Sedan oljekrisen på 1970-talet har västvärlden strävat efter att hitta energieffektiva     metoder för uppvärmning i fastigheter. I EU står bostadssektorn för ca 40% av det totala energibehovet och den enskilt största delen i människans ekologiska fotavtryck är koldioxidutsläpp, främst via förbränning av fossila bränslen där energisektorn historiskt stått för en stor del av dess utsläpp. Oljan har som uppvärmningsmedel så gott som fasats ut och på ventilationssidan har det de senaste 30 åren hänt fantastiskt mycket där man hela tiden strävar efter att hitta effektivare och miljömässigt hållbara system. Man har så gott som helt lyckats att få bort fossila bränslen som uppvärmningskälla från bostadssektorn och på ventilationssidan har man kommit så långt att man till och med börjar återgå från stora komplexa system till de något enklare systemen som man lyckats optimera  bl.a frånluftsvärmepumpar. Just frånluftsvärmepumpar spås en fortsatt god framtid där effektiviteten på pumparna, det så kallade COP-värdet (coefficient of performance) tros kunna fördubblas. Kv. Bordsgossen är ett flerfamiljsbostadshus i centrala Gävle och består av fem huskroppar fördelade på 53 lägenheter och därutöver kontors- och butikslokaler på bottenplan. Fastigheten som är från 1963 saknar helt energiåtervinning och fastighetsägaren Svedinger Fastigheter vill nu ändra på detta. Denna rapport tar vid där en tidigare energikartläggning slutar och i denna rapport har det undersökts om det finns lönsamhet i frånluftsvärmepump för fastighetens lägenheter, samt lönsamheten i värmeväxlare för fastighetens garage och en värmeväxlare för den butikslokal som inhyser företaget Arkitektkopia. Resultatet visar att det vid uppskattad installationskostnad finns god ekonomi i att installera frånluftsvärmepump i fastigheten samt att installera värmeväxlare för den lokal som inhyser Arkitektkopia och för fastighetens garage. Det som fastighetsägaren måste ta hänsyn till är att den uppskattade installationskostnaden nödvändigtvis inte är korrekt, utan bör ses som en fingervisare. Svedinger Fastigheter bör även hålla ett öga på den eventuella flödestaxa som den lokala fjärrvärmedistributören funderar på att tillämpa, som om den tas i anspråk antas kunna ha stor påverkan på den ekonomiska vinning som finns att hämta i energieffektivisering. Vidare behöver ventilationen i fastigheten injusteras och om fastighetsägaren beslutar att skrida till verket med ett fönsterbyte ska man ha klart för sig att det kommer att påverka fastighetens termiska komfort och energibehov. / Since the oil crisis in the 1970’s the western world has sought to find energy-efficient methods for heating in real estate. In the EU, the housing sector accounts for about 40% of the total energy demand, and the single largest part of man's ecological footprint is carbon dioxide emissions, primarily through the use of fossil fuels in which the energy sector has historically accounted for a large part of its emissions. Oil has in the terms of heating almost entirely been phased out and over the last 30 years the ventilations development has seen a great deal of progress where the market constantly strives for better efficiency and environmentally friendly techniques. The industry has managed to almost at full extent to remove fossil fuels as a source of heating for housing. On the ventilation side, the technique has come so far that systems start returning from large complex systems to the simpler systems that is optimized, for example, exhaust air heat pumps (EHAP). Exhaust air heat pumps are expected have a good future ahead where the efficiency of the pumps, the so-called COP-value (coefficient of performance), is predicted to be doubled.  Kv. Bordsgossen is a multi-family house in central part of the city of Gävle and consists of five houses divided into 53 apartments and on the ground floor consists of offices and retail premises. The property, which dates back to 1963, has no energy recovery and the property owner, Svedinger Fastigheter wants to change this.  This report has investigated whether there is profitability for a exhaust air heat pump in the property's apartments, as well as the profitability of heat exchanger for the property's garage as well as for the premises that accommodate the company Arkitektkopia. The result shows that, at the estimated installation cost, there is a good economy in installing exhaust air heat pump in the property as well as installing heat exchanger in the part  inhabited by Arkitektkopia, and in the facilities garage. What the property owner needs to take into consideration is that the estimated installation costs necessarily isn’t correct, but should be considered  as a direction point. Svedinger Fastigheter also needs to keep an eye on the possible flow rate that the local district heating distributor is considering applying. Should it be applied it is predicted to have a huge impact on the economical earnings in energy efficient technology. Furthermore, the ventilation is in needs of a adjustment and if the property owner decides to move on  with a window change it will affect the property's thermal comfort and energy needs.

