Användningen av pellets har ökat kraftigt de senaste åren och har blivit ett viktigt verktyg för att minska miljöpåverkan. I energibranschen är viktigt utreda möjligheten att effektivisera tillverkningsprocessen för att ligga i framkant av utvecklingen och göra bränslet till ett attraktivt val för konsumenterna. En stor del av pelletstillverkarnas utgifter går till att torka det råmaterial som pellets består av. Torkning och transport av material är två energikrävande processer som är nödvändiga i många industrier och kan ibland innebära stora utgifter såväl kostnadsmässigt som miljömässigt. Pneumatisk transporttorkning är ett sätt att kombinera torkning och transport av material och tekniken kan vara lämplig att använda vid pelletstillverkning. På Karlstads Universitet finns en pneumatisk transporttork vars syfte är att forska och utveckla torkning av råmaterial.I den här studien byggdes en modell för att hjälpa användaren att förutse vilket tryckfall och utgående fukthalt som kan förväntas vid torkning av sågspån. Modellen kan användas som ett hjälpmedel vid planering av försök i Karlstads Universitets pneumatiska transporttork.Modellen byggdes i beräkningsverktyget Excel. Dess resultat jämfördes med testserier genomförda i Karlstads Universitets pneumatiska transporttork. Totalt genomfördes trettiotre olika testserier då tryckfall och utgående fukthalt jämfördes. Testserierna skiljde sig ifrån varandra i fråga om massflödet luft, material och ingående lufttemperatur.Vid lägre lufttemperaturer förutsåg modellen en högre utgående fukthalt än vad som kunde uppmätas. När den ingående lufttemperaturen var 120 °C förutsågs ibland rätt, ibland högre och ibland lägre fukthalt i jämförelse med testserierna. Tryckfallet kunde med god noggrannhet förutsägas då lufthastigheten var låg. Då hastigheten var högre var differensen mellan mätdata och modellen större.Känslighetsanalysen visade att en möjlig förklaring till att modellen i vissa fall förutsåg en hög fukthalt kan vara att vissa materialegenskaper var felaktigt antagna. Störst påverkan hade antagandena angående partiklarnas densitet och antalet partiklar som flödar genom systemet per sekund. Det simulerade tryckfallet påverkades inte av ovan nämnda antaganden.Modellen har stor utvecklingspotential men vidare studier rekommenderas för att skapa en bättre förståelse för såväl den pneumatiska transporttorken som modellen. Studierna bör främst riktas mot att bestämma partikelegenskaper och att kontrollera hur väl tryckfallet överensstämmer men mätdata i hela torken. Om det genomförs finns goda möjligheter att modellen kan bli användbar för användare av Karlstads Universitets pneumatiska tork.

På kraftvärmeverket där Växjö Energi AB bedriver fjärrvärmeproduktion i Växjö och har vid en rutinkontroll gjort en datorsimulering av tryckförhållandena i fjärrvärmenätet och upptäckt ett onormalt tryckfall lokaliserat till huvudventilen för returvattnet.Arbetet är en utvärdering av åtgärdsförslag och tekniska- samt ekonomiska analyser i samband med tryckfallet över huvudventilen där det konstateras att tryckfallet orsakas av en blockering i ventilen och inte på grund av andra orsaker som felinställningar eller bristande underhållsarbete. Det konstaterades även ett tryckfall över ett smutsfilter i samband med ventilen.Tekniska och ekonomiska analyser visar att det onormalt höga tryckfallet medför ett ökat vattenpumparbete och i samband med det även en ökad elkostnad som är 7,7 % högre jämfört med ett idealt tryckfall över ventilen vilket anges av ventilens tillverkare, och utan tryckfall över smutsfiltret.Kostnadsförslag vid ett driftstopp av huvudanläggningen för att elda på reservanläggningar, som endast kan elda med bio-olja, medan åtgärdsarbetet av ventilen och silen utförs beräknat över sju dagar enbart baserat på bränslekostnaden är fem gånger högre jämfört med priset för konventionellt fast skogsbaserat bränsle.

