The Swedish government has set a target of a 100% renewable electricity system by 2040. To reach this goal, many actions have to be undertaken. Electrification of buildings is one action to be undertaken as the residential sector accounts for a large share of greenhouse gas emissions, where the most energy efficient method is to use heat pumps. Ground Source Heat Pumps typically have the highest efficiency out of the different heat pumps. These types of heat pumps are most commonly used in single family houses, as multi-family houses often are located in highly densely areas. However, when adding hybrid PV/thermal collectors to ground source heat pump systems, studies have shown that the borehole drilling area can be reduced, which increases the potential for combined PV/thermal collectors and ground source heat pump systems in multi-family areas. In this project, a time-efficient, flexible and user- friendly model was developed to increase the potential for designing combined PV/thermal collectors and ground source heat pump systems. The model is based on the research model by Sommerfeldt and Madani (2019), where the flexibility and time step of the model was investigated and adjusted. The finished model was verified to the model by Sommerfelt and Madani (2019). Overall, the results show that the new model gives similar results to the original model, despite all adjustments. The heaviest adjustments were made in the heat pump where the quantitative results show a mean bias error of -0.51 kWh and a total yearly difference of -5.18% for the compressor power. The corresponding values for the condenser heating rate are -1.05 kWh and -2.86%. The user is able to change boundary conditions such as location, PVT array, building size, and borehole field size. The model takes approximately 2 minutes to run for a 20 years simulation on a business grade desktop computer, which is a five-hour twenty minute reduction from the original research model and assumed to be an acceptable time range for a commercial applications. / Regeringen har satt ett mål om att nå ett 100% förnybart energisystem till 2040. För att nå målet måste många insatser göras. Bostadssektorn står för höga halter av växthusgasutsläpp och elektrifiering av sektorn är en lovande väg att gå. Värmepumpar tillhör de mer energieffektiva tillvägagångssätten, av vilka bergvärmepumpar oftast erhåller den högsta effektiviteten. Bergvärmepumpar är idag mestadels installerat i enfamiljshus där det finns utrymme för att borra borrhål. Flerfamiljshus finns ofta i tätbebyggda områden där ytan tillgänglig för borrhål är begränsad. Emellertid har studier har visat att kombinerade PVT och bergvärmesystem kan minska borrhålsytorna, vilket ökar möjligheten för dessa typ av system även till flerfamiljshus. Detta projekt syftar till att utveckla en kommersiell modell för design av PVT och bergvärmesystem för att underlätta design av dessa system. Att modellen är kommersiell antyder på att den är användarvänlig, flexibel och tidseffektiv. Modellen är baserad på en forskningsmodell av Sommerfeldt och Madani (2019) men justerades för att möta kraven för en kommersiell modell. Den färdiga modellen jämfördes och verifierades med modellen av Sommerfeldt och Madani (2019). Övergripande visades resultat som är jämförbara med forskningsmodellen, trots alla justeringar. De största justeringarna gjordes i värmepumpen där de kvantitativa resultaten visar ett mean bias error på -0.51 kWh och en årlig skillnad på -5.18% för elbehovet i kompressorn. Motsvarande värden för värmeutbytet i kondensorn är -1.05 kWh och -2.86%. Användaren har möjlighet att ändra gränsvillkor så som geografisk plats, PVT system, byggnadsstorlek och storleken på borrhålsfältet. Den färdiga modellen tar cirka två minuter att köra för en 20-års simulering på en typisk arbetsdator, vilket motsvarar en minskning på 5 timmar och 20 minuter jämfört med originalmodellen. Detta kan anses vara inom tidsramen för kommersiella appliceringar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-299352 |
| Date | January 2021 |
| Creators | OLAUSSON, HANNA, WERNIUS, EMMA |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2021:423 |
Page generated in 0.0039 seconds