En stor del av energianvändningen i Sverige används av byggbranschen som uppskattas använda 30 procent av den totala energianvändningen. Därför finns det regler idag som ställer krav för att minska denna energianvändning. I denna studie har en undersökning gjorts av om det går att använda marken för att minska en byggnads värme- och kylbehov. Studien går ut på att beräkna värme- och kylbehovet för ett hus placerat i berg och jämföra det med ett motsvarande hus placerat på mark. Ett klimat motsvarande Malmös valdes för att beräkna värme- och kylbehovet och beräkningarna gjordes med hjälp av programvaran VIP-Energy. Värmetrögheten som finns i berget påverkar värme- och kylförluster genom att värmen behöver längre väg att ta sig ut genom berget till markytan och att temperaturförändring är mycket trögare än i luften. Huset under marken med ett berg med värmekonduktiviteten 1,4 W/moC visade 20 procent lägre värme- och kylbehov jämfört med samma hus placerat på mark. För huset under mark med ett berg med värmekonduktiviteten 3,0 W/moC är värme- och kylbehovet 17 procent lägre jämfört med samma hus placerat på mark.

According to a decision of the European Commission, measures are to be taken to reduce the use of energy in the EU. The goal is to reduce it by 20 % compared to the current use. This shall be done to the year 2020 (European Commission, 2011). One industry that use large amounts of energy is the construction of buildings which account for almost a third of the energy use (Brogren, 2012). The major part of the energy that is used in the construction industry is not used when the buildings are built, but rather during the rest of their subsequent lifetime. There is a great potential to save energy by reducing the energy that is used to maintain a satisfactory indoor climate. Recovery of excess heat and excess cold is a solution that the European Commission think has the biggest potential to reduce the total energy consumption. The most common system used for energy recovery is air to air heat exchangers connected with the supply air and the exhaust air. For different reasons it is not possible to use this kind of system in several buildings. If that is the case there is a possibility to use a liquid coupled recovery system instead. If an additional source of excess heat or excess cooling exist within the building, or nearby, it is also possible to connect this to the system which would increase the ability to save energy even more. The purpose of this thesis has been to develop a tool for energy calculations in liquid-coupled recovery systems. This tool has been developed in the program IDA ICE (used for energy calculations) and has made it possible to perform dynamic simulations in this kind of system over the timeframe of a whole year and with a very short calculation time. The tool is flexible in terms of its components and system design so it can be used for several different types of projects. Everything from simple systems with fixed brine flow with only one supply air and exhaust air unit to systems with several units, various types of control possibilities and an addition of excess heat from, for example, a room containing computer servers. The tool that has been developed has been verified and used to calculate the potential to save energy in a system that is installed at the Ångström laboratory in Uppsala. The tool has shown that with the kind of control and the conditions that currently exist at the laboratory the energy consumption could be reduced by 444 MWh which in this case almost is 50 % of the current energy consumption. Besides the recovery system in Ångström two more systems have been investigated, a server room for The Royal Institute of Technology and the server halls that Facebook is building near Luleå town. The investigation shows that there exist very large amounts of heat that is possible to recover in buildings that include server rooms and that the installed recovery systems, if there are any, in many cases could be improved. Besides constructing recovery systems that recover heat or cold in buildings it is also possible to build this kind of system that recover heat or cold between buildings in the same area. The tool can also be used to investigate how such a system should work in order to minimize the use of energy as much as possible. A solution where heat and cold is recovered between multiple buildings is a solution that probably will be very interesting in the future, which means that this tool could come in handy.