Skanska Deep Green Cooling is a very energy efficient system for cooling of a building. The system use deep boreholes to cool the building. In the cold part of the year, when the temperature outside is lower than the temperature out from the boreholes, the boreholes will be charged with coldness and the heat in the boreholes are used to preheat the ventilation air. The system has potential to be more energy efficient by optimization of the pumps and the pressure drop in the system. Pressure drop is crucial for the pumps power requirement. In the report two methods are theoretic tested to lowering the pressure drop to lower levels. The first method work with full open control valves and the second method work with bypass of control valves. Energy saving of the two methods are 7 percent. / Skanska Deep Green Cooling är en energieffektiv metod för kontorskyla. Metoden bygger på att nyttja kylan som finns i marken för att kyla en byggnad. Under kalla delen av året så laddas berget åter med kyla samtidigt som värmen från berget förvärmer ventilationsluften. Deep Green Cooling bygger på principen att inte krångla till det i onödan, därmed har styrsystemet upprättats så enkelt som möjligt. Kylsystemet har i dag redan en mycket god verkningsgrad, men det finns möjlighet att höja den. Denna rapport tar upp två metoder för att effektivisera driften av Deep Green Cooling. Båda metoderna går ut på att minska onödiga förluster i systemet och därmed spara energi, teoretiska beräkningar visar på ungefär 7 procent i besparing.

Metoder för analys av en bränslebädd i en biobränsleeldad rosterugn har utvecklats och utvärderats för att bedöma dess användbarhet. Dessa metoder omfattar framtagning av bränslebäddens utbredning, temperaturprofil och tryckfall genom bädden med hjälp av rostfria rör, termoelement, tryckmätare samt en laborationsuppställning. Metoderna producerade alla användbara resultat som gav snabb indikation på aktuella förhållanden.

Examensarbetet är utfört på uppdrag av Scandymet AB. Huvudsyftet med arbetet är att undersöka om deras kalkylprogram överdimensionerar tryckfallet vid produktionen av värmeväxlare. Scandymets värmeväxlare används ofta i tuffa industrimiljöer och har höga krav på effektivitet för uppvärmning eller nedkylning, samt att materialet är korrosionsbeständig. För att utföra denna undersökning konstruerades en flödesrigg som hanterar uppvärmning och cirkulation av varmvatten. Till flödesriggen konstruerades även en datalogger, som via en Arduino Uno samlar in information från temperatur- och tryckgivare.  Scandymet har tillverkat fyra olika modeller av värmeväxlare som undersöktes med olika hastigheter på värmebäraren. Ett Exceldokument behandlar informationen på minneskortet och beräknar det laborativa tryckfallet för varje testomgång. Det laborativa resultatet jämförs därefter med företagets kalkylark som kontroll beräknas teoretiskt i ett separat Exceldokument. Sammanställningen resulterar i att kalkylarket överdimensionerar tryckfallet med 26–53% beroende på modell av värmeväxlare och hastighet. För att utreda överdimensioneringen analyseras kalkylarket, där det visade sig att faktorerna för tryckstötmotståndet ζ och rörfriktionskoefficienten λ har antagits vara betydligt högre än vad empiriska data visar.

