In 2022, Sweden faced significant challenges in its energy landscape due to a combination of factors, including Russia's invasion of Ukraine, domestic disruptions in nuclear power production, low water reservoir levels, and the increasing reliance on intermittent energy sources. Consequently, the price of electricity in Sweden soared to unprecedented levels. According to the Swedish national bank, the high energy prices were a major contributor to the country's inflation woes during that period. To address this issue, the national bank highlighted the potential of electricity consumers in reducing electricity costs and mitigating inflation by adjusting or shifting their energy usage away from peak hours. This study focuses on exploring the utilization of demand side flexibility as a means for consumers to control their electricity consumption. Specifically, it aims to investigate the effectiveness of demand side flexibility in reducing energy costs within office buildings based on energy prices from 2022. The building is assumed to have heating system consisting of a heat pump for base heat and district heating for supplementery heating. Three demand side flexibility scenarios were analyzed: 1) Adjusting the heating setpoint to a lower temperature during periods of high energy prices, 2) Switching between heat pumps and district heating based on the production cost of 1 kWh, and 3) Utilizing heat storage to minimize energy consumption during peak hours. Through an examination of the outcomes of these strategies, this research aims to enhance our understanding of how demand side flexibility can optimize energy usage and minimize costs in office buildings. Additionally, the report will analyze the impact of demand side management actions on the overall energy performance of the buildings. The building's energy consumption for heating purposes was simulated using IDA ICE to assess its annual energy usage patterns. Moreover, models were developed in IDA ICE and Excel. The results of the study demonstrate that all investigated scenarios reduces the energy cost. The combination between measure (1) and (2) is the best alternative for minimizing energy cost. This case could reduce the yearly energy cost by 28,7% which over 15 years accumulate to savings of 360000 SEK. Furthermore, measures (2) and (3) resulted in a 20% increase in energy consumption, primarily due to the higher utilization of district heating. Measure (1) has no impact on the energy consumption.

This report was written as an examination thesis at Mälardalen University in Västerås, Sweden. The subject of the report is to research whether a theoretical single-family home with already installed district heating system for heating and hot water supply should keep it, replace it with a geothermal heat pump or keep it and use it in combination with a smaller air to water heat pump. The report is uses data from the Swedish government institute of Boverket (Literally: Living institute), along with other sources, to construct a model of an average Swedish house and simulate it in the energy simulation program IDA-ICE. This simulation yielded the data needed to conclude which system would be the cheapest in the long run. Thereafter LCC calculations on said data was used to the determine the cost over a 20-year period for the given systems. The report concludes that the model corresponds with the results from Boverket and is therefore an accurate representation of an average single-family home and that the district heating should be replaced with a geothermal heat pump.

Rapporten jämför frånluftsvärmepump, luft-vattenvärmepump, bergvärmepump, frånluftsvärmepump med fjärrvärmespets och pelletspanna för en nybyggd villa i Östersund. Det finns fem olika framtidsscenarier med varierande utfall av elmix samt elpris och är en känslighetsanalys för elprisets påverkan och miljöbelastning för respektive uppvärmningsalternativ. För att kunna jämföra de olika uppvärmningsalternativen så används ett referenshus som är baserat på tillverkarens uppgifter och fyra modellfamiljer som använder olika mycket energi. De olika familjerna används för att undersöka om utfallet för det mest hållbara uppvärmningsalternativet varierar för de olika livsstilarna. Resultatet baseras på de tre delarna inom hållbarhet nämligen ekonomisk, ekologisk och social hållbarhet. Den ekonomiska delen innefattar installationskostnader, inköpspris, ränta, driftskostnader och för pelletspannan ingår även kostnaden för byggnation av pelletsförråd och för bergvärmepumpen är även kostnaden för borrning av energibrunn inräknad. Den ekologiska hållbarheten bygger på att använda miljöbelastning som instrument