I hushåll runt om i Sverige används fortfarande elektriska varmvattenberedare för uppvärmning av tappvarmvatten. Anledningen till detta är enkelheten, pålitligheten och den låga investeringskostnaden. Det finns på marknaden idag inget billigt ersättningsalternativ. Det går att värma både hus och tappvatten med andra uppvärmningssystem, men ett byte till något av dessa är både kostsamt och kan ta tid. Värmepumpar finns i många olika storlekar och används för olika ändamål. En värmepump med ändamålet att värma tappvatten, som är pålitlig, enkel och har en låg investeringskostnad skulle kunna sänka såväl elanvändning som driftkostnad. Värmepumpar kan använda sig av många olika värmekällor en av de mer okonventionella är solen. Att använda solen som energikälla till en värmepump är en spännande lösning, den stora effekttillförsel som solen förväntas bidra med kan öka årsvärmefaktorn markant. I länder där det råder varmare klimat och goda förutsättningar för solfångaren har den här typen av värmepumpar uppnått värmefaktorer mellan 2-9. I svenskt klimat har vi gott om sol på sommaren och desto mindre under vintern. För att säkerställa stabil drift så kommer en variant på en solvärmepump anpassad för svenskt klimat att studeras. Det kommer användas två förångare i serie, en solfångare och en som använder sig av omgivande luft som värmekälla. Luftförångaren skall säkerställa god drift under vintern samtidigt som solfångaren skall lyfta värmepumpen till nya nivåer under sommaren. Målsättningen är att simulera en solvärmepump i svenskt klimat och utreda dimensionerna på komponenter, hur de påverkar varandra samt beräkna en årsvärmefaktor. Det skall även utredas vad solen bidrar med. Det visar sig att det ej behövs en stor värmepump för att tillgodose det behov av energi som krävs för att värma tappvatten till önskade temperaturer. Genom att seriekoppla dessa två förångare visar det sig även att solfångaren ej tillför det förväntade, i det bästa driftfallet ökar enbart solfångaren årsvärmefaktorn från ungefär 2,7 till 2,8. / Many households around Sweden is still using an electric water heater for heating domestic hot water. The reason for this is the simplicity, reliability, and low investment cost of the electric water heater. There are no cheap replacement options on the Swedish market today. It is possible to heat the house and the domestic tap water with other heating systems, but a change to any of these are costly and can take time. Heat pumps are available in many different sizes and are used for various purposes. A heat pump with the purpose to heat tap water, which is reliable, simple and has a low investment cost could reduce both electricity usage and operating costs. Heat pumps can make use of many different sources of heat one of the more unconventional is the sun, a so called DX-SAHP. To use the sun as an energy source for a heat pump is an exciting solution, the large power supply from the sun is expected to contribute to the annual performance significantly. In countries where the climate is warmer and the conditions for the solar collector is good, this type of heat pumps reached a coefficient of performance between 2-9. In the Swedish climate, there are plenty of sunshine in the summer and almost none during the winter. To ensure stable operation a variant of a DX-SAHP designed for Swedish climate will be studied. There will be two evaporators in series, a solar collector and one that uses ambient air as a heat source. The air evaporator, should ensure good operation during the winter while the sun collector will lift the heat pump to new levels during the summer. The goal is to simulate a DX-SAHP in the Swedish climate, investigate the dimensions of the components and calculate the Seasonal Performance Factor (SPF). It is also to be investigated what the sun contributes to the heat pump. It appears that a fairly small heat pump meets the needs of energy required for heating the domestic water to the desired temperatures. The contribution from the sun collector to the SPF is in the best case from 2,7 to 2,8.

För att minska energianvändningen i hushåll med direktverkande el, har en luftvärmepump för att värma tappvarmvatten utvecklats. På så vis väntas elförbrukningen och därmed kostnaden för att värma tappvarmvatten mer än halveras. Värmepumpen ska värma vattnet i den befintliga varmvattenberedaren och på så vis avlasta elpatronen från att värma vattnet för hushållets dagliga rutiner. Alternativ för hur varmvattenberedaren ska laddas har tagits fram och utifrån de fyra faktorerna:effektivitet, ekonomi, enkelhet och utrymme, har alternativen betygsatts. Den bästametod för att ladda varmvattenberedaren utses och har därefter dimensionerats. Resultatet visar att av de föreslagna metoderna är det bäst att suga kallt vatten från botten på varmvattenberedaren för att värmeväxla i kondensorn som är en spiralformad rör-i-rörvärmeväxlare med köldmediet i det inre av rören. Vattnet som värmts till 60°C pumpas tillbaka till varmvattenberedaren och in i dess topp för att få bra skiktning. Dimensionerande längd för kondensorn är 7,57 meter. Tryckförlusterna som uppstår till följd av kondenseringen har beräknats men antas inte påverka värmeöverföringen. Den cirkulationspump som krävs för att pumpa tappvarmvattnet från varmvattenberedaren och tillbaka, bör vara flödesreglerad då flödet varierar vid olika driftförhållanden mellan 10,3 och 68,9 liter per timme. / To reduce the use of electricity in households heated with direct-acting electricity, a heat pump dedicated to heat water has been developed. As a consequence, the power consumption and the cost for heating water are expected to reduce to less than half. The water, heated by the heat pump will be filled in a storage water heater and thereby unburden the electric element for the household’s everyday routine. Several alternatives for how the storage water heater will be filled have been developed from the criteria efficiency, economy, simplicity and space occupying and each concept have been graded. The best concept to fill the storage water heater has been elected and is thereafter dimensioned. The results show that the best of the proposed ways to fill a storage water heater with warm water from the heat pump is to suck the cold water from the bottom of the storage water heater and heat exchange it in a helically coiled tube-in-tube condenser. When the water is heated to 60°C, to prevent the growth of Legionella bacteria, it gets pumped back to the storage water heater where it’s filled in the top for best stratification. The condensers length is decided to be 7,57 meters. The pressure loss due to the condensation has been calculated but is assumed to not affect the heat transfer. A pump is needed to circulate the water and the flow rate for varying condition is decided from10,3 to 68,9 liters per hour.