Minskad tillgång på fossila material och ökade energibehov i värden skapar ett behov av att utveckla alternativa och miljömässigt hållbara lösningar. Biobränsle har därför växt till en av de viktigaste förnyelsebara energikällorna i målet mot ett koldioxidneutralt samhälle. Dock skapar det obearbetade biobränslet problem, på grund av den höga fuktkvoten, mellan 50-150 %. Som en följd finns ett torkbehov som måste lösas på ett miljö- och energieffektivt sätt. Idag står torkningen av biomaterial innan pelletering för 25 % av den totala kostnaden vid pelletstillverkning. Kostnaden för att torka biomaterialet gör det viktigt att effektivisera torkningen, samtidigt bidrar torkningen till utsläpp av miljöfarliga ämnen såsom terpener. Torkningen måste dessutom ske med jämn kvalitet, så att biomaterialet håller konstant och homogen fukthalt för att möjliggöra effektiv processering. Beroende på vad biomaterialet skall användas till krävs olika torkhalter. Ideal fuktkvot för förbränning är till exempel 15-25 %, medan för pyrolys skall fuktkvoten helst ligga mellan 5-10 % för en effektiv och högkvalitativ process. För pellets skall fuktkvoten idealt ligga mellan de två nämnda processerna, nämligen 8-12 %. Tre vanliga torkartyper för torkning av biomaterial är roterande torktrumma, bandtork och pneumatisk tork. I detta arbete bestäms tryckfallet i en pneumatisk tork. Pneumatisk tork fungerar genom att ett luftflöde transporterar och torkar ett vått material. Fördelarna med en pneumatisk tork är den korta torkningstiden, samtidigt som materialet får en jämn fuktkvot. Den korta torktiden bidrar dessutom med att utsläpp av lättflyktiga organiska föreningar (VOC) såsom terpener är små jämfört med de andra två nämnda torkarna, samt att brandrisken är låg. Kostnaden för pneumatisk torkning är dock högre på grund av det höga gasflödet som krävs jämfört med materialflödet, samt svårigheter med att effektivt separera det torkade materialet från luftflödet. Det skapades en modell som predikterade tryckfallet i en pneumatisk tork, och verifiera det simulerade tryckfallet mot ett praktiskt uppmätt tryckfall på en pneumatisk torkanläggning. På detta sätt skapades en modell som kan undersöka olika material- och luftflöden, och hur de påverkar tryckfallet. Arbetet ger förslag på hur tryckfall och hastigheter kan beräknas dels i regionen för accelerationen av materialflödet, vid stationärt flöde samt i U-böjar. För att anpassas till det praktiskt uppmätta tryckfallet användes därefter ett korrigeringssamband som skapades genom observationer från en kalibrerande körning för den pneumatiska torkanläggningen. Resultaten av modellen stämmer överens med forskning inom pneumatisk transport och torkning. Modellen gav med hjälp av korrigeringssambandet ett mycket bra resultat över hur tryckförlusterna varierar över sträckan i en pneumatisk transport. Tryckfallet var som väntat större för högre material- eller luftflöden. Då sågspånet accelererade till sin maxhastighet på en sträcka mellan 0,4-0,6 meter, beroende på luftflödets hastighet, krävs fler mätpunkter i regionen mellan 0-0,6 meter för att bättre kunna konstatera exakt hur tryckfallet under spånets acceleration sker. Skillnaden mellan det praktiskt uppmätta och det simulerade tryckfallet var aldrig mer än 7,0 % för de flöden som undersökts i detta arbete. Då man bortsåg från mätpunkten vid 0,4 meter var skillnaden mellan uppmätt och simulerat tryckfall aldrig mer än 4,4 %. Om värmeöverföringen mellan materialet och luften tas med i modellen, kan den användas för att prediktera energiåtgång och behövd längd för att uppnå önskad fuktkvot på materialet. / The reduced availability of fossil fuels and the increasing energy demand in the world creates a need to develop solutions that are financial and environment sustainable. Biofuels has grown to become one of the most important renewable energy sources in the target towards a carbon neutral society. Although the high moisture content ranging between 50-150% for unprocessed biofuels causes problems. As a result, there is a drying demand that has to be solved in an energy efficient and environmental friendly way. As of today, the drying of biomaterials pre pelletizing stands for 25 % of the total cost in pellets production. The cost to dry biomaterials makes it important to improve the efficiency of the drying process. Simultaneously the drying process causes emissions of hazardous substances such as terpenes. The drying must also in a consistent quality so that the biomaterial is made to hold constant and uniform moisture content to enable efficient processing. Depending on the usage of the biomaterial, there is a different demand of the final moisture content before processing. The ideal moisture content for combustion for example ranges between 15-25 %, while pyrolysis would rather have moisture content between 5-10 % for effective and high quality processing. The ideal moisture content pre pelletizing is between the two mentioned processes, namely 8-12 %. Three common dryers used to dry biomaterials are rotary dryers, conveyor dryer and pneumatic dryer. In this thesis the pressure drop in a pneumatic dryer is predicted. A pneumatic dryer a airflow simultaneously conveys and dries the wet material. Perks of a pneumatic dryer is the short amount of time required to dry the material, and simultaneously deliver uniform moisture content. The short time required also contributes to minimize the emissions of volatile organic compounds (VOC) like terpenes compared to the other two mentioned types of dryers and the risk of fire during the drying process. Although because of the high airflow compared to the material flow, pneumatic drying is costly and has difficulties with separating the dried material from the airflow. A model to predict the pressure drop in a pneumatic dryer was created. The simulated pressure drop was then verified against a practically measured pressure drop for a pneumatic dryer. In this way a model was created to examine the pressure drop for a variety of material- and airflows. The thesis suggests how to calculate the pressure drop and velocities for the accelerating region, steady state and U-bend of pneumatic conveying. To better predict the pressure drop according to the actually measured pressure drop a correction equation was presented. The results of the model are consistent with the research in pneumatic conveying and drying. The model gave with the usage of the correction equation a very good prediction on how the pressure drop varied over the length of the pneumatic conveying. The pressure drop was as expected larger as the airflow or material flow increased. As the sawdust accelerated on 0,4-0,6 meters there is required more points of measurements in the region between 0-0,6 meters to better establish exactly how the pressure drop in the accelerating region varies. The difference between the practically measured and the simulated pressure drop was never exceeded 7,0 % for the different flows investigated in this thesis. When disregarding the measure point at 0,4 meters the difference between measured and simulated pressure drop never exceeded 4,4 %. If one would include the heat transfer between the material- and airflow, the model could be used to predict the energy consumption and required length to achieve desired moisture content on the material.