Enligt ett beslut från EU-kommissionen ska åtgärder genomföras för att energianvändningen inom EU ska minska. Minskningarna ska motsvara ungefär 20 % av dagens energianvändning och ska uppnås till år 2020 (Europeiska Kommissionen, 2011). En sektor som använder stora mängder energi är byggbranschen som står för nästan en tredjedel av energianvändningen i samhället (Brogren, 2012). Den största delen av energin används inte under uppförandetiden utan under byggnadernas efterföljande livstid. Det finns därför stora besparingar att göra om energin som krävs för att upprätthålla ett tillfredsställande inomhusklimat minimeras. Återvinning av överskottsvärme och överskottskyla är den åtgärd som enligt EU-kommissionen har den största potentialen för att minska den totala energianvändningen. Det vanligaste systemet för energiåtervinning är luftvärmeväxlare mellan tilluften och frånluften men i flera byggnader är denna typ av system av olika anledningar inte möjliga. I dessa fall kan vätskekopplade återvinningssystem användas. Om en extra källa för överskottsvärme eller överskottskyla finns inom byggnaden, eller i närheten, kan också en sådan anslutas vilket i sådana fall ger ännu bättre förutsättningar att spara energi. Syftet med examensarbetet har varit att tillverka ett verktyg för energiberäkningar i vätskekopplade återvinningskretsar. Detta verktyg har utvecklats i energiberäkningsprogrammet IDA ICE och har gett möjligheter att utföra dynamiska helårssimuleringar av vätskekopplade återvinningssystem på väldigt kort tid. Verktyget är dessutom flexibelt vad gäller dess komponenter och återvinningssystemets utformning varför det kan användas till flera olika typer av projekt. Allt ifrån enkla system med fast köldbärarflöde och återvinning mellan endast ett tillufts- och frånluftsaggregat till system med flera aggregat, olika typer av styrning och tillskottsvärme från exempelvis en serverhall. Det utvecklade verktyget har också verifierats och använts för att beräkna möjlig energibesparing på ett system som återfinns på Ångströmslaboratoriet i Uppsala. Med den styrning och de förutsättningar som råder i skrivande stund visade verktyget på möjligheter att minska energianvändningen med 444 MWh, vilket motsvarar en minskning på nästan 50 % för det aktuella systemet. Förutom Ångströmslaboratoriet har även förutsättningar för Kungliga Tekniska Högskolans serverhall och Facebooks serverhallar i Luleå undersökts. Utredningen visar att det finns mycket stora mängder värme att återvinna i byggnader som innefattar serverhaller och att återvinningen, om det finns någon, ofta inte är optimal. Förutom att återvinna värme och kyla inom byggnader är det också möjligt att bygga denna typ av system mellan byggnader inom samma område. Verktyget kan även användas för att utreda hur ett sådant system skulle fungera för att ge så stora energibesparingar som möjligt. En lösning där värme och kyla återvinns lokalt mellan flera byggnader är något som troligen kommer att vara mycket intressant i framtiden varför detta verktyg kommer att komma väl till pass. / 1           According to a decision of the European Commission, measures are to be taken to reduce the use of energy in the EU. The goal is to reduce it by 20 % compared to the current use. This shall be done to the year 2020 (European Commission, 2011). One industry that use large amounts of energy is the construction of buildings which account for almost a third of the energy use (Brogren, 2012). The major part of the energy that is used in the construction industry is not used when the buildings are built, but rather during the rest of their subsequent lifetime. There is a great potential to save energy by reducing the energy that is used to maintain a satisfactory indoor climate. Recovery of excess heat and excess cold is a solution that the European Commission think has the biggest potential to reduce the total energy consumption. The most common system used for energy recovery is air to air heat exchangers connected with the supply air and the exhaust air. For different reasons it is not possible to use this kind of system in several buildings. If that is the case there is a possibility to use a liquid coupled recovery system instead. If an additional source of excess heat or excess cooling exist within the building, or nearby, it is also possible to connect this to the system which would increase the ability to save energy even more. The purpose of this thesis has been to develop a tool for energy calculations in liquid-coupled recovery systems. This tool has been developed in the program IDA ICE (used for energy calculations) and has made it possible to perform dynamic simulations in this kind of system over the timeframe of a whole year and with a very short calculation time. The tool is flexible in terms of its components and system design so it can be used for several different types of projects. Everything from simple systems with fixed brine flow with only one supply air and exhaust air unit to systems with several units, various types of control possibilities and an addition of excess heat from, for example, a room containing computer servers. The tool that has been developed has been verified and used to calculate the potential to save energy in a system that is installed at the Ångström