På LKAB:s anläggning i Kiruna finns det tre kulsinterverk med tillhörande avgaspannor som tar tillvara på värmen i avgaserna från kulsinterverken. Dessa avgaspannor är huvudproducenterna av värme i det interna fjärrvärmesystemet som består av åtta olika flödeskretsar som är sammankopplade med värmeväxlare. För att balansera värmeproduktionen i systemet mot konsumtionen finns det oljepannor utplacerade i systemet som förbränner olja när det finns för lite tillgång på värme från avgaspannorna. Vid de tillfällen då värmeproduktionen är för hög i avgaspannorna finns det möjlighet att kyla bort överskottet mot ett klarvattensystem via tre kylvärmeväxlare som är placerade på flödeskretsarna i direkt anslutning till respektive avgaspanna. På grund av komplexiteten i systemet förekommer det att värme kyls bort i kylvärmeväxlarna samtidigt som det förbränns olja i systemet. Målet med examensarbetet är att finna åtgärder som kan minska mängden olja som förbränns samtidigt som det kyls bort värme från avgaspannorna. På grund av komplexiteten i systemet undersöks endast de tre flödeskretsarna i direkt anslutning till avgaspannorna samt deras koppling mot resterande system. Detta medför att antagandet gjordes att det inte finns några andra begränsningar som påverkar möjligheten att överföra värmen från avgaspannornas fjärrvärmeväxlare till förbrukarna i nätet. För att analysera problemet har timvärden för alla relevanta givare i systemet analyserats för 2018. Den onödiga oljeförbränning som sker samtidigt som det kyls bort värme har tagits fram genom att jämföra mängden som förbränns i hela systemet med summan av den värme som kylts bort vid samma tidpunkt i de tre kylvärmeväxlarna. I början av arbetet framkom att det finns en styrning som är kopplad mot avgaspanna 4 (AP4) som ser till att en del av värmen alltid kyls av mot kylvärmeväxlaren för att säkerställa temperaturen i klarvattensystemet. Enligt uppgift från LKAB gjordes antagandet i detta examensarbete att denna extra tillförsel av värme inte är nödvändig och antas därför vara möjlig att nyttja i fjärrvärmesystemet. Vidare påträffades flödesbegränsningar på sekundärsidan av fjärrvärmeväxlarna. Dessa var en del i styrningen av fjärrvärmeuttaget från avgaspannorna men analys visade att begränsningen hade bidragit till att öka oljeförbränningen i systemet genom att minska möjligheten till uttag av spillvärme. Under 2018 förbrändes 12,03 GWh olja samtidigt som värme kyldes bort från avgaspannorna, vilket motsvarar 67% av den totala oljeförbränningen under samma år. Om den avsiktliga bortkylningen skulle upphöra från AP4 skulle detta kunna minska till 10,75 GWh för 2018. Justering av flödesbegränsningarna som är angivna för fjärrvärmeväxlarnas sekundärflöden får en större betydelse. Om dessa skulle höjas från 320 m3/h till 380 m3/h för avgaspanna 2 och från 480 m3/h respektive 350 m3/h till 530 m3/h för avgaspanna 3 respektive 4 skulle den onödiga oljeförbränningen kunna minska till 5,75 GWh under 2018. Kombineras de två åtgärderna skulle det resultera i att endast 4,96 GWh olja skulle förbrännas under 2018 samtidigt som det kyls bort värme. / At LKAB's site in Kiruna, there are three pellet plants with associated systems for heat recovery that take advantage of the heat in the exhaust gases from the pellet plants. These three heat recovery systems are the main producers of heat for the internal district heating system, which consists of eight different flow circuits connected with heat exchangers. To balance the production of district heating in the system against the consumption, there are oil boilers placed in the system. These burn oil when there is too little heat available from the heat recovery system. On occasions when there is too much heat available at the heat recovery system, is it possible to cool off some heat to the process water system using three cooling heat exchangers. This heat exchangers are directly connected to the flow circuits close to each heat recovery system. Due to the complexity of the system operating situations sometimes occur where heat is cooled away to the process water at the same time as it is burning oil in the district heating system. The aim of the thesis is to find measures that can reduce the amount of oil burned while cooling heat from the heat recovery system. Due to the complexity of the system, only the three flow circuits closest connected to the heat recovery systems will be analyzed. Therefore the assumption was made that there are no other restrictions affecting the possibilities of transferring the heat from the district heating heat exchangers connected to the heat recovery systems to the consumers in the grid. To analyze the problem values for each hour during 2018 have been