I underjordiska gruvor behöver stora mängder luft tillföras. När utetemperaturen sjunker under 0 °C leder detta till stort uppvärmningsbehov för att fukten i tilluftschaktet inte ska frysa, vilket inte bara är kostsamt, utan även negativt ur ett hållbarhetsperspektiv. Vanligtvis återvinns ca 35 % av det årliga energibehovet för uppvärmningen. Med en roterande värmeväxlare anpassad för gruvventilation är det möjligt att återvinna hela energibehovet för att värma tilluften över 0 °C för att förhindra isbildning i luftschaktet. Syftet med projektet var att undersöka och beräkna värme- (och energi) överföring i en roterande värmeväxlare som funktion av luftflödet, effekten för att värma tilluften och dimension på värmeväxlarens rotordiameter.   Kontaktarean på ackumulatormaterialet av en pilotanläggning har beräknats för att undersöka hur stor värmeöverförande yta som förekommer och hur denna yta påverkas vid olika dimensioner på materialet. Teoretisk värmeöverföring och värmeöverföringen av pilotanläggningen vid kallt klimat har beräknats. Dessa resultat har sedan använts för att dimensionera värmeväxlarens rotordiameter i full skala.    Den totala värmeöverföringsytan vid med pilotanläggningens dimensioner beräknades till 4086 m2. Den teoretiska värmeöverföringen beräknades till 214 kW. Vid uppskalning till ett vanligt förekommande luftflöde i full skala (150 m3/s) beräknades värmeöverföringen till 2988 kW, kommer en rotordiameter på 11 m krävas. Eftersom beräkningarna inte tar hänsyn till praktiska förluster, är resultatet en grov uppskattning. Möjligheten att jämföra resultatet med andra befintliga anläggning är begränsad, eftersom denna typ av roterande värmeväxlare ej förekommer i gruvventilation idag. / In underground mines, large amounts of fresh air need to be supplied. When the outdoor temperature drops below 0 °C, the supplied outdoor air must be heated to prevent the moisture in the supply air shaft from freezing. This is not only expensive, but also negative from a sustainability perspective. Today usually about 35 % of the annual energy demand of the heating is recycled. With a rotary heat exchanger adapted for mine ventilation, it is possible to recover all the energy required to heat the supply air to at least 0 °C. The purpose of this project was to investigate and calculate the heat (and energy) transfer in a rotary heat exchanger as a function of the air flow, the required effect to heat the supply air, and the dimension of the rotor diameter of the heat exchanger.    The contact area of the accumulator material of a pilot plant was calculated to investigate the heat transfer surface and how this surface is affected by different dimensions of the material. The theoretical heat transfer and the heat transfer of the pilot plant in cold climate were also determined. These results were used to provide an estimate of the rotor diameter of the heat exchanger required in full scale.   The total heat transfer surface with unchanged dimensions was calculated to 4086 m2. The theoretical heat transfer was calculated to 241 kW. When upscaling to a common air flow at full scale (150 m3/s) the heat transfer was calculated to 2988 kW, a rotor diameter of 11 m will be required. Since the calculations do not consider (energy) losses that will occur in practise, this estimate is conservative. The possibility to compare results with a similar exchanger is limited, since this type of rotary heat exchanger is not used in mine ventilation today.

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.

I takt med att hållbar utveckling blir mer aktuellt och det ställs högre krav på produkter att eftersträva såväl FN:s klimatmål som målen för Grön teknik, arbetar företag aktivt för att effektivisera sina produkter. Effektiviteten för en roterande värmeväxlare innefattar främst den termiska verkningsgraden, vilket beror på hur mycket värme som återvinns från byggnadens utgående luft till den ingående. Studier påvisar att värmeöverföringen i rotorns folie från rotorns varma till kalla sida (longitudinell termisk konduktivitet) reducerar rotorns verkningsgrad. Denna studie undersöker hur slitsar i en rotors folie påverkar den longitudinella termiska konduktiviteten. Den metod som främst tillämpats är experiment som har utförts på en enskild plan folie och miniatyrrotorer. För respektive uppsättning jämförs en modell med och utan slitsar samt att resultatet ställs i korrelation med teori inom värmeledning. Ett förslag på applicering av slitsar i produktion presenteras och tillämpas för att skapaden prototyp som testas experimentellt. Slitsarnas konstellation bestäms dels utifrån appliceringsmetoden, men även handberäkningar och numeriska beräkningar genom finita elementmetoden. Flera experiment har genomförts där samtliga påvisar att slitsar i materialet medför en lägre termisk konduktivitet. Utifrån resultaten uppmättes en reducering av materialets termiska konduktivitet upp till 29,5 %. Vidare diskuteras osäkerheten med resultatet vilka bland annat innefattar värmeförluster, mätosäkerhet och den mänskliga faktorn. Slutligen presenteras utvecklingspotential med studien och förslag på framtida arbeten. Studien anses vara unik i sitt slag och därmed en grund för förhoppningsvis många intressanta framtida arbeten. / As sustainable development is getting more relevant and higher demands are placed on products to pursue the UN climate goals and the goals for Green Tech, companies areactively working to make their products more efficient. The efficiency of a heat wheelincludes mainly the thermal efficiency which depend on how much heat that is recycled from the extracted air to the supply air of a building. Studies show that heat whichtransfers through the material in the heat wheel from the hot side to the cold side (longitudinal thermal conductivity) reduces the efficiency. This study examines how the application of slits in the heat wheels material affect the longitudinal thermal conductivity. The main method used in this study are experiment which have been conducted both on a single piece of foil and on a heat wheel. For each set, a model with and without slits are compared whose results are placed in correlation with the theory of thermal conductivity. A suggestion of the slits application in the production are presented and used to make the prototype which are tested through experiment. The constellation of the slits aredetermined through the method of application, analytical calculations and numerical simulations by the finite element method. Several experiments have been conducted and all demonstrate that the application of slits in the material generate a lower thermal conductivity. Based on the results, a reduction of the materials thermal conductivity measured up to 29,5 %. Furthermore, the uncertainty of the results are discussed which includes, among other things, heat loss,measurement uncertainty and human error. Finally, development possibilities with the study will be presented with some suggestions for future work. The study is considered unique by its nature and therefore, hopefully a solid foundation for future studies.