och den baseras på vilken mängd energi som behövs för att säkerställa uppvärmning utav huset och presenteras som koldioxidekvivalenter, CO2eq, och det innebär att alla utsläpp relaterade till energins ursprung har omvandlats till likvärdig mängd koldioxid. Den sociala hållbarheten är beroende av de andra två delarna tillsammans då låg miljöbelastning innebär att fysiska och psykiska behov kan tillgodoses genom god inomhusmiljö med bra ventilation och behaglig värme samt att det finns en utemiljö som tillgodoser behovet av bland annat frisk luft och en levande natur och med en låg ekonomisk kostnad så har individen möjlighet att uppfylla sina drömmar. Det rapporten har kommit fram till är att bergvärmepumpen har den lägsta miljöbelastningen, den lägsta driftskostnaden oavsett scenario och livsstil samt den näst lägsta totalkostnaden vilket gör att den uppfyller rapportens kriterier för hållbarhet / The purpose of this report is to compare different types of heatingsystems for newly built houses in Östersund. The heatingsystems of the report is exhuast air heatpump, air/water heatpump, ground source heatpump, exhaust air heatpump in combination with district heating and pellet boiler. The comparison is based upon sustainibility and its three dimensions, economy, ecological and social sustanibility. The foundation that the comparison rely on is five different future scenarios with varying mixes of sources for electricity and includes electricity prices as well. The enviromental impact is based on the different sources of energy that is used in each scenario and is measured in carbondioxide equivalents CO2eq. The results are based on the three components of sustainability, economic, ecological and social sustainability. The economic part includes installation costs, purchase price, interest, operation costs and for the pellet boiler it includes the cost of building a pellet storage and for the ground source heat pump the cost of drilling is included. The conclusion of this report is that the ground source heat pump has the lowest environmental impact, the lowest operating cost regardless of the scenario and lifestyle and the second lowest total cost, which means that it meets the criteria for sustainability of the report

<p>This diploma work covers an investigation over the heat - and hot water systems of the</p><p>tenant-owner's association, Bogården. The heat - and hot water needs of Bogården are</p><p>satisfied by both district heating as well as three heat pumps. Implemented investigation</p><p>shows that the heat pumps are not used in a profitable way. Apart from that, the reserve</p><p>possibilities are small. There is also a risk of the growth of Legionella bacterium in the</p><p>hot water system.</p><p>Since the heat pumps are already installed, HSB-Gävleborg (responsible for Bogården)</p><p>has a wish to investigate possible proposed actions for optimization of existing plant.</p><p>After completed investigation, a new proposed action is presented. The new proposed</p><p>action goes on intercepting the hot water production and using the heat pumps to only</p><p>heat production during the heating season. Why the hot water production should be</p><p>intercepted, is just in order to eliminate the risk of Legionella. Besides, the new proposal</p><p>is going to bring about a reserve of 1,534,000 SEK during a twenty-year period. This is</p><p>approximately twice as much as what the existing plant may bring during the same</p><p>period.</p><p>During the work's review, it also has been established that heat - and hot water systems</p><p>are error regulated. Since the diploma work does not cover that piece it is instead</p><p>informed as proposals subject to further investigation.</p>

Att fjärrstyra sin värmepump gör det möjligt att styra inomhusklimatet även då man inte är hemma. Detta passar mycket bra i exempelvis fritidshus då man enkelt kan höja temperaturen innan man skall dit och därmed kan njuta av ett behagligt inomhusklimat direkt. Med dagens fjärrstyrning av Daikins värmepumpar finns två problem. Systemet använder GSM-nätet och användaren måste kunna de olika SMS-koderna utantill. Fjärrstyrning används oftast i fritidshus på landsbygden och 3G-nätet har idag bättre täckning än GSM-nätet på många av dessa platser. Målet med examensarbetet är att ta fram ett system som åtgärdar dessa problem. Vi börjar med att ta fram en funktionsmodell att utgå från. Går vidare med val av hårdvara för modulen, och därefter vidare till mjukvaruutveckling. Resultatet av detta examensarbete är ett system för fjärrstyrning av Daikins värmepumpar som använder 3G-nätet och enkelt kan styras via en androidapplikation.