Detta examensarbete är en del av energiingenjörsutbildningen i värmeteknik på Mälardalens högskola i Västerås och är en fördjupning inom ventilationsteknik. Arbetet har utförts med hjälp av företaget VentPartner i Västerås som har tillgodosett med det aktuella studerande ventilationssystemet. Syftet med detta examensarbete var att undersöka om beräkningsprogrammet MagiCAD är tillförlitligt med avseende på tryckfall i ventilationssystem samt vilken potential och påverkan programmet eventuellt kan ha för ventilationsbranschen. Tre stycken olika beräkningsmetoder för tryckfall har utförts; MagiCAD simuleringar, handberäkningar med formler och diagram samt fysiska mätningar med mätinstrument. Syftet har gått ut på att göra en jämförelse mellan dessa tre beräkningsmetoder för att med hjälp och tillsammans med tidigare forskning fastställa MagiCADs trovärdighet samt undersöka eventuella brister hos beräkningsprogrammet. Det studerade ventilationssystemet för den aktuella studien var ett till- och frånluftssystem på VentPartners kontor i Västerås. Systemet hade ett tilluftsflöde på 250 l/s och ett frånluftsflöde på 260 l/s. I arbetets tidiga skeende utfördes först ett platsbesök i syfte att ta fram referensdata av det utvalda ventilationssystemet. Med hjälp av stege, tumstock och en utskriven skiss av systemet samlade man in längd och dimensioner på kanaler, kanalernas placering i höjdled, produktinformation på don, spjäll och ljuddämpare. Därefter utfördes själva designen och uppritningen av ventilationssystemet i MagiCAD med hjälp av referensdata. När det projekterade ventilationssystemet var färdigt i MagiCAD utfördes själva tryckfallssimuleringen i beräkningsprogrammet. De manuella handberäkningarna utfördes med hjälp av formler och diagram och genomfördes i programmet Excel. De fysiska mätningarna utfördes vid ett separat platsbesök på VentPartners kontor och utfördes med universalmätaren Swema 3000 som Ventpartner tillgodosatte. Resultatet av tryckfallen ifrån MagiCAD simuleringarna och handberäkningarna skiljde sig endast en aning, både för tillufts -och frånluftssystemet. Medans tryckfallen ifrån de fysiska mätningarna skiljde sig betydligt mer jämförelsevis mot de andra två beräkningsmetoderna. Detta berodde på att MagiCAD och handberäkningarna utgår ifrån ideala förhållanden, vilket verkligheten aldrig är. Slutsatsen blev att beräkningsprogrammet MagiCAD är ett väldigt komplett och behagligt projekterings -och simuleringsprogram som är tillförlitligt. Dock har programmet sina brister i en del anpassningsfunktioner till verkligheten, men potentialen för framtiden ser ljus ut.