used for all relevant sensors in the system. The unnecessary oil combustion that has occurred while heat has been cooled off to the process water system has been defined by comparing the amount of oil combustion in the entire system during that time with the sum of the heat that cools of at the same time in the three cooling heat exchangers. At the beginning of the work, it was revealed that there is a control coupled to the flow circuit closest to pellet plant 4 which ensures that part of the heat always cools against the cooling heat exchanger, to ensure temperatures in the process water system. According to information from LKAB, an assumption is made that this heat can be used in the district heating system instead. It was also found flow restrictions on the secondary side of the three district heat exchangers. These restrictions were part of the control of the district heating outlet from the three flow circuits, but analysis showed that these limitations had caused an increase in the oil combustion by reducing the possibilities for extraction of waste heat. In 2018, combustion of oil produced 12.03 GWh heat at the same time as heat was cooled off from the heat recovery system, which corresponds to 67% of total oil combustion during the same year. If the intentional cooling to the process water system from pellet plant 4 ceased, this could be reduced to 10.75 GWh for 2018. Adjustments of the flow restrictions specified for the secondary side of the three district heat exchangers resulted in greater improvements. If these were raised from 320 m3/h to 380 m3/h for pellet plant 2 and from 480 m3/h and 350 m3/h to 530 m3/h for pellet plant 3 and 4, respectively, the unnecessary oil combustion could decrease to 5.75 GWh in 2018. Combining the two measures would result in only 4.96 GWh of oil being burned in 2018 while cooling heat to the process water.

På grund av den globala uppvärmningen kommer efterfrågan på kyla öka i framtiden och ett alternativ som kan tillgodose användarnas kylbehov men samtidigt sänka byggnadens energiförbrukning är passiv kylning med geoenergi. Furuliden är ett äldre- och gruppboende som tillhör det kommunala bostadsbolaget Allbohus som hyr ut lägenheter och lokaler i Alvesta kommun. Majoriteten av de boende i Furuliden tillhör grupper som är extra känsliga för värme och fastigheten har haft problem med att inomhustemperaturen ibland blivit för varm. Möjligheten att kyla och värma ventilationsluften passivt i Furuliden med hjälp av 8 parallella energibrunnarna som är installerade vid fastigheten har undersökts för ett billigare och ett dyrare alternativ. Detta har gjorts genom beräkningar, programmering samt insamling av offerter. Resultatet visar att energibrunnarna har kapacitet att tillgodose kylbehovet för de båda alternativen.

No description available.

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.

I underjordiska gruvor behöver stora mängder luft tillföras. När utetemperaturen sjunker under 0 °C leder detta till stort uppvärmningsbehov för att fukten i tilluftschaktet inte ska frysa, vilket inte bara är kostsamt, utan även negativt ur ett hållbarhetsperspektiv. Vanligtvis återvinns ca 35 % av det årliga energibehovet för uppvärmningen. Med en roterande värmeväxlare anpassad för gruvventilation är det möjligt att återvinna hela energibehovet för att värma tilluften över 0 °C för att förhindra isbildning i luftschaktet. Syftet med projektet var att undersöka och beräkna värme- (och energi) överföring i en roterande värmeväxlare som funktion av luftflödet, effekten för att värma tilluften och dimension på värmeväxlarens rotordiameter.   Kontaktarean på ackumulatormaterialet av en pilotanläggning har beräknats för att undersöka hur stor värmeöverförande yta som förekommer och hur denna yta påverkas vid olika dimensioner på materialet. Teoretisk värmeöverföring och värmeöverföringen av pilotanläggningen vid kallt klimat har beräknats. Dessa resultat har sedan använts för att dimensionera värmeväxlarens rotordiameter i full skala.    Den totala värmeöverföringsytan vid med pilotanläggningens dimensioner beräknades till 4086 m2. Den teoretiska värmeöverföringen beräknades till 214 kW. Vid uppskalning till ett vanligt förekommande luftflöde i full skala (150 m3/s) beräknades värmeöverföringen till 2988 kW, kommer en rotordiameter på 11 m krävas. Eftersom beräkningarna inte tar hänsyn till praktiska förluster, är resultatet en grov uppskattning. Möjligheten att jämföra resultatet med andra befintliga anläggning är begränsad, eftersom denna typ av roterande värmeväxlare ej förekommer i gruvventilation idag. / In underground mines, large amounts of fresh air need to be supplied. When the outdoor temperature drops below 0 °C, the supplied outdoor air must be heated to prevent the moisture in the supply air shaft from freezing. This is not only expensive, but also negative from a sustainability perspective. Today usually about 35 % of the annual energy demand of the heating is recycled. With a rotary heat exchanger adapted for mine ventilation, it is possible to recover all the energy required to heat the supply air to at least 0 °C. The purpose of this project was to investigate and calculate the heat (and energy) transfer in a rotary heat exchanger as a function of the air flow, the required effect to heat the supply air, and the dimension of the rotor diameter of the heat exchanger.    