This diploma work covers an investigation over the heat - and hot water systems of the tenant-owner's association, Bogården. The heat - and hot water needs of Bogården are satisfied by both district heating as well as three heat pumps. Implemented investigation shows that the heat pumps are not used in a profitable way. Apart from that, the reserve possibilities are small. There is also a risk of the growth of Legionella bacterium in the hot water system. Since the heat pumps are already installed, HSB-Gävleborg (responsible for Bogården) has a wish to investigate possible proposed actions for optimization of existing plant. After completed investigation, a new proposed action is presented. The new proposed action goes on intercepting the hot water production and using the heat pumps to only heat production during the heating season. Why the hot water production should be intercepted, is just in order to eliminate the risk of Legionella. Besides, the new proposal is going to bring about a reserve of 1,534,000 SEK during a twenty-year period. This is approximately twice as much as what the existing plant may bring during the same period. During the work's review, it also has been established that heat - and hot water systems are error regulated. Since the diploma work does not cover that piece it is instead informed as proposals subject to further investigation.

The purpose of the house which is the basis of this report is to be able present itself on the market as a relatively cheap and at the same time a climate friendly choice. The house is supposed to be able to be built anywhere in Sweden and the rest of Scandinavia in a short period of time. This puts demand on what kind of heating system the house can have, since not all places have the geographic advantage of being able to use geothermal or district heating. Therefore the heating system choices will only include those that are not limited by their geographic location. The house will be built in modules which only require the groundwork to be done before the house can be erected.   In this report "System solutions for plus or passive-housing" a comprehensive literature search has been conducted as well as a number of calculations. This has been done to find out which system solution would be most appropriate for this specific house.   After calculations and literature searches, three different systems was chosen; Water-jacketed wood stove with solar panels Water-jacketed pellet stove with solar panels Air/water heat pump with solar panels   The results showed economic differences. The wood stove proved to be the cheapest, it does, however release some toxic gases during its incomplete material incineration and it also requires more of the user’s attention. The investment cost of the pellet stove is higher and the fuel cost proved to be around twice the amount, which led to a higher cost in total. The advantages of the pellet stove is that it is a self-feeding system which requires less of the user’s time and attention. It is also a more efficient machine and therefor emits less toxic gases. The heat pump proved to be the most expensive choice and also the more difficult choice to assess as to its environmental impact. This due to the fact that it uses electricity as fuel. This electricity is hard to predict the source of. If the source is renewable it could be argued that the heat pump is the most environmental positive choice. If the source on the other hand is from coal or oil plants this will release large amounts of greenhouse gases into the atmosphere. The obvious positive aspect of the heating pump is its ability to run without the help of the user. Something that both the pellet and wood stoves need.   The house proved a few flaws in the thermal bridges that appear in the joints of the house. This could be solved by providing these joints with extra insulation which are otherwise only made of wood.   The conclusion is that this is well thought-out house which pass the definition of a passive house in most places in Sweden. It did now, however, pass the definition of a plus house. This due to the angle of the roof which led to a lesser amount of solar cells, which could not generate the amount of electricity needed to sell more electricity then what is needed to purchase. This is the only part of the house that can be seen as a truly big flaw, since this goes against the purpose of the house. The type of heating system has not been made as a definite conclusion, but is being left open for reader to decide. According to the last calculations made however, the wood stove proved the best choice, this is due to its cheap price over a long period of time. Something that does not prove decisive for all. / Huset som ligger till grund för detta arbete har som syfte att kunna komma in på marknaden som ett billigt men klimatsmart val. Huset ska kunna byggas vart som helst i Sverige och i resten av Skandinavien på kort tid. Detta ställer krav på vad huset kan ha för värmesystem, då inte alla platser har förutsättningar för att använda till exempel bergvärme eller fjärrvärme. Därav används värmesystem som är oberoende av omgivningen.   