Due to higher standards of living around the world, greater industries and larger infrastructures causes an increase of the global energy consumption. This harvest of energy puts a great stress on the global environment. With this development, it becomes increasingly important to utilize energy resources in the best possible way. Fans are components that are often used in the industry and in households. A common problem is that the fan is oversized. An oversized fan causes an excessive flow, which has to be adjusted in order to achieve the correct flow. This results in larger energy usage than the use of a properly sized fan. When designing a ventilation system calculations have to be made in order to determine the total pressure loss of the system. A series of simplifications are applied when using theoretical calculations. The total pressure loss of the system is assumed to be the sum of the pressure loss of each component in the system. This simplification ignores the separation distance that exists between each component. In reality, when air passes through the components, swirls emerge and a distortion of the velocity profile occurs. This causes large pressure losses due to friction losses occurring between the fluid and the pipe wall. The recommendation given in HVAC installations states that two 90 degree elbows should not be placed closer to each other than 6D (D representing the hydraulic diameter of the pipe) to thereby prevent large pressure drops. This dissertation will address the following questions: The recommendation in HVAC installations states that two 90 degree elbows should not be placed closer to each other than 6D (D representing the hydraulic diameter of the pipe) to thereby prevent large pressure drops. Does this recommendation conform with the empirical data obtained from conducted experiments?  What is the relation between the pressure drop and the separation distance between two 90 degree elbows? In this dissertation a series of experiments are conducted where pressure loss measurements are made within a circular ventilation duct with two integrated 90 degree elbows. Pressure loss measurements within a U-shaped piping system are made at five different fluid velocities each at 11 different separation distances between the two 90 degree elbows. By analysis of the obtained empirical data and by comparing it to the recommendation no results were found to validate this statement.

Studiens syfte är att undersöka potentialen och effektiviteten av spiralljuddämpare jämfört med standardljuddämpare för kompressorer i Värme och luftkonditionerings system i bilar. Den ökande efterfrågan på kompakta och effektiva lösningar inom fordonsindustrin, ledde till utforskning av alternativa tekniker som kan bidra till att förbättra bilens prestanda och passagerarkomfort. En ljuddämpartyp som vore intressant att nyttja för denna tillämpning är spiralformade ljuddämpare. Dessa enheter är mer kompakta jämfört med standardljuddämpare, vilket gör dem till ett attraktivt alternativ för biltillverkare som strävar efter att optimera utrymmesanvändningen inom fordonet. Dessutom, tidigare studier visade att spiralformade ljuddämpare kan erbjuda effektiv akustisk dämpning, vilket kan bidra till en mer bekväm och tyst körupplevelse. I denna studie kommer vi att genomföra en omfattande litteraturöversikt över befintliga modeller och prestanda för spiralljuddämpare. Vi kommer sedan att genomföra en jämförande analys mellan spiralformade ljuddämpare och standardljuddämpare en s.k. expansionskammare. Resultaten från denna analys kommer att presenteras och diskuteras i detalj, med syftet att dra slutsatser om effektiviteten av spiralformade ljuddämpare och deras potential för framtida tillämpningar inom fordonsindustrin. Denna studie kommer att genomföras i samarbete med Volvo Cars i Göteborg.

