Umeå University's logo

umu.sePublikasjoner
Endre søk
Begrens søket
1234567 1 - 50 of 580
RefereraExporteraLink til resultatlisten
Permanent link
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Treff pr side
  • 5
  • 10
  • 20
  • 50
  • 100
  • 250
Sortering
  • Standard (Relevans)
  • Forfatter A-Ø
  • Forfatter Ø-A
  • Tittel A-Ø
  • Tittel Ø-A
  • Type publikasjon A-Ø
  • Type publikasjon Ø-A
  • Eldste først
  • Nyeste først
  • Skapad (Eldste først)
  • Skapad (Nyeste først)
  • Senast uppdaterad (Eldste først)
  • Senast uppdaterad (Nyeste først)
  • Disputationsdatum (tidligste først)
  • Disputationsdatum (siste først)
  • Standard (Relevans)
  • Forfatter A-Ø
  • Forfatter Ø-A
  • Tittel A-Ø
  • Tittel Ø-A
  • Type publikasjon A-Ø
  • Type publikasjon Ø-A
  • Eldste først
  • Nyeste først
  • Skapad (Eldste først)
  • Skapad (Nyeste først)
  • Senast uppdaterad (Eldste først)
  • Senast uppdaterad (Nyeste først)
  • Disputationsdatum (tidligste først)
  • Disputationsdatum (siste først)
Merk
Maxantalet träffar du kan exportera från sökgränssnittet är 250. Vid större uttag använd dig av utsökningar.
  • 1.
    Abrahamsson, Erik
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Värmeöverföring från smälta till vattenkyld tapputrustning2011Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Examensarbetet är utfört på smältverket Rönnskärsverken på uppdrag av Boliden Mineral AB. Kopparhyttan är en elektrisk smältugn för smältning av kopparslig och sekundära material i form av askor, fragmenterat skrot, krossad skärsten, slagger och slam. Beroende på hur det ingående materialet varierar kommer smältans kemiska sammansättning att variera. Variationerna i smältans kemiska sammansättning medför också att de fysikaliska egenskaperna hos smältan varierar och därmed också värmeöverföringen mellan smälta och tapputrustning. En hög värmelast på tapputrustningen medför ett ökat slitage på tapputrustningen och därför behövs en förståelse för de bakomliggande orsakerna för att förebygga och om möjligt undvika detta.

    De genomförda analyserna visar på att en hög värmelast på tapputrustningen framförallt är kopplad till kopparhalten. En lägre kopparhalt medför att smältpunkten sänks och dessutom minskar viskositeten, vilket leder till ett ökat massflöde. En ökad värmelast indikerar således ett ökat massflöde i kombination med en sänkt smältpunkt, vilket innebär att tillfrysningen av ett erosionsskyddande skikt skärstenen på insidan av tappkanalens väggar försvåras och därmed en ökad erosion av tapputrustningen. Svavelunderskottet, som beräknas utifrån en kemisk analys av skärstensproven, visade ingen korrelation mot en hög värmelast vid tappning och ingen koppling mellan svavelunderskott och erosion av tapputrustningen kunde därmed konstateras.

    De åtgärder som föreslås för att minska slitaget på tapputrustningen är ökning av kylvattenflödet samt minskning av tapphålsdiametern för att öka tillfrysning av ett skyddande lager samt reducera flödet vid tappning.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 2.
    Abrahamsson, Max
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Elbussar i Örnsköldsvik: En analys över vad som krävs för att elektrifiera bussarna i tätortstrafiken i Örnsköldsvik.2022Independent thesis Basic level (professional degree), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [en]