I arbetet "Systemlösningar för plus- eller passivhus" har en mängd beräkningar, en omfattande litteraturstudie och en multikriterieanalys gjorts. Detta för att ta reda på vilken systemlösning som skulle kunna vara bäst för detta specifika hus.   I arbetet jämförs hur vattenmantlade kaminer och värmepumpar fungerar i ett system tillsammans med solfångare. Studien innefattar även att ta reda på hur många solfångare och solceller som kan placeras på huset för att använda förnyelsebara källor i största möjliga utsträckning. Samt vilka val som är ekonomiskt smarta över en längre period och även hur miljön påverkas av dessa val.   Efter beräkningar och litteraturstudier valdes tre olika värmesystem; Vattenmantlad vedkamin med solfångare Vattenmantlad pelletskamin med solfångare Luft/vatten värmepump med solfångare   Resultatet visade ekonomiska skillnader där den vedeldade kaminen var billigast, dock släpper den ut en del farliga gaser vid sin ofullständiga förbränning och kräver mycket uppmärksamhet. Den vattenmantlade pelletskaminen blev dyrare då investeringskostnaden är högre än för vedkaminen och där den årliga bränsleförbrukningen för pellets är cirka dubbelt så hög gentemot veden. Till sin fördel har den ett enklare självmatande system vilket kräver mindre tid av brukaren. Den har även högre verkningsgrad än sin vedeldade motsvarighet och släpper därför ut mindre farliga gaser. Värmepumpen visade sig vara dyrast och det är även den svåraste att miljöbedöma. Elen som används är svår att förutse var den kommer från. Om källan är förnyelsebar kan det argumenteras att värmepumpen är det mest miljövänliga valet. Om den däremot kommer från marginalel ger den upphov till stora mängder växthusgaser i atmosfären. En fördel med värmepumpen är att den är enkel att använda då den till stor del sköter sig själv till skillnad från pelletskaminen och vedkaminen.   Slutsatsen blev att huset är vältänkt och klarar passivstandard i stora delar av Sverige. Huset uppfyllde dock inte kravet för plushus. En stor bidragande orsak till detta är husets taklutning. Att taket lutar mot norr innebär att antalet solcellsmoduler blir för få, vilket leder till för liten elproduktion. Detta är det enda som skulle kunna ses som en stor brist eftersom det motverkar syftet med huset. Valet av typen av uppvärmning är endast vägledande och lämnas därför öppet för val. Enligt de sista beräkningarna som gjordes ses vedkaminen som det bästa valet, vilket i stort beror på den stora skillnaden i pris över en längre period. Det styr dock inte valet för alla brukare.

District heat is currently more exposed for competition than it has been for several years. Since the mid-1980s, district heat has dominated the heat market, but is now in a tougher competitive situation due to the increasing popularity of heat pumps. This, in combination with energy efficiency, has led to a stagnation of delivered energy. The purpose of the study is to investigate the district heating's current competitive situation in Västerås. This will be investigated based on pricing, performance and paragraphs. In order to get a comprehensive picture of the heat market and to find out what factors customers prioritize, housing companies, house makers and villa owners were interviewed. The study's results show that house owners prioritize delivery reliability, followed by economy and environment in the choice of heating method. Actors' views on pricing were different depending on the preferred heating method, where the different views were primarily about the operating and maintenance costs of heat pumps. In order to analyze pricing the life cycle cost was calculated on the basis of real cases. This was done by creating a calculation model in Excel. The result of pricing shows that district heating was the best option for all cases. However, from a new construction perspective, geothermal heat pump for small houses had similar life cycle cost as district heating, while district heating was superior in price for the larger houses. All cases when a customer had change from district heat to heat pumps were unprofitable due to the switching cost that arises. Performance was evaluated by the environmental impact and delivery reliability of the methods. The consequential life cycle assessment was used when calculating environmental impact. The result showed that the district heating in Västerås has a positive environmental impact because of the social benefits it provides. Heat pumps had a negative impact on the environment in all cases. The delivery reliability was studied through actors' views in combination with scientific research, which resulted in the view that district heating is better. The evaluation of paragraph was limited to Boverket’s building regulations. The competitive