is maintained according to the original design and the diameter is increased by 3 mm, which generates a 22 % increase of heat transfer rate. A second option is to remove one turn on the condenser and increase the diameter by 4.5 mm, resulting in a 24% increased heat transfer rate. The analysis of increasing the distance between the turns shows that the condenser’s heat transfer decreases as the distances increase. By analyzing the flow distribution around the condenser, it has been found that this effect occurs due to the nature of the outlet, which causes large areas with low velocities around the condenser. Discussion has been made on how this can be prevented and there is good potential to conduct further studies in the matter.

<p>Drying laundry has become a huge consuming factor of energy in residential areas through drying machines as tumble dryers and cabinet dryers. In USA the increasing use of drying machines in households increased from 40% during the 1970 to 80% in the 1990, which correspond to a usage of approximately 76 million drying machines.</p><p>The European market for drying cabinets is not huge. It is mainly Scandinavia that is using cabinet dryers for drying laundry these days. Nowadays cabinet dryers that use hoses to evacuate humid air out the building are developed in the market. Asko Cylinda AB has developed a new condenser cabinet dryer out of a regular cabinet dryer. With the new condenser cabinet dryer no hoses are required because the drying process take place in a closed recirculation system. Several openings at the back of the condenser cabinet dryer make it possible to dry laundry horizontal in different sections.</p><p>In this thesis the condenser cabinet dryer has been studied in a simulation program that is called Comsol MultiPhysics. A 2-dimensonal model was created where the airflow patterns and temperature distribution in the dryer was simulated. On the basis from the basic model of the dryer several modifications was created to attain knowledge of which modifications contributes to an improved airflow pattern.</p><p>The temperature distribution in the condenser cabinet dryer is uneven in the sections according to the simulations the air distribution is good in section 2 and 3 in the basic model. The factor that has the largest impact on the air distribution is the air stream that flows up at the back inside the cabinet, the air stream restrains a part of the hot air jet from the openings at the back. Case 1.1 is the modification that created the best airflow profile, which contributed to an even temperature distribution. In the modification the textiles were used to cover up the space at the back of the cabinet to eliminate the air stream to flow up between the textile and the openings. The effect transport between the textile and the air increased with 50 % at several sections when the modification was carried out according to case 1.1.</p><p>This study is a good basis for further studies in simulation of airflow and temperature distribution in the condenser cabinet dryer. The next step in the study is to create a 3-dimensional model of the cabinet. With this study the 3-D model could be accomplished easier by using parameters from the 2-D model as data on the boundaries. By doing so the system could be delimited, this would reduce the use of computer capacity.</p> / <p>Torkning av kläder har med tiden utvecklats till att bli en stor faktor av energiförbrukning i bostadsområden genom maskiner som bl. a. torktumlare och torkskåp. I USA ökade användningen av torkmaskiner i hushåll från 40% under 1970 till 80% i 1990, vilket motsvarar en användning av ca 76 miljoner torkmaskiner.</p><p>Marknaden för torkskåp är inte stor i Europa. Det är främst Norden som använder torkskåp för torkning av kläder. I dagsläget tillverkas s.k. avluftarskåp, d.v.s. det krävs en slang ut ur huset för att evakuera den fuktiga luften. Asko Cylinda AB har på senare tid utvecklat ett nytt kondensorskåp av ett sådant avluftarskåp. Med det nya kondensorskåpet behövs det inte någon evakueringsslang ut ur huset eftersom torkningen sker i ett recirkulerande system. Gälarna i bakkanten av torkskåpet möjliggör plantorkning eftersom luften skickas in i flera sektioner.</p><p>I uppsatsen har kondensorskåpet studerats i ett simuleringsprogram som kallas Comsol MultiPhysics. En 2-dimensionell modell skapades där bl.a. luftströmningsbilden och temperaturfördelningen i skåpet simulerades. Utifrån grundmodellen skapades ett antal modifieringar på kondensorskåpet för att erhålla kunskap om vilka modifieringar som ger bättre luftflödesbilder.</p><p>Temperaturfördelningen i kondensorskåpet är ojämn enligt simuleringarna då luftdistributionen är bäst i sektion 2 och 3 i grundmodellen. Faktorn som har störst påverkan på luftströmningsprofilen är den uppströmmande luften vid baksidan av skåpet, luften bromsar upp den varma luftstrålen ut från gälarna. Fall 1.1 är modifieringen som skapa den bästa luftströmningsprofilen vilket bidrog med en jämnare temperatur-fördelning. I modifieringen användes textilerna för att täppa igen ytorna vid baksidan av kondensorskåpet för att eliminera uppströmmande luft framför gälarna. Effekttransporten mellan textilen och luften ökade med upp till 50 % på flera sektioner då grunduppställningen modifierades enligt fall 1.1.</p><p>Studien i denna rapport är ett bra underlag för fortsatta studier inom simulering av luftströmningen och temperaturfördelningen i kondensorskåpet. Nästa steg i studien är att konstruera en 3-dimensionell modell av skåpet. Med hjälp av den här studien kan en 3-D modell underlättas genom att använda parametrar från 2-D modellen som indata på randvillkor. Genom det kan systemet avgränsas för att minimera 3-D modellens konsumtion av dataminne.</p>