laboratory in Uppsala. The tool has shown that with the kind of control and the conditions that currently exist at the laboratory the energy consumption could be reduced by 444 MWh which in this case almost is 50 % of the current energy consumption. Besides the recovery system in Ångström two more systems have been investigated, a server room for The Royal Institute of Technology and the server halls that Facebook is building near Luleå town. The investigation shows that there exist very large amounts of heat that is possible to recover in buildings that include server rooms and that the installed recovery systems, if there are any, in many cases could be improved. Besides constructing recovery systems that recover heat or cold in buildings it is also possible to build this kind of system that recover heat or cold between buildings in the same area. The tool can also be used to investigate how such a system should work in order to minimize the use of energy as much as possible. A solution where heat and cold is recovered between multiple buildings is a solution that probably will be very interesting in the future, which means that this

Två olika värmesystem i två flerbostadshus har analyserats. Målet med analysen är att få en uppfattning om vilket värmesystem som är mest fördelaktigt i flerbostadshus. I analysen jämförs två olika värmesystem. I värmesystemen används två olika sorters frånluftsvärmepumpar för att återvinna värme ur frånluften. När värmepumparna inte klarar av att producera tillräckligt med värme för att täcka fastighetens värmebehov används fjärrvärme som spetsning. Värmepumparna är fastighetens huvudvärmekälla. I den ena fastigheten, Gäddan 1, används en luft-vatten frånluftvärmepump. Kylbatteriet som finns i frånluftsvärmepumpen är placerat i frånluftkammaren. Den andra fastigheten, Gäddan 2, använder sig av två utomhusvärmepumpar. Dessa två är placerade i en frånluftskammare för att kunna återvinna den varma luften.  Under analysen har en sammanställning av egna mätningar och prognoser tagits fram ur en mätningsperiod på tre veckor. I analysen jämförs de olika värmesystemen utifrån tre olika faktorer; energi, miljö och ekonomi. De parametrar som beräknats är värmefaktor (COP), energiförbrukning (kWh), livscykelkostnad (LCC), återbetalningstid (år) och kostnad för producerad värmeenergi (kr/kWh). Resultaten utgår från statistiken och jämförs mellan varandra. Resultatet av analysen visar att värmesystemet i fastigheten Gäddan 1 är mest fördelaktig enligt de metoder som har använts som berör både energi och ekonomi.  Det resultat som visats är att Gäddan 1 har 20 % högre värmefaktor, 12 % lägre driftskostnad och 50 % snabbare återbetalningstid för värmesystemet. Dock har värmesystemet 36 % högre koldioxidsutsläpp under systemets levnadslängd, som är baserat på 20 år.  I slutsatsen kan fastigheternas storlek påverka resultaten. Gäddan 1 är en större byggnad och har fler lägenheter jämfört med Gäddan 2. Detta påverkar förbrukningen av fjärrvärme i värmesystemen som ökar koldioxidsutsläppen, vilket kan vara en bidragande faktor till att Gäddan 1 har högre koldioxidsutsläpps resultat (36 %) än Gäddan 2. / Two different heating systems in two apartment buildings have been analyzed. The goal of this analysis is to get an idea of which heating system is most beneficial in apartment buildings. The analysis compares two different heating systems. Two different kinds of exhaust air heat pumps are used to recover heat from exhaust air. When heat pumps are unable to produce enough heat to cover the heating demand of the buildings, district heating is used. The heat pumps are the property's main source of heat. In one property, Gäddan 1, an air-water heat pump is used. The cooling coil located in the exhaust air heat pump is placed in the exhaust chamber. The other property, Gäddan 2, features two outdoor heat pumps. These two pumps are disposed in an exhaust chamber in order to recover the hot air. During analysis, a compilation of measurements and predictions from a measurement period of three weeks has been analyzed in order to calculate the various parameters. The analysis compares the different heating systems based on three different factors including energy, environment and economy. The parameters that are calculated are the coefficient of performance (COP), energy consumption (kWh), life cycle cost (LCC), payback period (years) and cost of the produced thermal energy (SEK / kWh). The results are based on statistics and compared between each other. The result of the analysis shows that the heating system in the property Gäddan 1 is the most beneficial, according to the methods used concerning both energy and economy. The result shows that Gäddan 1 has a 20 % higher coefficient of performance, 12 % lower operating cost and 50 % faster payback time for the heating system. However, this heating system has 36 % higher carbon dioxide emissions during its life span, which is based on 20 years. In conclusion the properties size may also affect the results. Gäddan 1 is a larger building and has more flats than Gäddan 2. This affects the consumption of district heating in the heating systems with increase carbon emissions. This may be a contributing factor to a higher carbon dioxide emission in Gäddan 1 (36 %) compare to Gäddan 2.