The contact area of the accumulator material of a pilot plant was calculated to investigate the heat transfer surface and how this surface is affected by different dimensions of the material. The theoretical heat transfer and the heat transfer of the pilot plant in cold climate were also determined. These results were used to provide an estimate of the rotor diameter of the heat exchanger required in full scale.   The total heat transfer surface with unchanged dimensions was calculated to 4086 m2. The theoretical heat transfer was calculated to 241 kW. When upscaling to a common air flow at full scale (150 m3/s) the heat transfer was calculated to 2988 kW, a rotor diameter of 11 m will be required. Since the calculations do not consider (energy) losses that will occur in practise, this estimate is conservative. The possibility to compare results with a similar exchanger is limited, since this type of rotary heat exchanger is not used in mine ventilation today.

Nästan 80 procent av den globala energitillförseln kommer från fossila källor, och behöver drastiskt minska. Industriell spillvärme är en energitillgång som blir allt attraktivare men är ofta lågtempererad, vanligtvis mellan 30°C och 100°C, genom att tillsätta en värmepump och låta värmen gå till fjärrvärmenätet blir ofta återbetalningstiden låg. Uddeholms AB använder idag fjärrvärme och en naturgasbaserad spetsvärme för att möta sitt energibehov. Uddeholm AB har stora mängder lågtempererad spillenergi i form av kylvatten från processtegen Electro slag remelting (ESR) och ljusbågsugnen (LBU) som i nuläget inte utnyttjas. Syftet är därför att skapa ett underlag för rekommendation om hur energi som genereras inom industrin kan utvinnas för att möta energibehovet och för att minska användandet av naturgasbaserad spetsvärme. Genom simuleringsprogrammet Simulink har en dynamisk modell byggts upp för att simulera 6 olika system över ett år med en timmes tidssteg. Systemen består av olika kombinationer av värmepumpar, värmeväxlare och ackumulatortank och använder kylvattenflödet från ESR och LBU. Referenssystemet är systemet som används idag, och det första systemet består av en värmepump som använder ESRs kylvattenflöde på värmepumpens kalla sida för att leverera energi till fjärrvärmereturen (VPESR). Det andra systemet består av en värmeväxlare på ljusbågsugnens kylvatten som återvinner energin från ljusbågsugnens kylvatten till fjärrvärmereturen (VVX). Det tredje systemet är en kombination av de två första systemen (VVX + VPESR). I det fjärde systemet tillsätts en extra värmepump efter värmeväxlaren på det tredje systemet (VVX + VPLBU + VPESR). Det femte systemet innebär en värmepump på ljusbågsugnens kylvatten och en värmepump på ESRs kylvatten (VPLBU + VPESR). Det sjätte systemet är samma som det femte men med undantaget att en ackumulatortank tillsätts på ljusbågsugnens kylvatten innan det går in i värmepumpen (VPLBU + Ack + VPESR). Studiens resultat visar att behovet av den naturgasbaserade spetsvärmen försvinner för samtliga fall och miljöpåverkan är lägre än vid referensfallet för samtliga system eftersom den naturgasbaserade spetsvärmen inte längre behöver användas. Vilken miljöpåverkan systemen har beror till stor del på vilken indata som används, och behöver därför tas i beaktning. Ekonomiskt så är samtliga system lönsamma över 20 år med en återbetalningstid på under 5 år. I framtiden bör möjligheten till att sälja energi som produceras till fjärrvärmeföretaget för att maximera lönsamheten ytterligare. Resultaten följer trenden att fler och större värmepumpar resulterar i en högre elförbrukning, lägre fjärrvärmebehov och högre miljöpåverkan. En ackumulatortank bidrar till ett jämnare COP och ett högre årsmedel COP men anses vara en mindre fördelaktig investering eftersom den inte genererar tillräckligt höga resultat för att täcka sin höga initiala kostnad. Det är av största grad viktigt att höja temperaturen på ljusbågsugnens kylvatten eftersom en höjd temperatur minskar energibehovet med ungefär 20%, och miljöpåverkan i form av koldioxidalstring sänks då