Energi til romoppvarming og til produksjon av varmt forbruksvann utgjør en stor del av den totale energibruken i bygninger, og fossil energi eller elektrisitet blir ofte benyttet. Bruk av fossil energi og elektrisitet produsert av fossile kilder bidrar til global oppvarming, og det er derfor ønskelig å redusere bruken av både fossil energi og elektrisk energi. Det er da aktuelt å bruke fornybar varme, og et solvarmeanlegg som dekker deler av varmebehovet i bygninger kan være et godt alternativ. Det ble derfor gjort et litteraturstudie over mulighetene for å utnytte soloppvarming av vann i Norge, med fokus på steder med et klima tilsvarende Oslo-klima. Det ble også gjort en analyse av mulighetene for å utnytte et solvarmeanlegg i et spesifikt kontorbygg i Oslo som skal bygges ut. Kontorbygget bruker nå fjernvarme til vann- og romoppvarming, men andre alternativer undersøkes. For å undersøke mulighetene for å utnytte et solvarmeanlegg i kontorbygget ble det gjort simuleringer i to simuleringsprogram, utført en økonomisk analyse, og en kort analyse av potensiell reduksjon av klimagassutslipp. Til slutt ble det gjort en kort analyse av et nytt solvarmeanlegg for oppvarming av varmtvann i et grendesenter i Oslo, med blant annet en barnehage, skole, og en flerbrukshall. Analysen av grendesenteret er basert på temperaturmålinger fra solvarmeanlegget. Litteraturstudiet indikerer at solvarmeanlegg passer generelt best for bygninger med et stort varmtvannsbehov, og bygninger med et stort varmtvannsbehov i forhold til totalt varmebehov. Dette medfører at idrettshaller og lavenergiboliger og passivhus er best egnet for solvarmeanlegg. For kontorbygg vil et solvarmeanlegg ikke kunne dekke noen særlig stor andel av totalt varmebehov. Det vil imidlertid kunne bidra til at krav i nye standarder og forskrifter blir oppfylt. I tillegg vil et solvarmeanlegg kunne bidra til en bra energimerking av kontorbygg og bygg generelt. Hvis det skal bygges et solvarmeanlegg i tilknytting til kontorbygget i Oslo anbefales det å bygge et solvarmeanlegg for vann- og romoppvarming med solfangere på taket. Solvarmeanlegget som anbefales har et solfangerareal på 100 m2 og en lagringskapasitet på 5000 liter. Solvarmeanlegget bruker en god vakuumrørsolfanger som er vendt mot sør og har en helningsvinkel på 60 °. Solvarmeanlegget gir en årlig varmeproduksjon på 13,9 % av årlig energibehov til vann- og romoppvarming. Resultatene fra den økonomiske analysen av solvarmeanlegget til kontorbygget er usikker. Resultatene er avhengig av hva levetiden til solvarmeanlegget blir og hvor stor kostnaden knyttet til planlegging og oppføring av solvarmeanlegget er. Hvis levetiden til solvarmeanlegget er 20 år og kostnad knyttet til planlegging og oppføring av solvarmeanlegget er 39 % av total investeringskostnad vil anbefalt solvarmeanlegg gi et tap på omtrent 209 328 kr, det trengs da en støtte på 2,2 kr/kWh produsert fornybar varme for at solvarmeanlegget skal gå i null. Hvis levetiden til solvarmeanlegget er 20 år og kostnad knyttet til planlegging og oppføring er 20 % av total investeringskostnad vil solvarmeanlegget gi en gevinst på omtrent 53 766 kr. Hvis levetiden til solvarmeanlegget er 30 år og kostnad knyttet til planlegging og oppføring er 39 % av total investeringskostnad vil anbefalt solvarmeanlegg gi et tap på omtrent 65 421 kr, det trengs da en støtte på 0,7 kr/kWh produsert fornybar varme for at solvarmeanlegget skal gå i null. Hvis levetiden til solvarmeanlegget er 30 år og kostnad knyttet til planlegging og oppføring er 20 % av total investeringskostnad vil solvarmeanlegget gi en gevinst på omtrent 197 673 kr. Anbefalt solvarmeanlegg vil redusere årlig klimagassutslipp fra kontorbygget med omtrent 8924 kg CO2-ekvivalenter. Dette tilsvarer omtrent å fjerne 1,5 biler fra veiene i året. Resultatene viser at det er mulig å bruke solvarmeanlegg som kan ta en del av varmebehovet i kontorbygninger i et klima tilsvarende Oslo-klima. Om solvarmeanleggene er lønnsomme kommer an på hvor lang levetid solvarmeanleggene får og hvor stor investeringskostnaden blir. Mange av de simulerte systemløsningene for solvarmeanlegg i kontorbygget ble aldri lønnsomme, selv med lang levetid og optimistisk investeringskostnad. Det er derfor viktig å gjøre en grundig analyse før en bygger store solvarmeanlegg for kontorbygninger. Beregninger indikerer at solvarmeanlegget på Storøya Grendesenter har produsert varme tilsvarende 5,8 % av totalt energibehov til oppvarming av varmtvann i perioden anlegget har blitt analysert. Beregningene er basert på temperaturmålinger fra og med uke 11 til og med uke 14, og fra og med uke 18 til og med 28. mai i uke 21. Beregningene er svært usikre siden de bare er basert på temperaturmålinger, men de indikerer at solvarmeanlegget ikke fungerer optimalt.