Rapporten behandlar spillvattenvärmeväxlare med exempel på produkter på marknaden, resultat på tidigare installationer, lämplighet av installation med olika vattenförbrukning och ett räkneexempel baserat på en verklig byggnad med bestämd vattenförbrukning, med syftet att sprida kunskap om växlarna. Informationen har samlats genom möten med leverantörer samt webbinformation, litteraturstudie samt genom både egna beräkningar och kalkyler genomförda av Evertherm på en exempelbyggnad från AB Bostäder som visade intresse för systemet. Det finns ett antal olika produkter på marknaden. Befintliga exempel har haft varierande effekt och på flera exempel angavs inte vilken växlare som använts. För lönsamhetskalkylerna av AB Bostäders byggnad som har vattenförbrukning på ca 19 000 𝑚3/å𝑟, beräknades energibesparing 391 MWh/år och vinstöverskott 1,1 Mkr med nuvärdesmetoden samt 1,8 Mkr med direktavkastningsmetoden. / The report deals with wastewater heat exchangers with examples of products on the market, results on previous installations, suitability of installation with different water consumption and a calculation example based on a real building with a specific water consumption, with the aim of disseminating knowledge about the exchangers. The information has been collected through meetings with suppliers as well as web information, literature study and through both own calculations and calculations carried out by Evertherm on an example building from AB Bostäder that showed interest in the system. There are several different products on the market. Existing examples have had varying effects, and in several of the examples, it was not stated which exchanger was used. For the profitability calculations of AB Bostäder's building, which has a water consumption of approximately 19,000 𝑚3/𝑦𝑒𝑎𝑟, energy savings of 391 MWh / year and a net present value, (NPV) SEK 1.1 million was calculated with the present value method and SEK 1.8 million with the direct return method.

Akademiska Hus AB är ett statligt ägt fastighetsbolag med uppdrag att äga och förvalta fastigheter för utbildning, forskning och studentbostäder. Ett av deras energimål är att halvera mängden inköpt energi till år 2025 med startår 2000. Syftet med detta examensarbete är att undersöka förbättringsmöjligheter och åtgärder kopplade till VVS-system för att nå energimålet. Arbetet har utförts på förvaltningsområdet Campus Solna som har ett specialavtal med Stockholm Exergi för fjärrvärme och fjärrkyla. Specialavtalet är utformat med fördelaktiga tariffer vid hög nyttjandegrad, ett exempel är kompensation vid användning av fjärrkyla under vinterperioden men det föreligger tilläggsavgifter vid underutnyttjad leverans. Detta sätter begränsningar i vilka typer av besparingsåtgärder som kan utföras med positivt ekonomiskt resultat samt minskad andel inköpt energi. De besparingsåtgärder som har valts för beräkningar är två typer av värmepumpslösningar och ett byte till effektivare värmeåtervinningsbatterier. Beräkningarna har utförts med hänsyn till gällande avtal och därefter jämförts mot ett annat befintligt standardavtal inom Akademiska Hus för att undersöka om förvaltningsområdet Campus Solna skulle gynnas av en annan avtalsform. Nyttjandetiden för fjärrvärme och fjärrkyla är ett förhållande mellan energi och effekt visar resultatet att de åtgärder där den procentuella andelen mellan energi- och effektbesparing är ungefär lika stor finns största ekonomiska lönsamheten. Resultatet efter utförda beräkningar visar att de två typerna av värmepumpslösningar ger stora besparingar i inköpt energi men i förhållande till effektbesparingarna generar detta tilläggsavgifter och en ekonomisk förlust. Vid jämförelse mot standardavtalet utan tilläggsavgifter sparas en stor andel inköpt energi och den potentiella ekonomiska besparingen ökar. Dock, visade det sig vid en totalkostnadsanalys att den årliga kostnaden för värmepumpslösningen med standardavtalet blir lika stor som kostnaden med det befintliga avtalet utan någon åtgärd och detta på grund av att tarifferna för inköpt fjärrvärme och fjärrkyla är högre. Värmeåtervinningsbatterierna har ett bättre förhållande mellan energi- och effektbesparing vilket resulterar i en ekonomisk vinst även vid gällande avtal. Eftersom återvinning av värme minskar andelen förbrukad energi är det även positivt ur en miljö- och hållbarhetssynpunkt. Slutsatsen är att om det befintliga avtalet fortsätter