med ungefär 20%. Systemet uppnår även ungefär 90% större lönsamhet med ökade temperaturer och ett år kortare återbetalningstid utan ackumulatortank och 5 år kortare med ackumulatortank. Det fjärde systemet (VVX + VPLBU + VPESR) har lägst energibehov på ungefär 2 000MWh och uppnår störst lönsamhet över 20 år på nästan 400 Mkr. System två (VVX) har lägst miljöpåverkan i form av koldioxidalstring med en minskning på ungefär 90% jämfört med referenssystemet och kortast återbetalningstid på under 2 år. Därav rekommenderas det andra systemet (VVX) om miljö och återbetalningstid prioriteras och det fjärde systemet (VVX + VPLBU + VPESR) om lönsamhet och ett minskat energibehov prioriteras. / Almost 80% of global energy supply comes from fossil sources and needs to be drastically reduced. Industrial waste heat is an increasingly attractive energy resource but is often low temperature, usually between 30°C and 100°C, and by adding a heat pump and letting the heat go to the district heating network, the payback time is often low. Uddeholm AB currently uses district heating and a natural gas-based peak heating to meet its energy needs. Uddeholm AB has large amounts of low-temperature waste energy in the form of cooling water from the process steps Electro slag remelting (ESR) and the electric arc furnace (LBU) that are currently not utilized. The purpose is therefore to create a basis for recommendations on how energy generated in industry can be recovered to meet the energy demand and to reduce the use of natural gas-based peak heat. Through the simulation program Simulink, a dynamic model has been built to simulate 6 different systems over a year with one hour time steps. The systems consist of different combinations of heat pumps, heat exchangers and storage tanks and use the cooling water flow from ESR and LBU. The reference system is the system used today, and the first system consists of a heat pump that uses the ESR cooling water flow on the cold side of the heat pump to supply energy to the district heating network (VPESR). The second system consists of a heat exchanger on the arc furnace cooling water that recovers the energy from the arc furnace cooling water to the district heating network (VVX). The third system is a combination of the first two systems (VVX + VPESR). The fourth system adds an additional heat pump after the heat exchanger of the third system (VVX + VPLBU + VPESR). The fifth system involves a heat pump on the arc furnace cooling water and a heat pump on the ESR cooling water (VPLBU + VPESR). The sixth system is the same as the fifth but with the exception that an accumulator tank is added to the arc furnace cooling water before it enters the heat pump (VPLBU + Ack + VPESR). The results of the study show that the need for the natural gas-based peak heat disappears for all cases and the environmental impact is lower than in the reference case for all systems because the natural gas-based peak heat no longer needs to be used. The environmental impact of the systems depends largely on the input data used, and therefore needs to be taken into account. Economically, all systems are profitable over 20 years with a payback period of less than 5 years. In the future, the possibility of selling the energy produced to the district heating company should be considered to further maximize profitability. The results follow the trend that more and larger heat pumps result in higher electricity consumption, lower district heating demand and higher environmental impact. An accumulator tank contributes to a more even COP and a higher annual average COP but is considered a less beneficial investment as it does not generate high enough results to cover its high initial cost. It is of utmost importance to increase the temperature of the cooling water of the electric arc furnace because an increased temperature reduces the energy demand by about 20%, and the environmental impact in terms of carbon dioxide generation is then reduced by about 20%. The system also achieves about 90% greater profitability with increased temperatures and a one year shorter payback period without a storage tank and 5 years shorter with a storage tank. The fourth system (VVX + VPLBU + VPESR) has the lowest energy demand of about 2 000 MWh and achieves the highest profitability over 20 years of almost 400 MSEK. System two (VVX) has the lowest environmental impact in terms of CO2 generation with a reduction of about 90% compared to the reference system and the shortest payback period of less than 2 years. Hence, the second system (VVX) is recommended if environment and payback time are prioritized and the fourth system (VVX + VPLBU + VPESR) if profitability and reduced energy demand are prioritized.