Helt fra 25 år tilbake har issørpe som ny teknologi for å bedre kjølebetingelsene for fisk fått mye oppmerksomhet. Etter nesten 30 år med kontinuerlig innsats fra forskere og produsenter, har issørpe etablert seg som en anerkjent og meget god kjøleteknologi på dette området, samt et egnet medium for konservering. Når det gjelder håndtering av issørpen ombord på fiskebåter, er det kjent at på de fleste fiskebåter benyttes issørpen til direkte kjøling av fisk og annen fangst. Issørpen blir da produsert av sjøvann ombord på båtene, og når fangsten tas inn blir den blandet med issørpe i beholdere. Ulik håndtering av issørpen ble prøvd ut gjennom praktiske forsøk. Basert på målinger av kjernetemperatur i modellprodukt ble kjøleeffekten i fire ulike metoder for bruk av issørpe sammenlignet. De ulike metodene bestod av tre ulike tilfeller med hensyn til drenering av issørpen, hhv. uten drenering, kontinuerlig drenering og forhåndsdrenering (større iskonsentrasjon enn uten drenering). I tillegg ble en siste metode med luftinnsprøyting i bunn av issørpebeholderen prøvd ut som et tiltak for å bedre varmeovergangen. Issørpen ble også sammenlignet med tradisjonell kjøling med flak-is. Kjøleprosessene ble modellert i MATLAB og simuleringer kjørt i forsøk på å tallfeste kjøleeffekten i form av et varmeovergangstall. Det ble ved siden av modellproduktene utviklet et system beregnet for studering av interaksjonen mellom issørpe og produkt ved hjelp av et termisk kamera. Temperaturmålinger i modellprodukt bekreftet en langt større kjølekapasitet ved bruk av issørpe sammenlignet med tradisjonell flak-is. Issørpe ga raskere nedkjøling enn flak-is uansett håndtering, men sammenligning av temperaturmålinger og varmeovergangstall viste at hvordan issørpen benyttes er avgjørende. Lav iskonsentrasjon medførte temperaturstigning i beholderen og modellproduktene nådde ikke kjernetemperaturer under 0 °C. Høyere iskonsentrasjon ga raskere nedkjøling og lavere slutttemperatur. Luftinnsprøyting i issørpen for å skape omrøring viste seg å gi en vesentlig økning i varmeovergangstallet. I tillegg opprettholdes issørpens lave temperatur også inne ved produktoverflaten, i motsetning til de øvrige kjøletilfellene hvor denne temperaturen opplevde en stigning etter forsøksoppstart, for så å etterhvert gå ned igjen. Konseptet for lufttilførsel i issørpen bør derfor jobbes videre med, ettersom det har en potensiell gevinst i produktkvalitet som følge av raskere nedkjøling og konstant lav overflatetemperatur hos produkt uten at frysing oppstår.