situation is currently skewed, where heat pumps have a big advantage as houses can limit their energy efficiency with heat pumps. The future of district heating in Västerås is bright. The challenge is to keep their market domination by maintaining a competitive price as the heat market is facing changes with reduced heat demand and tougher competition. / Fjärrvärmen är idag mer konkurrensutsatt än den har varit på flera år. Sedan mitten av 1980-talet har fjärrvärmen dominerat värmemarknaden, men är nu i en tuffare konkurrenssituation bland annat på grund av den ökande populariteten av värmepumpar. Dessutom har energieffektivisering och tuffare krav lett till en stagnation av levererad värme. Syftet med studien är att undersöka fjärrvärmens nuvarande konkurrenssituation i Västerås. Detta ska undersökas utifrån de tre konkurrensmedlen prissättning, prestanda och paragrafer. För att få en heltäckande bild av värmemarknaden samt att ta reda på vilka faktorer kunder prioriterar i valet av uppvärmningsmetod intervjuades bostadsföretag, hustillverkare och småhusägare. Studiens resultat visar att fastighetsägare prioriterar leveranssäkerhet, följt av ekonomi och miljö i valet av uppvärmningsmetod. Trots att samtliga lyfter fram ekonomi som den avgörande faktorn i valet, berodde det på att leveranssäkerheten antogs vara relativt lika mellan uppvärmningsmetoderna. Miljön har ett visst inflytande, dock så länge det inte innebär en allt för hög ekonomisk kostnad. Aktörers syn på prissättning var olika beroende på föredragen uppvärmningsmetod, där de skilda åsikterna främst gällde värmepumpars drift- och underhållskostnader. För att behandla prissättning opartiskt beräknades livscykelkostnaden för de valda uppvärmningsmetoderna utifrån verkliga fall. Detta gjordes genom att skapa ett beräkningsverktyg i kalkylprogrammet Excel där indata kan varieras. Resultatet av den ekonomiska kartläggningen visar att för samtliga fall var fjärrvärmen billigast. Ur ett nyproduktionsperspektiv hade dock bergvärmepump för småhus i princip samma livscykelkostnad som fjärrvärme, medan för de större fastigheterna var fjärrvärmen relativt överlägsen gällande pris. Samtliga konverterande fall där fastighetsägare bytt uppvärmningsmetod var olönsamma, detta på grund av den konverteringskostnad som uppstår. Konkurrensmedlet prestanda undersöktes genom metodernas miljöpåverkan och leveranssäkerhet. Vid beräkning av miljöpåverkan användes konsekvensperspektivet. Resultatet visade att fjärrvärmen i Västerås har en positiv miljöpåverkan på grund av samhällsnyttan den ger, medan värmepumpar i samtliga fall hade en negativ påverkan. För undersökningen av leveranssäkerhet involverades de två aspekterna driftsäkerhet och enkelhet. Detta gjordes genom att studera aktörers syn i kombination med tidigare forskning, vilket resultera i att fjärrvärme är bättre. Undersökning av paragrafer avgränsades till Boverkets byggregler som sätter kraven för fastigheters energiprestanda. I nuläget är konkurrenssituationen skev, där värmepumpar har en stor fördel då fastigheter kan byggas med sämre energiprestanda med värmepumpar. Fjärrvärmens framtid i Västerås är ljus. Utmaningen är att bibehålla deras stora marknadsandelar genom att upprätthålla ett konkurrenskraftigt pris då värmemarknaden står inför förändringar med minskat värmebehov och tuffare konkurrens.

The European Union’s goal for year 2020 aims to reduce the greenhouse gases by 20 % compared to the levels of 1990. This goal can be reached by increasing energy efficiency and renewable energy sources by 20 %. In Sweden housing stands for 40 % of the total energy usage and in apartment buildings district heating is the most used way for heating and hot water. In this degree project two apartment buildings, connected by a garage, have been studied to see which solutions would yield a saving in both money and the environment. The building is heated using district heating and is ventilated through mechanical exhaust ventilation. Analyzing the current energy consumption and ventilation rates, two heat pump manufacturers was contacted to see what their systems could save in terms of energy. By recovering heat from the exhaust air with a heat pump the buildings can save both money and have a reduced impact on the environment. Having a demand-controlled ventilation in the garage would not give a large enough saving in energy to be worth the investment. The already scheduled fans have decreased their energy usage by half. However by having a demand-controlled ventilation in the garage it could reduce the harmful heavy metals that get released when cars drive in and out. By simply lowering the temperature in the garage from 15 °C to 10 °C could save about 12 500 sek/year in heating costs. The conclusion to this study is that using a heat pump to recover energy from exhaust air is an investment that will generate financial savings for the cooperative apartment and have a reduced negative impact on the environment.