Drying laundry has become a huge consuming factor of energy in residential areas through drying machines as tumble dryers and cabinet dryers. In USA the increasing use of drying machines in households increased from 40% during the 1970 to 80% in the 1990, which correspond to a usage of approximately 76 million drying machines. The European market for drying cabinets is not huge. It is mainly Scandinavia that is using cabinet dryers for drying laundry these days. Nowadays cabinet dryers that use hoses to evacuate humid air out the building are developed in the market. Asko Cylinda AB has developed a new condenser cabinet dryer out of a regular cabinet dryer. With the new condenser cabinet dryer no hoses are required because the drying process take place in a closed recirculation system. Several openings at the back of the condenser cabinet dryer make it possible to dry laundry horizontal in different sections. In this thesis the condenser cabinet dryer has been studied in a simulation program that is called Comsol MultiPhysics. A 2-dimensonal model was created where the airflow patterns and temperature distribution in the dryer was simulated. On the basis from the basic model of the dryer several modifications was created to attain knowledge of which modifications contributes to an improved airflow pattern. The temperature distribution in the condenser cabinet dryer is uneven in the sections according to the simulations the air distribution is good in section 2 and 3 in the basic model. The factor that has the largest impact on the air distribution is the air stream that flows up at the back inside the cabinet, the air stream restrains a part of the hot air jet from the openings at the back. Case 1.1 is the modification that created the best airflow profile, which contributed to an even temperature distribution. In the modification the textiles were used to cover up the space at the back of the cabinet to eliminate the air stream to flow up between the textile and the openings. The effect transport between the textile and the air increased with 50 % at several sections when the modification was carried out according to case 1.1. This study is a good basis for further studies in simulation of airflow and temperature distribution in the condenser cabinet dryer. The next step in the study is to create a 3-dimensional model of the cabinet. With this study the 3-D model could be accomplished easier by using parameters from the 2-D model as data on the boundaries. By doing so the system could be delimited, this would reduce the use of computer capacity. / Torkning av kläder har med tiden utvecklats till att bli en stor faktor av energiförbrukning i bostadsområden genom maskiner som bl. a. torktumlare och torkskåp. I USA ökade användningen av torkmaskiner i hushåll från 40% under 1970 till 80% i 1990, vilket motsvarar en användning av ca 76 miljoner torkmaskiner. Marknaden för torkskåp är inte stor i Europa. Det är främst Norden som använder torkskåp för torkning av kläder. I dagsläget tillverkas s.k. avluftarskåp, d.v.s. det krävs en slang ut ur huset för att evakuera den fuktiga luften. Asko Cylinda AB har på senare tid utvecklat ett nytt kondensorskåp av ett sådant avluftarskåp. Med det nya kondensorskåpet behövs det inte någon evakueringsslang ut ur huset eftersom torkningen sker i ett recirkulerande system. Gälarna i bakkanten av torkskåpet möjliggör plantorkning eftersom luften skickas in i flera sektioner. I uppsatsen har kondensorskåpet studerats i ett simuleringsprogram som kallas Comsol MultiPhysics. En 2-dimensionell modell skapades där bl.a. luftströmningsbilden och temperaturfördelningen i skåpet simulerades. Utifrån grundmodellen skapades ett antal modifieringar på kondensorskåpet för att erhålla kunskap om vilka modifieringar som ger bättre luftflödesbilder. Temperaturfördelningen i kondensorskåpet är ojämn enligt simuleringarna då luftdistributionen är bäst i sektion 2 och 3 i grundmodellen. Faktorn som har störst påverkan på luftströmningsprofilen är den uppströmmande luften vid baksidan av skåpet, luften bromsar upp den varma luftstrålen ut från gälarna. Fall 1.1 är modifieringen som skapa den bästa luftströmningsprofilen vilket bidrog med en jämnare temperatur-fördelning. I modifieringen användes textilerna för att täppa igen ytorna vid baksidan av kondensorskåpet för att eliminera uppströmmande luft framför gälarna. Effekttransporten mellan textilen och luften ökade med upp till 50 % på flera sektioner då grunduppställningen modifierades enligt fall 1.1. Studien i denna rapport är ett bra underlag för fortsatta studier inom simulering av luftströmningen och temperaturfördelningen i kondensorskåpet. Nästa steg i studien är att konstruera en 3-dimensionell modell av skåpet. Med hjälp av den här studien kan en 3-D modell underlättas genom att använda parametrar från 2-D modellen som indata på randvillkor. Genom det kan systemet avgränsas för att minimera 3-D modellens konsumtion av dataminne.