att nyttjas måste åtgärder som skapar ett bra förhållande mellan energi- och effektbesparing hittas. Alternativet är att försöka förhandla fram ett nytt avtal när gällande specialavtal löper ut för att göra åtgärder som värmepumpar lönsamma. Utöver ovannämnda undersökning har arbetsmetoderna för energibesparingar på Akademiska Hus undersökts genom kvalitativa intervjuer där syftet var att belysa hur nuvarande samarbete ser ut mellan de olika yrkesrollerna samt om det finns en tydlig strategi för hur energimålet ska nås. En slutsats efter utförda intervjuer är att det upplevs att det finns för lite tid att genomföra ett energiarbete. Bakomliggande orsak till detta anses vara att det skulle behövas en bättre arbetsmetodik, tydligare struktur för arbetsfördelning samt mer resurser i form av en dedikerad arbetsgrupp som jobbar operativt med energifrågan. / Akademiska Hus AB is a government owned real estate company, their primary mission is to own and administrate facilities for education, research and student housing. One of their energy goals is to reduce the amount of acquired energy by half between the year 2000 and 2025. The purpose of this thesis is to find solutions and ways to make improvements regarding HVAC-systems to achieve this energy goal. The work has been carried out at the property area Campus Solna, which have an agreement with special amendments and conditions with Stockholm Exergi concerning district heating and cooling. The agreement is designed with beneficial tariffs at high utilization, one example is that during the winter season Akademiska Hus gets compensated for using the district cooling but it also exists surcharges at underutilization of delivered heating and cooling. This puts limitations in which types of measures that can be performed to reduce the amount of acquired energy and at the same time have a positive economical result. The selected solutions are two different types of heat pumps and a change to more efficient heat recovery exchangers for ventilation. The calculations have been executed with regard to the current special agreement and then compared to another existing agreement within the corporation to examine if Campus Solna would benefit from another agreement. The utilization time for the district heating and cooling consist of a relation between energy and power, results show that saving measures where the ratio between them are about the same size is the most profitable economically. The results after the performed calculations show that the two types of heating pumps generate large savings in acquired energy but in relation to the reduced power usage causes surcharges and an economical loss. When compared to the other agreement without the additional charges the potential economical outcome improves while reducing the acquired energy. However, when performing a total cost analysis, the calculations with the other agreement indicate that the total annual cost for acquired energy with the heating pump solutions will amount to the same as using the existing agreement without performing any energy saving measures. This is due to the difference in tariffs between the agreements. The heat recovery exchangers have a better relation between energy and power savings, which results in an economical profit regardless of the agreements. This measure also decreases the consumed energy, which has a positive impact on the environment and sustainability. In conclusion, if the current agreement is to be used in the future energy saving measures have to meet the requirement of the energy and power ratio. However, finding enough of such measures that helps Campus Solna to achieve their energy goal can be problematic. The alternative is to renegotiate the agreement to make solutions like heat pumps profitable. Through qualitative interviews with a selection of personnel, work methods connected to energy saving has been discussed to see if there are possibilities for improvements regarding collaboration between the different departments to achieve the energy goal. One conclusion after the interviews is that the personnel are experiencing that there is not enough time to focus on energy savings and projects in their daily work. Hence, there is a need for better working methods, a clearer structure for how the work is to be distributed and more resources in the form of a dedicated working group that works operationally with the energy issue.