Denna studie har undersökt om förvärmning av luft är en bra metod för att undvika frostbildning i motströmsplattvärmeväxlare i luftbehandlingsaggregat. Frostbildning i värmeväxlare för ventilation är ett problem i kalla klimat och sänker den återvunna energimängden när potentialen för energiåtervinning är som högst.   Tidigare forskning i området har utförts för att bland annat: 1) Definiera säkra förhållanden utan frostbildning i värmeväxlare med laminär luftströmning.  2) Jämföra olika frostkontrollstrategier. 3) Analysera frostbildningens egenskaper och effekt på värmeväxlare i ventilation. Att forskningen inte är entydig för vilken frostkontrollstrategi som är bäst belyser vikten av detta arbete.   I en fallstudie kvantifieras empiriska värmeöverföringskoefficienter som används i en analytisk modell som förutspår energianvändningen för luftvärmning under olika driftfall för ett luftbehandlingsaggregat. Värmeöverföringskoefficienterna tas fram genom mätningar i ett luftbehandlingsaggregat lokaliserat i ett flerbostadshus. Mätobjektet har ett installerat värmebatteri före värmeväxlaren vilket värmer inkommande uteluft till konstant lufttemperatur.  Tillverkaren proklamerar att det sker turbulent luftströmning i den studerade värmeväxlaren. Vid olika lufthastigheter ändras värmeöverföringskoefficienten mer vid turbulent strömning än vid laminär strömning. Att olika lufthastigheter har betydlig inverkan på värmeöverföringskoefficienten överensstämmer med resultatet från mätningarna. Effektiviteten av den aktuella styrningen av förvärmaren har granskats och brister har upptäckts. En ny optimerad styrning föreslås för frostfri drift och minimerad energianvändning. Den optimerade styrningen jämförs sedan med en vanlig avfrostningsmetod och utförs med hjälp av flödesbalansstatistik från ett aggregat med sektionsavfrostningsstyrning. Resultatet visar att förvärmning av luft för frostfri drift använder mindre energi än vid sektionsavfrostningsstyrning.  Den föreslagna styrningen innebär att bypass-spjället öppnas då förvärmaren går på full effekt. Detta för att förhindra påfrostning vid extrema utetemperaturer, då förvärmaren inte ger tillräcklig effekt för att undvika påfrostning. Den föreslagna styrningen regleras utifrån daggpunkten, temperaturen på tilluften innan värmeväxlaren och temperaturen på avluften. Den framtagna värmeöverföringskoefficienten i studien tar inte i beaktning ökad koefficient under fuktiga förhållanden då daggpunkten i frånluften är över fryspunkten och det sker kondens. En framtida studie kan hitta värmeöverföringskoefficienter som förutspår yttemperaturen under kondensutfällning då daggpunkten är över 0°C vilket ger medel för att ta fram en ännu mera energieffektiv styrning. Detta kan utföras genom mätning i ett luftbehandlingsaggregat med hög temperaturverkningsgrad placerat i en fuktig miljö. / This study has analysed if preheating of air is a good method to prevent frost formation in a counter flow plate heat exchanger used in Air Handling Units. Frosting in heat exchangers used in AHU-systems is a problem in cold climates and lowers the energy recovery when its potential is the highest.   Previous research has been done to 1) Define safe operating conditions without frost formation in heat exchangers with laminar flow. 2) Compare different frost control strategies. 3) Analyse frost formation properties and its effects on heat exchangers in AHU-systems. That the research is not unambiguous for which frost control method is the best highlights the importance of this work. Empirical heat transfer coefficients are quantified in this study and are used in the creation of an analytical model of a counter flow heat exchanger that predicts the energy use for heating the air at different operating modes. The heat transfer coefficients are produced by measurements in an AHU-systems located in an apartment building. The AHU has an installed air heater before the heat exchanger which heats the outdoor inlet air to constant temperature.   The manufacturer of the AHU-system proclaims turbulent flow in the heat exchanger. Change of airflow has greater impact on the heat transfer coefficients during turbulent flow compared to laminar flow conditions. This is also derived from the results of the measurements. The effectiveness of the current control system is analyzed, and flaws are discovered. A new control system is therefore proposed for frost free operation and higher energy efficiency. The proposed control system is compared to a frequently used frost control system which uses bypass-dampers to redirect the inlet air to the reheater, to let the warm air stream melt formed frost on the warm air side. This comparison is accomplished by analyzing the usage of the bypass-dampers during different outdoor temperatures in a comparable AHU-system that have the mentioned frost control method. The results show that preheating of inlet air for frost free operation uses less energy than usage of the bypass-dampers to melt formed frost on the warm air side. The proposed control system needs the bypass-dampers to be used when the preheater is on full operation to prevent frost formation at extreme outdoor temperatures when the preheating may not be enough. The proposed control system is regulated by the dewpoint and the temperatures of the exhaust air stream and the supply air stream. The derived heat transfer coefficient that is used to predict the plate-temperature take no account for condensation on the warm air side during humid conditions when the dew point is above the freezing point. Future studies can derive the heat transfer coefficient during condensation which will improve the prediction of the plate-temperature. This would make the system more energy efficient during humid air conditions. This can be done by measurements in an AHU-system with high temperature efficiency placed in a humid environment.

