District heating is considered an environmentally friendly, efficient and cost-effective way of providingheat to buildings but even so, the industry will be facing several challenges in the upcoming years. Acombination of higher operating costs, growing demand, competition from alternative heatingtechnologies, national and international climate and energy goals and the need for transparency towardscustomers places high requirements on many thermal energy suppliers. One path to try to meet many ofthe demands is to introduce heat load control in the shape of thermal inertia in buildings as a short-termthermal energy storage. Several pilot tests have been performed in the matter but no study regardinglarge scale implementation and effects on the network has been performed. Adding to this, severaldifferent thermal energy suppliers are developing similar technologies alongside each other but there iscurrently no documentation on different approaches on the matter.Stockholm Exergi, a thermal energy supplier in Stockholm, have just started a project regarding heatload control and wanted deeper understanding in the matter. The overall purpose of this thesis hastherefore been to evaluate how heat load control could be performed successfully by Stockholm Exergito continue to promote competitive and sustainable delivery of district heat. This was done throughanalysis of other heat load control projects which resulted in eight key performance indicators. Thesewere; revenue, costs, fuel mix, greenhouse gas emissions, customer satisfaction, energy demand,available capacity and peak load. The key performance indicators were used to evaluate one ongoingtest run of heat load control performed by Stockholm Exergi to determine the profitability of theapproach. The test consisted of a control period of three hours in four buildings. The base of the studyconsists of a literature study and interviews performed both internally and externally.From the data analysis it was concluded that the energy savings due to heat load control were between13-19% for the individual buildings. The average total energy saving compared the entire day was 15.8%and the average total energy saving during the control period was 57.3%. It could also be concluded thatthe average total available capacity for all four buildings due to heat load control was 410 kWhcorresponding to 20.34Wh/m2 floor area.With the current price agreements, it was found that customers could save 0.145% on their monthly billdue to this reduction. For Stockholm Exergi, cost savings took the shape of avoided fuel costs and thetotal average cost savings were during the control period 0.072% with heat pumps as marginalproduction. Due to lack of data it was not possible to calculate other costs. The avoided GHG emissionsdue to the reduction in generation was 3.4 kg CO2-equivalents. During the control, the indoortemperature was reduced by a maximum of 0.587⁰C but no residents in the test buildings complainedabout bad indoor conditions.It was concluded that the current method and process for heat load control at Stockholm Exergi showsimilar results as other heat load control projects. Even though it is too soon to know for certain, it wasalso found that it has the potential to be economically, socially and ecologically successful in large scale.The thesis also concluded a list of recommendations for the future development of the heat load controlproject within Stockholm Exergi that would contribute to increase the probability of a successfulimplementation.Lastly, it was found that Stockholm Exergi is in the forefront of the development of heat load controlon large scale and are therefore in a position of trial and error where caution is paramount. / Fjärrvärme anses vara ett miljövänligt, effektivt och ekonomiskt lönsamt sätt att tillhandahålla värmetill byggnader men fjärrvärmeindustrin kommer ändå att stå inför flera utmaningar under de kommandeåren. En kombination av högre driftskostnader, ökad efterfrågan, konkurrens från alternativauppvärmningstekniker, nationella och internationella klimat- och energimål samt behovet av öppenhetgentemot slutanvändarna ställer höga krav på många fjärrvärmeleverantörer. Ett sätt att försöka mötadessa krav är att införa värmelastkontroll i form av termisk tröghet i byggnader som en kortsiktigvärmeenergilagring i fjärrvärmenätet. Flera pilot tester har gjorts inom området men ingen studierörande storskalig implementering och effekter på nätverket har utförts. Vidare utvecklar flera olikafjärrvärmeleverantörer liknande tekniker parallellt med varandra, men det finns för närvarande ingendokumentation gällande de olika metoderna.Stockholm Exergi, en fjärrvärmeleverantör i Stockholm, har nyligen påbörjat ett projekt inomvärmelastkontroll och har önskat djupare förståelse inom ämnet. Det övergripande syftet med dennaavhandling har därför varit att utvärdera hur kontroll av värmelasten kan genomföras framgångsrikt avStockholms Exergi för att fortsätta främja konkurrenskraftig och hållbar leverans av fjärrvärme.Detta gjordes genom analys av andra projekt rörande värmelastkontroll vilket resulterade i åtta nyckeltal.Dessa var; vinster, kostnader, bränslemix, växthusgasutsläpp, kundnöjdhet, energibehov, tillgängligkapacitet och toppbelastning. Dessa användes för att utvärdera en pågående testkörning avvärmelastkontroll i Stockholms Exergis fjärrvärmenät för att bestämma lönsamheten med metoden.Testkörningen gjordes i fyra byggnader under en kontrollperiod på tre timmar. Avhandlingen hade singrund i en omfattande litteraturstudie och interna samt externa intervjuer.Från dataanalysen drogs slutsatsen att energibesparingen var mellan 13–19% för de enskildabyggnaderna. Den genomsnittliga totala energibesparingen jämfört hela dagen