The world's energy consumption has been a high priority in the recent years, and the development is constantly going in the direction to reduce this. Energy covers many needs, including heating of real estate. In Sweden, about half of all heating is conducted via district heating. Thus developing district heating towards becoming more energy-efficient is therefore an essential part of reducing the worlds energy consumption. Much indicates that the development will go towards a new generation of district heating, the fourth generation. This means lower distribution temperatures, where forward and return pipes will assume temperatures of 55 ° C and 25 ° C, instead of 70-120 ° C and 40-50 ° C, respectively. This report describes what the fourth generation district heating (4GDH) probably will look like. This was done with a focus on energy perspective. A major challenge will be the integration of this new technology into the already well-established district heating network. The lower temperatures will be able to supply both new and old houses with their respective demanded heat. Older houses are generally poorer isolated and moreover adapted to the higher distribution temperatures, while new construction is easier to integrate into the new system. The report also lists the technical solutions that are likely to be relevant. The establishment of 4GDH denotes that renewable sources will be able to be utilized to a greater extent. This is because these sources usually produce low-temperature heat. This applies mainly to geothermal and solar heating. In addition, it will be easier to integrate waste heat from the networks, from industries as well as larger refrigeration systems, such as server halls.The district heating network is made up of primary and secondary networks. When connecting the secondary network to the primary network, three different methods have been identified that are compatible with 4GDH. These are mixing shunt, three-way shunt and heat exchanger. Coupling principles for hot water heating and heating with radiators are also objects for change with regard to 4GDH. Instant DHW preparation and indirect coupling of heating systems are the principles found to be applicable.Integration of older settlements into a low temperature network has proved possible, but it will entail extensive renovation projects or installation of, for example, radiator fans. Renovations can be expensive, thus in many cases radiator fans are preferred. However, the installation of pipes adapted for low-temperature district heating will be less costly and the construction time will decrease. District heating is therefore facing major development opportunities, but there are other measures to take, to further optimize this technology. Such a method is to introduce so-called smart metering of district heating. This allows consumers to become aware of their energy consumption, which according to previous research is an important factor in changing individuals behavior. In addition to 4GDH, the term U-LTDH is presented, a district heating network with even further lower temperatures.A low-temperature district heating network, together with the community becoming more aware of energy consumption, are both necessary to optimize district heating. / Världens energianvändning har de senaste åren varit en hög prioritet och utveckling går ständigt mot att försöka minska denna. Energianvändningen täcker många behov, och däribland uppvärmning av fastigheter. I Sverige så sker cirka hälften av all uppvärmning via fjärrvärme. Att utveckla fjärrvärmen mot att bli energieffektivare är därav en essentiell del för att minska energianvändningen. Mycket pekar mot att utvecklingen kommer att gå mot en ny generation fjärrvärme, den fjärde generationen. Denna innebär lägre distributionstemperaturer, där fram- respektive returledningar kommer att anta temperaturerna 55°C respektive 25°C, istället för dagens 70-120°C respektive 40-50°C. Denna rapport beskriver hur fjärde generationens fjärrvärme kommer att se ut. Detta gjordes med fokus på energiperspektiv. En stor utmaning kommer att bli integreringen av denna nya teknik i det redan väletablerade fjärrvärmenätet. Både nya och gamla hus ska kunna värmeförsörjas med de lägre temperaturerna. Äldre hus är i regel sämre isolerade och dessutom anpassade efter de högre distributionstemperaturerna, medan nybyggnationer är enklare att integrera i det nya systemet. Rapporten tar även upp vilka tekniska lösningar som troligen kommer att vara aktuella.Införande av fjärde generationens fjärrvärme kommer att innebära att förnybara källor kommer att kunna utnyttjas i större utsträckning. Det beror på att dessa källor i regel ger en lågtempererad värme, som inte är lika tacksamma att utnyttja i de högtempererade näten. Detta gäller främst geotermisk- samt solvärme. Dessutom kommer det vara lättare att integrera spillvärme i näten, från industrier samt större kylanläggningar, exempelvis serverhallar. Detta är förutom att det är fördelaktigt ur en miljösynpunkt, dessutom en faktor som kan komma att öka fjärrvärmens konkurrenskraft.Fjärrvärmenät är uppbyggda av primär- respektive sekundärnät. Vid inkoppling av sekundärnätet till primärnätet så har det fastställts tre olika metoder som är kompatibla med fjärde generationens fjärrvärme. Dessa är mixinghunt, trevägshunt samt värmeväxlare. Även kopplingsprinciper för tappvarmvatten och uppvärmning med radiatorer är objekt för förändring med avseende på fjärde generationens fjärrvärme. Ögonblicklig TVV-beredning och indirekt koppling av uppvärmningssystem är de principer som visat sig applicerbara.Integrering av äldre bebyggelser i ett lågtempererat nät har visat sig möjliga, men det kommer att medföra renoveringar eller montering av exempelvis radiatorfläktar. Renoveringar är dock kostsamma, så i flera fall kan radiatorfläktar vara att föredra. Dock kommer anläggningen av ledningar anpassade för lågtempererad fjärrvärme att vara mindre kostsamma samt att anläggningstiden minskar. Fjärrvärmen står således inför stora utvecklingsmöjligheter, men det finns andra åtgärder att tillta för att ytterligare optimera denna teknik. En sådan metod är att införa så kallad smart mätning av fjärrvärmen. Denna låter konsumenter bli medvetna om sin energiförbrukning, vilket enligt tidigare forskning är en viktig faktor för att ändra individers beteende. Utöver fjärde generationens fjärrvärme så presenteras begreppet U-LTDH, ett fjärrvärmenät med ytterligare ett steg lägre temperaturer. Ett lågtempererat fjärrvärmenät tillsammans med att samhället blir mer medvetna om energianvändning är båda nödvändigheter för att kunna optimera fjärrvärmen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-226862 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Lidström, Adam, Lagerkvist, Hedvig |
| Publisher | KTH, Energiteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| 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 ; EGI_2017:2036 |
Page generated in 0.0024 seconds