För att skapa ett bra inomhusklimat i flerbostadshus ställs höga krav på ventilationssystemet för att ta hand om den fukt som skapas. Det finns således anledning att undersöka om Boverkets byggreglers krav för minsta luftflöde är tillräckligt ur fuktsynpunkt. Syftet är att uppmärksamma problem med ökande fukttillskott i nyproducerade flerbostadshus vilket skulle kunna förändra projekteringen av ventilation i framtiden. För att kunna undersöka om Boverkets byggreglers krav är tillräckligt ur fuktsynpunkt analyseras relativ fuktighet och fukttillskott i fyra flerbostadshus i Jönköping. Det framgår att flera lägenheter erhöll höga värden för fukttillskott och relativ fuktighet vilket kan skada byggnaden och påverka människors hälsa. Boverkets byggreglers krav för minsta luftflöde var otillräckligt ur fuktsynpunkt i flera av de undersökta flerbostadshusen. / To create a good indoor climate in apartment buildings, high demands are made on the ventilation system to take care of the moisture that is created. There is therefore reason to investigate if Boverket, the Swedish National Board of Housing, Building and Planning, requirements for minimum airflow are sufficient from a moisture point of view. The purpose is to rise awareness about increasing additional moisture in newly built apartment buildings, which could change the project planning of ventilation systems in the future. In order to investigate whether requirements of the Boverket building regulations are sufficient from a moisture point of view, relative humidity and additional moisture were analyzed in four apartment buildings in Jönköping. Several apartments received high values of additional moisture and relative humidity which could damage the building and affect human health. The requirements of Boverket building regulations for minimum airflow should therefore be reviewed.

För att ha en chans att ändra trenden med ökande utsläpp av växthusgaser är internationella samarbeten nödvändiga. Därför har EU genom miljökvalitetsmålet Begränsad Miljöpåverkan satt krav på högsta tillåtna utsläpp av växthusgaser. Att sänka energianvändningen för upp- värmning är ett steg i att även sänka utsläpp av koldioxid, som är en av växthusgaserna. Sänkning av energianvändning kan göras på flera sätt, bl.a. genom att öka tjockleken på isoleringen eller återvinna värmen i frånluften. Men dessa åtgärder ska inte helt okritiskt göras.  Att använda roterande värmeväxlare är ett sätt att återvinna värmen i frånluften. Luften passerar då en rotor med öppna kanaler som roterar kring sin egen axel över till tilluftssidan. Detta möjliggör fuktöverföring oberoende om rotorn är hygroskopisk eller ej. Dvs. möjligheten för kanalväggen att ta upp vattenmolekyler eller inte.  Mätningar av relativ fuktighet, temperatur och daggpunkt har gjorts på tre objekt. Därefter har ånghalter och verkningsgrader beräknats. Med objekt menas småhus där roterande värmeväxlare installerats i ventilationssystemet. Objekten är belägna i Linköping, Stockholm och Norge. Ett beräkningsexempel har ställts upp som visar hur fuktverkningsgraden påverkas av olika fukttillskott. I verkligheten råder dock inte stationära förhållanden för fukttillskottet som är en förutsättning för resultaten på dessa beräkningsexempel.  I denna rapport kommer den skrivande således fram till att fuktåterföring sker även för icke hygroskopiska värmeväxlare. Även att fuktverkningsgraden svarar med en viss tröghet vid återhämtning av ett tillfälligt förhöjt fukttillskott. Fuktverkningsgraden är dock betydande för fukttillskott över ca 1-2 g/m3. / To have a chance to change the trend of increased greenhouse gases are international collaborations necessary. Therefore, the EU through the environmental quality objective of Reduced Environmental Impact sat requirements for maximum allowable emissions of greenhouse gases. Reducing energy use for heating is a step that also reduces emissions of carbon dioxide; which is one of the greenhouse gases. Reducing energy use can be done in several ways, including by increasing the thickness of the insulation or heat recovery from exhaust air. However, these measures should not be uncritically made. The use of a rotating heat exchanger is a means to recover heat from exhaust air. The air then passes a rotor with open channels that rotates around its own axis over to the supply air side. This allows moisture transfer regardless of whether or not the rotor is hygroscopic. That is, the ability of the channel wall to take up water molecules or not.  Measurements of relative humidity, temperature and dew point has been made on three objects. Thereafter steam content and efficiencies was calculated. In other words, the objects are referred to single- ore two-family homes where a rotary heat exchanger is installed in the ventilation system. The objects are located in Linköping, Stockholm and Norway. An example calculation is set up that shows how moisture efficiency is affected by different moisture addition. In reality in which the conditions is not stationary the moisture supplement that is a prerequisite for the results of these calculation examples.  In this report, the writer thus concluded that moisture reversal will occur even for non- hygroscopic heat exchangers. Although the moisture efficiency corresponds with a certain slowness in the recovery of a temporarily elevated moisture addition. Moisture efficiency is significant for moisture supplement of about 1-2 g/m3.