Gräshoppan 13 är ett flerbostadshus beläget i Borås. Fastigheten har följts upp av energikonsultbolaget Aktea AB på uppdrag av fastighetsägaren Willhem i syfte att miljöcertifiera byggnaden som GreenBuilding. Den primära beräkningen som utfördes av Isover visade att fastigheten förväntades förbruka 34 kWh/m2, år. Akteas uppföljning efter två år resulterade i att fastigheten förbrukade 45,2 kWh/m2, år vilket inte möjliggör en certifiering enligt GreenBuilding där kraven är 41,3 kWh/m2, år, det vill säga 25 % lägre än kraven från Boverkets byggregler, BBR. I följande rapport diskuteras och analyseras de möjliga felkällorna för varför den beräknade energiförbrukningen utförd av Isover inte uppfylls. Huvudsakligen undersöks systemlösningen för tappvarmvattnet som av Akteas energikonsult Jonas Pettersson antagits vara den mest bidragande faktorn. Detta för att Isover beräknat energiåtgången för tappvarmvatten till 6 kWh/m2, år när det verkliga utfallet resulterade i en energiförbrukning på 18,2 kWh/m2, år. En kontrollberäkning av Isovers energibalansberäkning gjordes, dock utan full tillgång till Isovers beräkningsindata. Beräkningen gav ett snarlikt resultat (Isover 34 kWh/m2, år, kontrollberäkning 35 kWh/m2, år). Detta utfördes för att utesluta fel hos Isovers energibalansberäkning samt styrka Akteas antaganden angående systemlösningen för tappvarmvattnet. En provtryckning av en av lägenheterna i fastigheten utfördes för att kontrollera, vilket kan vara en indikator på, byggkvalitén för fastigheten. Provtryckningen visade att fastigheten håller god lufttäthet (0,23 l/sm2) och bedöms inte påverka fastighetens energiförbrukning negativt. Även detta test styrker Akteas antagande att det inte är energiförluster på grund av luftotätheter. Systemlösningen för tappvarmvattnet krävde mer energi än beräknat eftersom ackumulatortanken i systemet visade sig ha svårt att hålla jämn temperatur. Detta medför att en spetsberedare med elpatron behöver arbeta mer för att tappvarmvattnet ska hålla BBR:s krav på 55 ℃. Varför ackumulatortanken har svårt att hålla jämn temperatur tros vara att volymen är för liten och påverkas för mycket av stora vattentappningar i fastigheten. Även att värmepumpen inte är optimalt inställd kan vara en bidragande orsak. / Gräshoppan 13 is an apartment building located in Borås. The property has been followed up by energy consulting company Aktea AB on behalf of the property owner Willhem in order to environmentally certify the building as GreenBuilding. The primary calculation performed by Isover showed that the property was expected to consume 34 kWh/m2, year. Akteas follow-up after two years resulted in the property consuming 45.2kWh/m2, year, which does not enable certification according to GreenBuilding where the requirements are 41.3kWh/m2, year, that is 25 % lower than the requirements from Boverkets building regulations, BBR. The following report discusses and analyzes the possible sources of error as to why the estimated energy consumption performed by Isover is not met. The system solution for domestic hot water, which has been assumed by Akteas energy consultant Jonas Pettersson to be the most contributing factor, is mainly examined. This is because Isover calculated the energy consumption for domestic hot water to be 6kWh/m2, year when the actual outcome resulted in an energy consumption of 18.2kWh/m2, year. A control calculation of Isover energy balance calculation was made, however without full access to Isovers calculations input. The calculation gave a similar result (Isover 34kWh/m2, year, control calculation 35kWh/m2, year). This was done to exclude errors in Isovers energy balance calculation and to strengthen Akteas assumptions regarding the system solution for the domestic hot water. A pressure test in one of the apartments in the property was carried out to check, which can be an indicator of, the construction quality of the property. The test printing showed that the property maintains a good air tightness (0.23 l/sm2) and does not negatively affect the property's energy consumption. This test also confirms Akteas assumption that there are no energy losses due to leaks. The system solution for the domestic hot water required more energy than calculated because the accumulator tank in the system proved difficult to maintain an even temperature. This means that a water heater with an immersion heater needs to work harder for the domestic hot water to keep BBR's requirements at 55 ℃. Why the accumulator tank has difficulty maintaining an even temperature is believed to be that the volume is too small and is affected too much by large water drains in the property. The fact that the heat pump is not optimally set can also be a contributing factor.