The ventilation system is in itself a huge necessity in our everyday life as it provides sufficient amount of fresh air to our indoor climate, while it simultaneously circulates the residing air pollutants out of the building. Although, for this to be made possible, large amounts of energy is required to be consumed, which in turn leads to an increased energy cost. The knowledge to minimize the use of energy occurs in many different scopes of practices throughout our society. Many people however, avoid such measures due to the high initial costs which are presented, but also because they haven't enough awareness of how they should rectify the problem. The Study is mainly based on researching previously performed measures of system upgrades in the ventilation industry regarding ventilation systems with heat recovery, while understanding the different elements that influences the choice to either upgrade or renovate the already existing system. The implementation of thesis happened through information gathering, a literature study and a qualitative research, which in this case were interviews. The literature study consisted of scientific reports, evaluations and a couple of digital sources which were relevant to the subject we were focusing on. The interviews on the other hand were conducted with experienced officials and employees in the ventilation industry, with the purpose of having a better understanding behind the reason of a system being upgraded. The final results of the study indicated that the most common reason why a costumer/property owner sought an upgrade or renovation of the ventilation system was mainly because of contamination in the heat exchanger, which in return increased the energy consumption while at the same time impaired the indoor climate. / Ventilationssystemet är en nödvändighet i vår vardag, då det ska tillföra god inomhusluft samtidigt som den cirkulerar bort luftföroreningarna som finns inuti byggnaden. Men för att detta ska möjliggöras förbrukas stora mängder energi, som i sin tur leder till en ökad energikostnad. Kunskapen för att minimera energianvändningen förekommer i många varierande verksamhetsområden. Däremot är det många som undviker sådana åtgärder på grund av de höga initialkostnaderna men även eftersom de inte har kännedom kring hur dom ska åtgärda problemet. Studien är främst baserad på att ta reda på tidigare utförda åtgärder av systemuppgradering i ventilationsbranschen med inriktning inom ventilationssystem med värmeåtervinning, och genom det begripa vilka faktorer som påverkar valet till att man vill uppgradera eller renovera sitt befintliga system. Genomförandet av arbetet grundades på faktainsamling, litteraturstudie och en kvalitativ forskning i form av intervjuer. Den inhämtade litteraturen bestod av vetenskapliga rapporter, teknikupphandlingar, utvärderingar och digitala källor som var relevanta kring ämnesområdet. Intervjuerna utfördes med erfarna tjänstemän inom branschen, i syfte med att innehava en djupare förståelse kring systemuppgradering av ventilationssystem och anledningen till detta. Slutresultat av undersökningen tydde på att den mest förekommande anledningen till att en kund/fastighetsägare sökte en uppgradering eller renovering av sitt ventilationssystem med värmeåtervinning var på grund av nedsmutsning i värmeväxlaren, vilket försämrade inomhusklimatet och ökade energiförbrukningen.

The study looks at heat recovery of a refrigeration system in a supermarket where the heat was supplied to apartments in the same building. Such a system requires cooperation between the supermarket owner and the property owner, with both having different motives. By gaining understanding of each other's needs and obligations, cooperation can become easier to achieve, with a result that is more optimal for both actors. Heat recovery for use within the supermarkets has existed for a long time, though supplying the heat to other actors is not as common. Using CO2 as refrigerant is becoming more popular in supermarket refrigeration systems, which allows for achieving higher temperatures in recovered heat, enabling use in radiator systems or for preheating domestic hot water. In lack of other cooling solutions, the supermarket studied in the project had previously used municipal water for cooling of the condenser in the refrigeration system, which is a costly solution that does not utilize the heat. The amount of heat that can be recovered was estimated and compared to the varied amount of heat demand in the supermarket and the rest of the property over a year. Findings show that heat recovery from the refrigeration system create considerable cost savings for both the supermarket owner and the property owner, despite still requiring cooling with municipal water during summer. Financial compensation for delivered heat is difficult to argue for at moment, though it may become relevant if new solutions for cooling of the refrigeration system are proved to be feasible. / Se filen