No description available.

Europeiska Unionen, EU, har som mål att år 2020 skall minst 20 % av energianvändningen i medlemsstaterna vara från förnyelsebar energi. En stor del av energianvändningen idag är för uppvärmning av hus och vatten. Samtidigt som allt sker strålar solen energirika strålar mot jordklotet. En metod för uppvärmning är att använda en bergvärmepump. Bergvärmepumpen kräver el till sin kompressor. För en energieffektiv samt god lösning ur ett förnyelsebart energi-perspektiv kan bergvärmepumpen drivas av el som genererats från solceller. Idag redovisas bergvärmepumpars effektivitet med nyckeltalen SCOP och hwh som visar hur effektivt bergvärmepumpen jobbar när den tillgodoser rumsuppvärmningsbehov respektive varmvattenberedning. Årsvärmefaktorn är en kombination av dessa två. SCOP och hwh beräknas idag enligt en 4 stycken standarder som EU framtagit. För att värmepumpsleverantörer ska få sälja bergvärmepumpar inom EU måste de ha beräknat SCOP och hwh enligt dessa standarder. Standarderna utgår från relativt konstanta yttre förutsättningar. Denna studien ska undersöka hur årsvärmefaktorn påverkas då dessa yttre förutsättningar varierar. Faktorerna som kommer undersökas är framledningstemperatur, tappvarmvattensbehov, dimensionerande värmebehov och geografisk placering. Resultatet visar att samtliga av de undersökta faktorerna har mer eller mindre en påverkan på årsvärmefaktorn. I en undersökning på en bergvärmepump var årsvärmefaktorn 4,5 för den systemlösning som standarden går efter. För samma bergvärmepump men med varierade yttre förutsättningar kunde årsvärmefaktorn variera mellan 1,2 till 6,3. Systemlösningen med den årsvärmefaktor 1,2 hade i förhållande till standardens systemlösning högre tappvarmvattensbehov samt var underdimensionerad. Systemlösningen med årsvärmefaktor 6,3 hade i förhållande till standardens systemlösning inget tappvarmvattensbehov, var överdimensionerad, hade lägre framledningstemperatur samt var placerad på en ort med kallare klimat. Resultatet tyder på att tappvarmvattensbehovet har den största påverkan på årsvärmefaktorn. / The European Union, EU, aims to achieve a minimum of 20% renewable energy. A large share of the energy use today is for the heating of houses and water, while at the same time, the sun provides a steady supply of energy-rich sunrays. A method for heating is to use a heat pump, which requires electricity for its compressor. In an energy efficient and sustainable solution, the heat pump could be driven by electricity generated by solar panels. Heat pumps performances are measured by the key value; annual heat factor. The annual heat factor indicates the total efficiency of the heat pump measured over the whole year. Today, the efficiency of heat pumps is indicated by the use of two key values; SCOP and hwh, which respectively shows the efficiency of the heat pump while fulfilling the room heating requirement and the DHW requirement. The annual heating factor is a combination of these key values. SCOP and hwh are calculated according to four standards developed by the EU. In order to be able to sell heat pumps, manufacturers in the EU have to follow these standards for calculating SCOP and hwh.  The standards assume relatively constant external conditions. This study investigates how the annual heating factor is affected when these external conditions are allowed to vary. The factors that will be investigated are the temperature of the flow line temperature, domestic hot water needs, dimensioning heating demand and geographic location. The results present that all of the investigated factors more or less affects the annual heating factor. In one investigation of a ground source heat pump the annual heating factor was 4,5 for the system solution that was based on the standard calculations. For the same heat pump but with external conditions that were allowed to vary the annual heating factor was estimated to vary between 1,2 and 6,3. The system solution with the annual heating factor of 1,2 had in relation to the EU standard system solution a larger domestic water demand and it was undersized. The system solution with an annual heating factor of 6,3 had in relation to the EU standard system solution no domestic water demand, was oversized, had a lower flow line temperature and was placed in a colder climate. The results imply that the domestic water demand has the biggest impact on the annual heating factor.

No description available.

Energy efficiency in the building sector is crucial for many countries in succeeding with the completion of goals regarding energy efficiency. This study has investigated if there are any possible and reasonable solutions for Attefallshus in Sweden to meet the demands of the National Board of Housing regarding energy performance in houses. By building a model and calculating the annual energy usage for a specific Attefallshus, through simulations with the software IDA ICE and general input, an energy audit has been obtained. By comparing the specific energy usage for the studied case with the requirement the conclusion that it is possible for this small building to achieve a low enough energy usage to meet the demand. Solar cells are the key to accomplish the target of a low specific energy usage and by combining this with an effective system for heating it possible to get under the limit. The usage of domestic hot water is a very large part of the building specific energy usage and alone almost reaches the set bounds which is why it is of great importance to carefully design systems and to regain heat with effective ventilation. A large part of the energy usage in Attefallshus is related to the user why awareness and careful usage of energy is a significant factor in reaching a low specific energy usage.