With more restrictions regarding the use of refrigerants with high GWP-values, refrigeration systems that uses R744 (Carbon dioxide) as a refrigerant increases. Supermarkets are energy intense facilities where the refrigeration system utilize a significant part of the total utilized energy. Heat recovery have been proven beneficial and reduces the total energy utilization for the building.  This master thesis evaluates an existing R744 refrigeration system with heat recovery, for the purpose to find an optimal system configuration and control strategy that minimizes the operational costs. Today the refrigeration system uses a water-cooled condenser/gas cooler that during the period from February to November 2021 consumed 8 194 m3 of cooling water, that resulted in high water costs for the supermarket. With the development of a model that takes historical data as input can different system configurations and control strategies be tested and compered to the historical analysis of the existing refrigeration system. Four system configurations with different heat recovery solutions were evaluated.  The result of this study shows that the operational cost can be reduced by 31% (55 400 SEK) with a control strategy that adapts the discharge pressure to the facility’s heating demand. With maximized heat recovery the condenser/gas cooler load decreases and therefore the cooling water flow decreases too. With an additional heat exchanger in the supermarkets ventilation exhaust duct can the water consumption further be reduced, compared with similar system without an additional heat exchanger. The additional heat exchanger reduced the cooling water consumption by 1 400 m3 for the investigated period and reduced the total operational cost by 9 800 SEK. However, it is recommended to first apply the control strategy that adapts the discharge pressure to the heating demand, and from there evaluate the benefits of a heat exchanger in the exhaust duct. / Med ett allt strängare regelverk angående användandet av köldmedier med höga GWP-värden, ökar antalet kylanläggningar som använder R744 (Koldioxid) som köldmedium. Livsmedelsbutiker är energikrävande där kylsystemen är en stor del av den totala energimängd som nyttjas. Studier visar att värmeåtervinning för dessa system kan med fördel användas för att minska energianvändningen i fastigheten.  Detta masterexamensarbete utvärderar en befintlig R744-kylanläggning med värmeåtervinning, i syfte att finna en optimal systemkonfiguration och styr-strategi som minimerar driftkostnaderna. Idag används en vattenkyld kondensor/gaskylare som under perioden februari till november 2021 förbrukade 8 194 m3 kylvatten, vilket resulterade i höga vattenkostnader för butiken. Genom att utveckla en modell som använder historisk mätdata som indata kan olika systemlösningar och styr-strategier testas och jämföras med analysen av det befintliga kylsystemet. Fyra systemkonfigurationer med olika grad av värmeåtervinning utvärderades. Studiens resultat visar att driftkostnaderna kan reduceras genom att anpassa kylsystemens högtryck till fastighetens värmebehov. Genom att maximera värmeåtervinningen minskar nyttjandet av kondensorn/gaskylaren och därmed flödet av kylvatten. Med en extra värmeväxlare i butikens frånluftskanal kan vattenförbrukningen reduceras ytterligare jämfört med liknande system utan denna värmeväxlare. Dock rekommenderas att initialt nyttja en styrstrategi som anpassar högtrycket efter värmebehov, för att sedan utvärdera fördelarna med en värmeväxlare i ventilationens frånluftskanal.

Modeling of heat transfer using Dymola. In this report a evaporator, economizer and superheater where modeled. The report describes how the models where modeled and what input was most suitable for a accurate model.