This thesis gives a detailed evaluation of the integration of power plants and post-combustion CO2 capture based on absorption. The study looks at natural gas combined cycles and pulverized coal power plants. Also the absorption process has been evaluated separately, aiming at reducing energy requirements in the capture process. In the first part of the thesis a theoretical part was given on fundamentals of CO2 capture by absorption, power generation, and process integration. Based on this theory, several case studies were defined for each of the three main processes. Simulation models were built accordingly and investigated. Simulation results from the capture process showed that there was a reboiler energy saving potential of 29% and 27% for NGCC and PC plant, respectively, when including vapor compression and absorption intercooling in the capture process. Another interesting observation made was reduced cooling duty in the overhead condenser of the stripper when applying vapor compression.Analysis of steam extraction from the NGCC plant showed it was possible to cover 1 MJ/kg CO2 directly from the HRSG. This steam can be provided directly from the LPB. For duties above 1 MJ/kg CO2 a secondary extraction point was required. In this study the IP/LP crossover was considered the most appropriate point to extract the remaining steam. The efficiency penalty when integrated with the different CO2 capture cases ranged from 7-8%, giving a net plant efficiency of 49.6-50.5%. At part load it was shown that the LPT should be throttled in order to secure constant pressure at the extraction point.For the PC plant the feedwater heat system showed potential in terms heat recovery in the return stream from the capture process. By integrating the return stream with FWH2, energy savings of 11.9% compared to the base case plant were found. Also it was found that the IP/LP crossover pressure should be set to 4.5 bar, since the IPT has the highest efficiency and therefore power production in this unit should be maximized. The final results for the PC plant efficiency range from 30-31.7% and the percentual efficiency penalty was 10-11.7% for the four capture case studies. As was the case for the NGCC plant, the LPT should be throttled when operating at part load.

Det er gjennomført målinger av energibruken til ulike formål i fem leiligheter i Løvåshagen borettslag i Bergen. Tre av leilighetene er av lavenergistandard, mens de to siste er av passivhusstandard. Hovedmålsetningen med oppgaven har vært å framskaffe data for virkelig energibruk i norske passiv- og lavenergihus, slik at det kan gjøres sammenligninger med planlagte verdier. Resultatene viser til dels store variasjoner i energiforbruket i leilighetene. Energiforbruket til oppvarming av varmt tappevann var blant energipostene som viste størst variasjoner. I en av passivhusleilighetene var tappevannsforbruket omtrent dobbelt så stor som i enkelte av lavenergileilighetene. Energitilskuddet fra solfangerne i passivhusleilighetene så også ut til å være mindre enn forventet.Energiforbruket til ventilasjon viste seg å være markant større i lavenergileilighetene enn i passivhusleilighetene. Årsaken til dette er ulikt ventilasjonsaggregat i de to leilighetstypene. Årlig spesifikt energiforbruk i leilighetene er blitt estimert på grunnlag av måleresultatene. Energiforbruket i de to passivhusleilighetene ville gitt henholdsvis karakter C og D på energimerkeskalaen, mens lavenergileilighetene trolig ville endt opp med karakteren C. Forbruket ser generelt ut til å ligge over det som var forventet. Dette gjelder spesielt for leilighetene av passivhusstandard.De store variasjonene i det totale energiforbruket og variasjonen i forbruket til oppvarming av varmt tappevann, viser at energiforbruket i passiv- og lavenergihus i stor grad er brukeravhengig.

Rapporten tar for seg design, bygging og utføring av målinger på en forsøksrigg som skal simulere en passiv varmeveksler til bruk i subsea varmeveksling. Målet med forsøkene er å undersøke varmeovergangen ved forskjellige rørtemperaturer og vannstrømninger.Forsøksriggen som blir designet og bygget består av et vertikalt rør plassert i en vannrenne som har justerbar vannhastighet. Røret blir varmet opp ved hjelp av termoelementer og avgir varme til vannet rundt. Rørveggtemperaturen blir målt ved forskjellige effekter for å finne varmeovergangstallene.Målingene fra forsøkene stemmer godt overens med teorien for naturlig konveksjon ved stillestående vann, men avviker fra teorien allerede ved liten vannhastighet. De målte varmeovergangstallene ved strømning er mye høyere enn de teoretiske beregnede varmeovergangstallene for naturlig og tvungen konveksjon.Det blir oppdaget store usikkerhetsmomenter ved modellen, der hovedproblemet er ujevn varmefluks. Det antas også at det er stor usikkerhet i strømningshastighetsmålingene.På grunn av usikkerhetsmomentene blir det anbefalt å jobbe videre med modellen for å eliminere disse, eller å bygge en ny modell basert på erfaringene fra denne rapporten.