Background: One part of manufacturing a Plate Heat Exchanger (PHE) is to leak test them before delivery. Today, helium is used extensively in leak testing. How-ever, it is unsustainable to use helium in leak testing, because of its non-renewability and therefore becoming more and more expensive. Also, this technology is relatively complex. At the same, PHEs are rising in demand due to lack of energy resources in Europe. Therefore, possibilities emerged for using air based leak testing technologies in upcoming test lines and that is why an evaluation needs to be done to find the most suitable technology. Objectives: The objective of this master’s thesis is to evaluate and identify the most suitable leak testing technology for validating the watertightness requirement of 10−3 mbar·l/s at 1 bar pressure difference. There is a scientific gap in comparing how different air based leak testing technologies perform with different volumes of the test vessels. This thesis will identify the most suitable air based leak testing technology by evaluating three technologies: Pressure Decay, Differential Pressure Decay and Vacuum Decay. With the main focus on how different volumes impacts the performance of each technology. Lastly, this study aims to determine an optimal test pressure that achieves the shortest cycle time for the selected test technology. Choosing the most suitable test technologies will result in fewer production break-downs and interruptions. Additional, being able to phase out helium in leak testing. Methods: The workflow for evaluating the different leak testing technologies began with the implementation and installation of each test setup and ensuring the reliability of the gathered data. After verifying the absence of leakage in the system, a simulated leak was calibrated to match the requirement’s leak rate. Four test vessels with original volumes of 0.10, 0.45, 1.66 and 2.50 l were utilized. Various tests were then performed to answer the research questions, including measurements of leak rate at different pressures, analysis of outgassing characteristics, and determination of cycle time. Finally, by utilizing concept scoring, the most suitable leak testing technology was identified with respect to the volume. Results: The exhibited results in this thesis manifest how the different leak testing technologies perform depending on the volume. The relationship between leak rates and overpressures was obtained, which was then utilized to derive the theoretical detection time. The cycle time and accuracy were determined across various volumes. According to concept scoring, Pressure Decay was deemed the most suitable leak testing technology in terms of six different criteria.   Conclusions: All three technologies were able to determine a leak rate corresponding to the watertightness requirement. From the evaluation, Pressure Decay was the most suitable technology to use across the majority of the volumes, with an accuracy below 15%. The test cycle times were optimizable by selecting an optimum testing pressure.  Therefore, being able to replace the helium leak testing in future test lines. / Bakgrund: En del i processen av att producera värmeväxlare är att de ska genomgå en täthetskontroll innan de levereras till kunden. I dagsläget används helium till största del för att göra täthetskontroller. Däremot är det inte hållbart att bruka helium för täthetskontroller, då det inte är förnyelsebart. Därför blir allt dyrare samtidigt som teknologin som används är komplex. Samtidigt har efterfrågan på värmeväxlare ökat markant till följd av brist på energiresurser i Europa. Som ett resultat av detta uppkom möjligheten att använda luftbaserade tätkontrolls teknologier i framtida testbanor och därför behövs en utvärdering göras av vilken metod som är lämpligast att använda. Syfte: Syftet med arbetet var att utvärdera och identifiera den mest lämpliga test-teknologin för att validera att vattentätskravet uppfylls. Det finns idag ett vetenskapligt gap på hur olika luftbaserade testteknologier presterar beroende på vilken volym som testas. Denna studie identifierade den mest lämpliga luftbaserade tätkontorllstekniken genom att utvärdera följande tre tekniker: Pressure Decay, Differential Pressure Decay och Vacuum Decay. Huvudfocus var på hur olika volymer påverkar tätkontrollens prestanda. Slutligen bestämms det optimala testtrycket som ger den lägsta cykeltiden för den valda testteknologin. Att välja den mest lämpliga test-tekniken kommer resultera i färre haverier och avbrott i produktionslinjen, samt ge möjligheten att byta ut helium som spårgas för täthetskontollerna. Metod: Arbetsflödet för att utvärdera de olika teknologierna för täthetskontroller började med att implementera och installera varje testuppställning och säkerställa att datan var trovärdig. Efter att ha verifierat att inga läckor fanns i systemen,kalibrerades en simulerad läcka för att matcha vattentätskravet läckhastighet. Fyra testobjekt användes med volymerna, 0.10, 0.45, 1.66 och 2.50 l. Olika tester ut-fördes sedan för att svara på forskningsfrågorna, samt gjordes en mätning av läck-hastigheten vid olika övertryck, analys av utgasningskarakteristiken och cykeltiden bestämdes. Slutligen, genom att använda concept scoring identifierades den mest lämpliga teknologin för täthetskontroller beroende på vilken volym som testas. Resultat: Resultatet i detta examensarbete visar hur olika testteknologier presterar beroende på volym. Relationen mellan läckhastighet och övertryck bestämdes och an-vändes för att härleda den teoretiska detektionstiden. Cykeltiden och noggrannheten bestämdes för olika volymer. Utifrån concept scoring var Pressure Decay den mest lämpliga testteknologin utifrån sex olika kriterier.   Slutsatser: Alla tre testteknologierna kunde hitta en läcka motsvarande vattentätskravet. Utifrån utvärderingen var Pressure Decay den mest lämpliga testteknologin för majoriteten av volymerna med en noggrannhet under 15%. Cykeltiden var optimerbar genom att välja det optimala testtrycket. Därför kan Pressure Decay användas som en ersättare för helium vid tätkontroller i framtida testbanor.