Behovet av att kunna lagra energi blir allt större och nödvändigare i takt med utvecklingen och användningen av de förnyelsebara energikällorna. Bergrumslagring är en beprövad metod som oftast används för att säsongslagra värme från fjärrvärme. Tidigare har ett examensarbete på PiteEnergi utförts med mål att undersöka om det är möjligt att lagra fjärrvärme från ett lågtempererat nät på Haraholmen i ett närliggande bergrum. Resultatet blev att det fanns goda förutsättningar men vid urladdning fanns en stor mängd energi fortfarande kvar i bergrummet. Detta arbete är en fortsättning på det, att undersöka om det är möjligt att nyttja även den lågvärdiga energin i bergrummet med en nedsänkt värmeväxlare. Den nedsänkta värmeväxlaren har i detta examensarbete konstruerats och resulterade i 3 mil långa stålrör, uppdelade i fem parallellkopplade värmeväxlare med ytterdiametern 89 mm.  Den nedsänkta värmeväxlaren som i detta projekt är konstruerad har en återbetalningstid på 10 år och en livslängd på 30 år. Vinsten av investeringen skulle efter 30 år vara ungefär 30 miljoner kronor. Ungefär 1 GWh mer än tidigare är möjligt att årligen ta ut med en nedsänkt värmeväxlare, jämfört med en klassisk som endast nyttjar den högvärdiga energin i bergrumsvattnet som är tillräckligt varmt att köra direkt ut på fjärrvärmenätet. / As the development and use of renewable energy sources grow, the need for energy storage is becoming increasingly important. Rock storage is a tried and tested method most commonly used to store seasonal heat from district heating. A previous degree project was carried out at PiteEnergi, with the aim of investigating whether it is possible to store district heating from a low-temperature grid at Haraholmen in an adjacent cavern. The conclusion was that there are good conditions for rock storage, but when discharging there were still a lot of energy left in the cavern. This degree project is a continuation of a previous work, to investigate the possibility of using a submerged heat exchanger to utilize even the low energy left in the underground caverns. The submerged heat exchanger has been designed in this thesis and resulted in 30 kilometre long steel pipes, divided into five parallel coupled heat exchangers with the outer diameter of 89 mm. The immersed heat exchanger constructed in this project has a payback time of 10 years and a life expectancy of 30 years. After 30 years, the profit from the investment would be about 30 million SEK. Compared to a classic heat exchanger, the submerged heat exchanger has the possibility of annually charging about 1 GWh more than before. This compared to a classic heat exchanger that only uses the high-quality energy from the water in the underground cavern that is hot enough to run directly to the district heating network.

Nästan alla forskningar om klimatförändringar påpekar att de accelererande klimatförändringarna vi ser till stor del orsakas av mänskliga verksamheter. Om vi inte reducerar energianvändningen kommer våra utsläpp av växthusgaser öka kraftigt och det kan leda till en katastrof i framtiden. För att vi ska klara morgondagen måste vi omedelbart börja begränsa vår energiförbrukning. I Sverige har regeringen som mål att minska energiförbrukningen med cirka 20 % från 1995 till 2020 och 50 % till 2050. Nästan 40 % av all energianvändning förekommer i byggnads- och fastighetssektorn.  För att minska energianvändningen i den sektorn måste vi energieffektivisera även våra befintliga byggnader.  En stor del av energianvändningen går till att täcka transmissionsförluster genom väggar, fönster och köldbryggor. Genom att välja fönster med låg värmeöverföring och rätt isolering till byggnader samt minska transmissionsförlusterna i ventilation och uppvärmning skulle mycket energi kunna sparas. Har en byggnad låg transmissionsförlust reduceras energibehovet markant.  Genom att installera ventilationssystem med en värmeåtervinning (FTX) kan energiförbrukningen avseende förvärmd ventilation minskas kraftigt. Ventilation med värmeåtervinning gör det möjligt att återvinna energi från den utgående luften från lokalerna till den kalla uteluften som ska till lokalerna för att uppehålla en god inomhusmiljö, värmeväxlare har verkningsgrad upp till 0,85. För att energiförbättra gamla byggnader till energieffektiva, krävs nya installationer och ombyggnader för att anpassa till miljövänliga byggnader. Det kan ibland vara svårt att installera FTX-system i befintliga byggnader eftersom luftbehandlingsaggregat kräver stor plats. Den ekonomiska avskrivningstiden är lång. I det här examenarbetet kommer ventilations- och uppvärmningssystem att utredas; fokus ligger på installationsteknik