Emissions from road traffic contribute a substantial part of the total CO2 emissions from the transport sector. The amount of passenger cars is rapidly increasing, which leads to an increase in CO2 emissions, even though the average CO2 emissions from new cars are decreasing. This thesis has evaluated the vehicle technologies available at present and examined the measures currently in use to reduce CO2 emissions from passenger cars, focusing on the European Union and Norway. Suggested measures for reduction in CO2 have been discussed. A harmonisation in fiscal taxation system throughout the European Union should be implemented, where a purely and directly CO2 based taxation system would give the largest CO2 reductions.In Norway a large part of the taxation potential is already utilized through registration tax and fuel tax. The taxes should be altered to be purely CO2 based if the objection of a tax is to prohibit the increase in emissions. By using a taxation system that affects a person’s usage of a car, and not the ownership, could make more people seek other means of transportation.A taxation system should not be implemented without measures to expand and upgrade the public transportation. Vast improvements in the Norwegian public transportation is a must if the reduction of CO2 possible and significant.

Nesten all konvensjonell dampkraftproduksjon er avhengig av vann for kjøling. Tilgang til vann er også nødvendig i drift av flere andre delsystemer i et slikt kraftverk. I tillegg medfører integrasjon av CO2 fangst ofte at vannforbruk i et kraftverk går opp. Deler av verden har stor vannmangel og vann bør derfor brukes med omhu. Samtidig med en stadig økende verdensbefolkning, skjerpes fokuset på CO2 utslipp. Det forekommer at den lovende CO2 fangstteknologien basert på oksy-forbrenning, er mindre avhengig av vann sammenlignet med CO2 fangst basert på etterrensing av eksosgassen via kjemisk absorpsjon. To liknende kraftverk med ulik fangstprosess er studert i denne oppgaven. Vannforbruket i et 561 MW oksy-forbrenningskraftverk og et 550 MW kraftverk med etterrensing av eksosgassen, er henholdsvis blitt beregnet. De to kraftverkene sammenlignes deretter opp mot hverandre med hensyn på vannforbruk. Resultatene viser at kjøletårnet utgjør det desidert største vannforbruket i begge kraftverk. Vanntap grunnet fordamping er dominant, men nedblåsing av urenheter er også en betydelig årsak til vanntap når en middelmådig vannkvalitet brukes. CO2 fangst basert på etterrensing av eksosgass har et betraktelig større kjølevannsbehov, noe som resulterer i 17,8% høyere vanntap i kjøletårnet sammenlignet med oksy-forbrenningskraftverket. Det nest største vanntapet skjer ved fjerning av SOx fra eksosgassen (FGD). I luft-fyrte kraftverk er fordamping av vann hovedårsaken til vanntap i FDG-systemer. Andre vanntap er knyttet til produksjon av gips og til nedblåsing av urenheter. En høy vanndampandel i røykgassen fra oksy-forbrenning eliminerer fordampingstap, fordi røykgassens duggpunkt ofte ligger under driftstemperatur til FGD systemet. I denne studien, utgjorde vanntapet i FGD prosessen i etterrensing kraftverket åtte ganger mer enn i oksy-forbrenningskraftverket. Et scenario hvor kraftverkene er lokalisert nært havet og sjøvann brukes som kjøling er også studert. Beregningene viser at oksy-forbrenningsanlegget bare bruker 17% av det vannet som forbrukes i etterrensingskraftverket. Denne trenden er også synlig i noe mindre grad, i tilfellet hvor kjøletårn er brukt. En betydelig mengde kondensat er tilgjengelig i oksygenproduksjonen og CO2 utvinningsprosessen, fordi vann tilføres systemet via inntak av fuktig luft, fukt i brenselet og via hydrogen bundet i brenselet. Gjenvinning av vann kan bidra til betraktelig reduksjon det totale vannforbruket i begge kraftverkene.