Vid bestämmelse av vilket värme- och kylsystem som ska användas i fastigheter så finns det flertalet aspekter som går att ta hänsyn till. Tidigare har det varit högt fokus på energi och ekonomi, men med ökat fokus på hållbarhet och miljön både globalt och i Sverige har det blivit allt mer viktigt att hitta robusta lösningar som presterar inom samtliga av dessa områden. Helenius Ingenjörsbyrå som är installationskonsulter inom VVS-, miljö-, och energiområdet vill ligga i framkant när det kommer till energi och miljö. I samband med högre krav på hållbarhet och miljö är det av intresse för Helenius att se hur konventionella värme- och kylsystem presterar när de ställs inför energiprestanda, klimatpåverkan, ekonomi och återbruk. Utöver detta, även se hur resultatet för systemens prestanda påverkas av den geografiska placeringen genom att utreda dessa områden på lokal nivå (i Uppsala) och på generell nivå. Generell nivå motsvarar ett medelvärde för Sverige. Detta examensarbete har därmed tagit fram en arbetsmetodik för att utreda dessa områden och lämpliga system för ändamålet. Ändamålet i detta arbete handlar om att förse värme och kyla till en kontorsfastighet med tillhörande verksamheter där det finns en konstant kyllast över året. De fyra systemuppställningar som togs fram och utreddes i arbetet var: kylmaskin med värmeåtervinning från kondensorvärmen och separat fjärrvärmesystem (Modell 1). Andra uppställningen var kylmaskin med fjärrvärme och ingen möjlighet till värmeåtervinning (Modell 2). System tre var fjärrkyla och fjärrvärme (Modell 3) och system fyra borrhålslager som utnyttjar frikyla och bergvärmepumpar (Modell 4). Resultatet visar att Modell 4 var mest fördelaktigt för total köpt energi hos konsument både vid utredning lokalt och generellt. Den utredda EROI (Energy Return On Investment) visade på fördel hos Modell 3 både lokalt och generellt. Lägst klimatpåverkan i form av totalt utsläppta koldioxidekvivalenter från livscykelanalysen hade Modell 4 när det utreddes på lokal nivå, i Uppsala. Generellt i Sverige så var det istället Modell 1 som hade lägst klimatpåverkan. Systemet med lägst livscykelkostnad var Modell 1 när det utreddes lokalt för Uppsala, och i det generella fallet hade Modell 3 lägst livscykelkostnad. Kostnadsfördelningen mellan systemen visar att Modell 4 innehar en större grundinvestering men var därefter mer oberoende av marknadens energipriser, underhåll- och driftkostnader. De andra systemen hade lägre investeringskostnader och lägger större delen av livscykelkostnaden på energi-, drift- och underhållskostnader. Det framgick också att Modell 4 var den uppställning som var minst känslig mot ändringar i energipriser, vilket kan vara en säkerhetsfaktor för investeringar över lång tid. Arbetet utredde återbrukspotentialen hos systemen. Resultatet framgick till att återbruk är fortfarande en så pass ny arbetsmetodik och att det ännu inte finns tillräckligt mycket erfarenhet och generella metoder för att ta fram en exakt potential för återbruk hos icke enhetliga produkter. Återbrukspotentialen hos systemen i arbetet togs fram baserat på en fördelning hos delkomponenterna i systemet och samtliga viktades lika. Detta medförde att Modell 4 hade högst återbrukspotential på 53 %, förutsatt att de installerade borrhålen går att återbruka. Finns det inte möjlighet till återbruk hos borrhålen så sjönk resultatet till 28 %. Resterande system uppnådde 40 % återbrukspotential. Resultaten som togs fram i arbetet visar på att systemen inte ska jämföras direkt mellan lokalt och generellt fall. Detta på grund av att storleksordningen i resultaten samt vilket system som har lägst kontra högst värde i de olika fallen ändras. Det går att använda de generella resultaten och jämföra system på generell nivå men då krävs det också att diskussionen är på generell nivå. Detta medför vikten av att för varje enskilt fall kontrollera de lokala förutsättningarna för varje system. Rekommendationen för val av systemen blir därmed projektspecifik beroende på vilket område som värderas högst: energi, klimat, ekonomi eller återbruk. / When determining which heating and cooling system to use in buildings, there are several aspects that can be taken into account. In the past there has been a high focus on energy and economy, but with an increased focus on sustainability and the environment both globally and in Sweden, it has become increasingly important to find robust solutions that perform in all areas. Helenius Ingenjörsbyrå, which are installation consultants in the HVAC, environmental and energy fields, wants to be at the forefront when it comes to energy and the environment. In connection with higher demands on sustainability and the environment, it is of interest to Helenius to see how conventional heating and cooling systems perform when evaluated with respect to energy performance, climate impact, economy and recycling. In addition to this, also see how the result of the systems performance is affected by its geographical location by investigating these areas at a local level (in Uppsala) and at a general level. General level corresponds to an average value for Sweden. This thesis has thus developed a methodology to investigate these areas and suitable systems for the purpose. This work will investigate an office property where heating and cooling is supplied by different conventional heating and cooling systems. The building