samt energieffektivisering beroende på hur lokalen ska användas. Målet är att undersöka hur stort energibehov en byggnad har samt ge förslag till vilket ventilationssystem som passar byggnaden. Med hjälp av ritningar över Lokverkstaden och diverse information om lokalen skapades en modell i simuleringsprogrammet IDA ICE, en av de bästa simuleringsprogramvaror för energibehov i byggnader. När man hade fått fram en modell att jobba med började inmatningar och utfördes förändringar på byggnaden som motsvarar (med hjälp av) det indata man hade fått från beställaren. Ventilationsritningar utfördes i Magi Cad och en luftbehandling har dimensionerats på Swegons hemsida. Temperaturen i lokalen påverkas av olika faktorer såsom dålig isolering m.m. Lokalerna står i dag helt kalla men lokal uppvärmning förekommer vid extrem kyla för att hålla en del VVS så varmt att det inte fryser. Lokalerna har en stor fuktbelastning och en del av golvet består av en mycket tjock betongplatta. Resultatet visar att det bästa ventilationsaggregat som behövs för att klara av luftflödet på 11,6 m3/s, bör ha specifika fläkteffekten på 2,39 kW/(m3/s). Byggnadens energiförbrukning blev 610624 kWh om året i simuleringen. / Almost all research about climate change points to that the accelerating climate changes we see today, is to a large part caused by human activity. If we don’t reduce our energy usage, our emissions of greenhouse gases will increase heavily - which can lead to disasters in the future. To be able to solve potential problems and avoid disasters in the future, we have to start decreasing our energy usage immediately. In Sweden, the government has the goal of decreasing energy usage with about 20 % from 1995 to 2020, and 50% by 2050. Almost 40% of all energy usage is from the construction and property sector. However, to decrease energy usage within that sector we have to make current buildings more energy efficient. A major part of energy usage in the constructions sector goes to cover transmission losses through walls, windows, and thermal bridges.  So, by choosing windows with low heat transfer and the correct isolation for the specific buildings, as well as, decreasing transmission losses through ventilation and heating would result in that a lot of energy can be saved. If a building has a low transmissions lose, the demand of energy would decrease remarkably. By installing ventilations systems with the function of heat recovery (FTX) so could the energy usage regarding preheated ventilation decrease heavily. While, the ventilation and heat recovery makes it possible to reuse energy from the outgoing air from the facilities to the cold air outside that shall be used in the facilities to maintain a good indoor environment; heat exchangers have an efficiency level of 0.85. To make old buildings energy efficient, it requires new installations and remodeling to adjust them to become environment friendly buildings. It can sometimes be hard to install FTX-systems in current buildings since air-handling units requires a lot of space, and that the financial write-off periods can be long. This thesis will investigate the ventilations- and preheating systems with a focus in installation technics and energy efficiency depending on how the facility will be used. The goals are to investigate how large the demand for energy is in a building, as well as, give suggestions to which ventilations systems that would fit best with the prospective building.   With drawings of a locomotive workshop and miscellaneous information about the facility, and a model of the facility by the simulation program IDA ICE the energy demand in the building was simulated. When a model had been created the work with inputs and changes were made on the buildings - with help from input that has been receive from the client. Drawings of the ventilation were performed in Magi Cad and an air handling has been dimensioned on Swegon’s website. The temperature in the facility is affected by several factors, such as poor isolation etc. The facilities are not heated today besides through local heating at extreme low temperature to maintain a sufficient heat to not freeze the HVAC. The facilities have high moisture level, and at the same time some parts of the floor are made of very thick concrete plates. The results of the tests show that the best ventilation unit that is needed to manage the air flow of 11.6 (m3/s) should have the specific fan power of 2. 39 kW/ (m3/s). The buildings energy use became 610624 kWh/year in the simulation. / <p>Vi redovisade i september 2015 men blev hel godkänd nyligen. Jag visst inte om jag vilket år som gäller(2015 eller 2016)</p>