The purpose of this thesis was to examine different technologies, which enhances the CO2 partial pressure in the flue gas from the natural gas combined cycle. A base case has been created as a reference for comparison of the other cycles. The base case includes a MEA capture plant with a reboiler duty of 3,6 MJ/kg CO2. To simulate the process in this thesis HYSYS and GT PRO have been used as simulation tools. The thesis has also looked into ways of extracting steam from the steam cycle to be used in the reboiler. The chosen extraction point was the crossover between the intermediate-pressure turbine and the low-pressure turbine, the steam was saturated with water from the low-pressure boiler and have a pressure and temperature of 3,6 bar and 140 °C into the reboiler. Four different technologies have been evaluated in this thesis; a natural gas combined cycle with the use of exhaust gas recycle and, three elevated pressure cycles; post-compression CO2 capture, post-expansion CO2 capture, and tail-end CO2 capture. These processes have been compared against each other with regards to the net plant efficiency, absorber size at the capture plant, and the technological maturity. The most promising of these technologies is the natural gas combined cycle with exhaust gas recycle and the tail-end CO2 capture processes, with respectively 52 % and 51,7 % net plant efficiency. The smallest absorber size is achieved by the use of post-compression CO2 capture, with a diameter of 2,9 m and a height of 10,5 m. The elevated pressure cycles have also been tested with the use of MDEA as solvent in the capture plant. By use of elevated pressure and MDEA the reboiler duty was reduced to 2 MJ/ kg CO2.

Annual operating costs for buildings are a substantial cost in a lifetime. It is therefore of interest to try and reduce these costs. A large fraction of this cost today as the buildings become more and more energy efficient is the cost of hot tap water. The study in this report looks into the potential for energy savings from grey wastewater. It is here looked at the amount of energy which can be recovered from hot water leaving the building and reused for pre heating of hot tap water and heating of building. The unit which would recover this energy is referred to as the grey-water heat recovery unit in this report. A residential building with three floors where each floor has one washing machine, one shower and one dishwasher has been as the case building for the report. The total living area of the building is 450 m2. In the case building used in this report as much as 17.1 % of the total used energy goes to heating of hot tap water. By installing a heat recovery system which can recover some of the energy stored in the used hot water which leaves the building, this this could be reduced to 10.9 % of the total used energy according to simulations done in SIMIEN. There are also possibilities of using this energy for heating of the building as well as pre heating of hot tap water. There are a few different solutions for implementing a grey-water heat recovery unit which could give different energy recovery between 2 716 kWh/year to 3 759 kWh/year. The best solution would be to connect the grey-water heat recovery unit to pre-heating of hot tap water, heating of the building as well as installing an accumulation tank to store recovered energy in. The most simple solution which would give the lowest amount of recovered energy would be to just connect the grey-water heat recovery unit to pre heating of hot tap water. In this report two different simulation programs have been used, EnergyPlus and SIMIEN, to find what impact the energy reduction would have on the building and to see if the simulations would correspond to the theoretical estimates done in this report. The theoretical estimates based on equations for heat recovery and measured data for energy use in the case building gave a little bit better results than the simulated results for the same case building. Although there is a difference both gave a positive indication that a heat recovery unit would not only reduce the energy consumption but also reduce the annual operating cost of a building. The investment cost for a heat recovery system could be a bit large for small buildings compared to the annual savings but for larger buildings the investment cost could be substantially higher. Regarding the energy as much as 87.7 % of the energy stored in the grey-water could be recovered for a system with an accumulation tank and a connection to the buildings heating system. For a system without the accumulation tank and district heating as the energy source it would have a theoretical efficiency of 76.7 % and a simulated efficiency of 63.3 % when simulated in EnergyPlus.

In a world where energy demand, population, and environmental concern are increasing by the day, the use of solar energy and other renewable energy sources becomes ever more important. Most of the African population lives in rural areas and uses wood as primary energy source for cooking. The wood, however, can be replaced by the energy in the abundant sunshine most African countries experiences and used in solar cookers. However, the biggest disadvantage of most common solar cookers available today is that they are dependent on direct solar radiation to work. This makes them vulnerable to the intermittent nature of the sun and limits the cooking to the sunny hours of the day. In this thesis, a possible solution to that problem area is examined. A solar energy heat storage for vapour based solar concentrators is designed, constructed and analysed with cooking of the traditional Ethiopian bread injera in mind. The storage consists of an aluminium bolt with salt filled cavities that has working fluid (steam or oil) running through it. The energy stored during the salt melting (latent heat) is released at constant temperature between 210°C-220°C which is the melting temperature of the salt, and the temperature needed to cook injeras. One experiment was performed with heat transfer oil as working fluid, but did not yield any results due to air bubbles that prevented circulation. Two experiments were done with steam as working fluid. The first experiment measured the discharge of the storage which was found to be a temperature fall from 221.8°C to 50°C during a time span of 85 hours. The other experiment aimed for boiling of one litre of water, but the highest temperature reached was 70.9°C. However, several modifications can be done to improve the storage capacity and cooking procedure, as for instance increasing the amount of salt.