also has a constant cooling load throughout the year. The four system setups that were developed and investigated in the work were: cooling machine with heat recovery from the condenser heat and separate district heating system (Model 1). The second set-up was a cooling machine with district heating and no option for heat recovery (Model 2). System three was district cooling and district heating (Model 3) and system four borehole storage that utilizes free cooling and heat pumps (Model 4). The result shows that Model 4 was the most beneficial for total energy purchased by the consumer both when investigated locally and generally. The investigated EROI (Energy Return On Investment) showed an advantage for Model 3 both locally and generally. Model 4 had the lowest climate impact in terms of total emitted carbon dioxide equivalents from the life cycle assessment when it was investigated at a local level, in Uppsala. Generally in Sweden, it was instead Model 1 that had the lowest climate impact. The system with the lowest life cycle cost was Model 1 when it was investigated locally for Uppsala, and in the general case Model 3 had the lowest life cycle cost. The distribution of costs between the systems shows that Model 4 has a larger initial investment but was subsequently more self-sustaining and also independent of the markets energy prices. The other systems had lower investment costs and spend most of the life cycle cost on energy, operation and maintenance costs. It also appeared that Model 4 was the setup that held up the most against changes in energy prices, which can be a safety factor for investments over the long term. The work investigated the re-use potential of the systems and the result showed that re-use is still such a new work methodology and that there is not yet enough experience and general methods to produce a fully accurate potential for re-use of non-uniform products. The re-use potential of the systems in the work was developed based on a distribution of the sub-components of the system and all were weighted equally. This meant that Model 4 had the highest re-use potential of 53 %, assuming that the installed boreholes can be re-used. If there is no possibility of re-use at the boreholes, the result dropped to 28 %. Remaining systems achieved 40 % re-use potential. The results produced in this work show that a direct comparison should not be made between local and general cases. This is because the order of magnitude in the results and which system has the lowest versus highest value in the various cases changes. It is possible to use the general results and compare systems on a general level, but then it is also required that the discussion is on a general level. This entails the importance of checking for each individual case the local conditions for each system. The recommendation for what system to go for will therefore be project specific depending on which area is valued the most: energy, climate impact, economic costs or re-use.

This case study evaluates the potential of recovery and utilization of waste heat from three solvent recovery distillation columns, conducted in collaboration with the biotech company Cytiva Sweden AB. Currently, waste heat from distillation processes is dissipated through conventional air-cooling systems without any heat recovery mechanism. Cytiva are assessing utilizing the waste heat with two distinct methods: using a vapor compression heat pump (HP) in a shared circulating cooling system serving multiple waste heat generating processes and implementing a semi-open mechanical vapor recompression system (MVR) within one of the three distillation processes, thereby substituting the conventional virgin steam-powered reboiler with a waste heat-fed alternative. The study pursues a dual objective. Firstly, it to develops a computational model based on simplified process schematics, fluid flows, and temperatures, encompassing five scenarios, including a baseline scenario devoid of waste heat recuperation or utilization. Two scenarios involving an HP within the cooling system, leveraging waste heat to elevate water temperatures from 50 ⁰C to the requisite 80 ⁰C for subsequent export into a district heating distribution grid. Another scenario integrates an MVR system into one distillation process, while conventionally cooling the remaining waste heat flows. Lastly, a combined scenario incorporates both the HP and MVR systems. Using operational parameters, energy prices, and emissions factors from 2023, the model identifies the optimal alternative based on energy savings, emission reduction, and economic profitability. The combined HP and MVR system emerges as the most favorable option, yielding annual energy savings of 14 500 MWh, a heat export of 9 800 MWh/year generating profits of 4.9 Mkr/year, emissions reductions of 2 000 tonCO2ekv/year, and a yearly total cost savings of 9.9 Mkr. However, the combined system is also the most expensive option. The independent nature of the two systems facilitates ease of installation and operation. These findings provide valuable insights for Cytiva in their efforts to mitigate environmental impact through heat recovery and utilization.