var 15,8% och dengenomsnittliga totala energibesparingen under kontrollperioden var 57,3%. Den genomsnittliga totalatillgängliga kapaciteten på grund av värmelastkontroll blev därigenom 410 kWh vilket motsvarade 20,34Wh/m2 golvyta.Med de nuvarande prisöverenskommelserna konstaterades det att kunderna kunde spara 0,145% på sinmånatliga faktura på grund av denna minskning. För Stockholm Exergi fanns kostnadsbesparingar iform av undvikna bränslekostnader för spetsproduktion. Den genomsnittliga besparingen för undviknabränslekostnader var under kontrollperioden 0,072% med värmepumpar som marginalproduktion. Ingaandra kostnader kunde beräknas på grund av begränsad data. De undvikna växthusgasutsläppen på grundav denna minskning var 3,4 kg CO2-ekvivalenter. Under kontrollen reducerades innertemperaturen somhögst med 0,587 °C men inga boende klagade över försämrade inomhusförhållanden.En slutsats var att den nuvarande metoden och processen för kontroll av värmelasten utförd avStockholms Exergi visar liknande resultat som andra projekt inom samma område. Det kunde ävenfastställas att det har god potential att vara ekonomiskt, socialt och ekologiskt framgångsrikt i stor skalai framtiden. Avhandlingen fastställde också en lista med rekommendationer för den framtidautvecklingen av värmelastkontroll inom Stockholms Exergi. Dessa rekommendationer ska bidra tillökad sannolikhet för en framgångsrik implementering.Slutligen konstaterades det att Stockholms Exergi ligger i spetsen för utvecklingen av värmelastkontrolli stor skala. Detta innebär att de är i en position där det gäller att försiktigt och långsamt prova sig fram.

The aim of the Masterâs thesis was to create a computational model for integration of the cogeneration unit into the smart thermal network. For the better use of waste heat from the selected cogeneration unit MOTORGAS MGM250 during the summer period, the absorption circuit was dimensioned and the appropriate trigeneration computational model was formed. In the theoretical part, the function, operation and heat performance of the cogeneration unit as well as the suitability of the connection of the cogeneration unit with the absorption chiller during the summer period were described. In the practical part, the operational data of the Faculty of Mechanical Engineering of the Brno University of Technology and the theoretical performance data from created cogeneration and trigeneration computational models were compared. Based on this comparison, the conclusion about the suitability of use of both computational models was made.

The quest to balance occupant comfort with energy efficiency is a key challenge in the field of heating systems, particularly for hydronic radiators. This study addresses this issue by investigating the integration of body heat predictions into a gain-scheduling controller for a hydronic radiator system. Although the benefits of gain-scheduling control strategies are acknowledged in HVAC systems, this exploration into the integration of body heat predictions in hydronic radiator systems presents a novel approach. A Linear Parameter-Varying (LPV) controller was employed and its impact on comfort, energy consumption, and robustness in the face of varying parameters such as the number of occupants, inaccuracies in body heat prediction, and set-point temperature changes was examined. This proposed controller was tested in a simulated house heating system made in Simulink. Findings indicated a substantial enhancement in comfort, especially under low-load scenarios. The controller demonstrated notable robustness against disturbances, highlighting the system’s reliability. Although energy consumption did not show significant reduction, the ability to maintain comfort levels without increasing energy use is a valuable contribution to sustainable heating practices. The results of this study extend our understanding of control strategies in hydronic radiator systems, providing a promising approach towards more comfortable, robust, and energy-efficient solutions. Further research should focus on improving the accuracy of body heat prediction algorithms and incorporating renewable energy sources for increased energy efficiency. In sum, this work represents a significant step towards a more balanced and sustainable future in the operation of hydronic radiator systems. / Denna studie utforskar möjligheten att balansera komfort och energieffektivitet i vattenburna elementsystem genom att integrera kroppsvärmeberäkningar i en gain-scheduling regleralgoritm. Vi presenterar en nyanserad metod som använder en Linjär Parameterberoende (LPV) reglerare. Denna reglerare anpassar sig till varierande parametrar som antal personer i rummet, osäkerheter i kroppsvärmeberäkningar och förändringar i inställd temperatur. Den föreslagna regleraren testades i ett simulerat husvärmesystem skapat i Simulink. Resultaten indikerade en betydande förbättring i komfort, särskilt under låglastscenarier. Regleraren uppvisade också anmärkningsvärd robusthet mot störningar, vilket understrykersystemets tillförlitlighet. Även om ingen signifikant minskning i energiförbrukning observerades, är förmågan att bibehålla komfortnivåer utan att öka energianvändningen ett värdefullt bidrag till hållbara uppvärmningsmetoder. Denna studie utökar vår förståelse för reglerstrategier i vattenburna elementsystem och erbjuder en lovande väg framåt mot mer komfortabla, robusta och energieffektiva lösningar. För framtida forskning bör fokus ligga på att förbättra noggrannheten i kroppsvärmeberäkningsalgoritmer och att integrera förnybara energikällor för ökad energieffektivitet. Sammantaget representerar detta arbete ett betydande steg mot en mer balanserad och hållbar framtid i drift av vattenburna elementsystem.