    For Sweden to achieve its environmental goals by 2045, municipalities need to reducegreenhouse gas emissions, especially from from the transport sector. Recentmeasurements in Örnsköldsvik have shown poor quality air in the built-up environment.Buses are the vehicle classes that emit, proportionally the most carbon dioxide equivalentgases. The intention is to replace the current city buses with electric vehicles to take asignificant step on the road to zero emissions.When electric buses are planned for a city traffic implementation, you must first establishwhat kind of electric buses you want to use. In Örnsköldsvik, the most relevant alternativestoday are either depot-charged or additional-charged buses.Which of the bus types that the municipality chooses to implement will affect themdifferently. If they choose depot-charged buses, the vehicles will be more expensive, but itwill not be necessary to add as much infrastructure and the circulation plan will not be asaffected as in the other case. In addition, some of the lines are too long to run all day, atsome point during the day a depot-charged bus must be run empty back to the depot to bereplaced by a charged bus. If additional-charging is chosen, the infrastructure will be moreexpensive (though fixed infrastructure has a low total cost compared to the cost of thevehicles as these have a longer depreciation period) and the circulation plan will need somechanges so that the buses have time to charge for a few minutes at the end stops.With current electric bus technology, electric buses should work in Örnsköldsvik’s urbanarea. Most with depot charging, some lines may need additional charging. Minimumrecommendations are made for the depot size, location and electric effect needed. Also,recommendation of piloting with 6 busses rather than taking a “Big bang” approach toimplementation to gain experience.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 3.
    Adam, Nyström
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energideklarationsanalys: En inblick i energiläget i Umeå kommun2021Independent thesis Basic level (professional degree), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Bostad- och servicesektorn stod år 2018 för cirka 40% av den totala energianvändningen i Sverige. Stora omställningar och energitekniska åtgärder är nödvändiga för att minska de bostads- och service-relaterade utsläppen av koldioxid och andra växthusgaser. Till följd av granskning av byggnaders energianvändning och dess ingående parametrar på lokal nivå genom sammanställning av energideklarationsdata är det möjligt att få en övergripande blick över det rådande energiläget. Med denna insikt kan man enklare lägga upp en strategi för huruvida de bostads- och servicerelaterade koldioxidutsläppen ska reduceras med hjälp av energieffektiviserande åtgärder. 

    Arbetet syftar till att, genom en sammanställning av energideklarationsdata, undersöka energianvändningen för flerbostadshus i Umeå kommun. Målsättningen med arbetet är att med energideklarationsdata ta fram underlag för att presentera det rådande energiläget i kommunen samt vilka energitekniska åtgärder som bör prioriteras för att minska energianvändningen i flerbostadshus. 

    Arbetet inleddes med att skicka in ett forskningsintyg till Boverket för att få tillgång till energideklarationsdata för byggnader i Umeå kommun. Erhållna energideklarationsdata la en grund för det fortsatta arbetet och analys av de ingående parametrarna. Ur data arbetades ett typ-flerbostadshus fram för energiklasserna D, E, F, G samt ett för det totala flerbostadshusbeståndet i Umeå kommun, byggt på medelvärden. Fördelning av uppvärmningssystem, ventilationssystem och presenterade åtgärdsförslag undersöktes för att bygga upp en modell för respektive energiklass. Modellerna simulerades i BV2 och de vanligast förekommande åtgärdsförslagen i energideklarationsdata för respektive energiklass applicerades. Slutligen beräknades energianvändning, koldioxidutsläpp och primärenergital för de åtgärdade flerbostadshusen som underlag för jämförelse mellan den, ur energideklarationsdata, framtagna modellen.

    Enligt analyserade energideklarationsdata framgick det att fördelningen mellan energiklasser i Umeå kommun skiljer sig från den nationella sammanställningen, utförd av Boverket. Antalet byggnader och lokaler med energiklass F och G är procentuellt färre i Umeå kommun jämfört med den nationella sammanställningen. Ett flerbostadshus i Umeå kommun har i snitt en energiklass E med ett årligt uppvärmningsbehov motsvarande 87,3 kWh/m2, år och en årlig fastighetsels-förbrukning motsvarande 16,7 kWh/m2, år. Det vanligast förekommande uppvärmningssystemet är fjärrvärme och den vanligast förekommande ventilationstypen är ett till- och frånluftssystem med värmeåtervinning (FTX). Ett flerbostadshus i Umeå kommun släpper i snitt ut 6,43 kg CO2-e/m2, år. Åtgärdsförslaget injustering av värmesystem beräknades till att ge en potentiell årlig energibesparing motsvarande 2 – 4%. Varmvattenbesparande åtgärder beräknades till att ge en potentiell årlig energibesparing motsvarande 3,5 – 8%. 

    I samma takt som det byggs nya bostäder bör även befintliga bostäder rustas upp och energieffektiviseras. För att nå klimatneutralitet till år 2040 krävs kostsamma åtgärder på det befintliga byggnadsbeståndet. Genom att sammanställa och analysera energideklarationsdata på lokal nivå kan en få en överblick över det rådande energiläget och ta fram underlag för var behovet av energieffektiviserande åtgärder är störst.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 4.
    Agelund, Anton
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Värmelagring i fjärrvärmesystem: Utredning hur en ackumulatortank kan påverka Arvidsjaur Energi2024Independent thesis Basic level (professional degree), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [sv]

    I detta arbete så undersöks möjligheterna av värmelagring genom en ackumulatortank för att effektivisera produktionen på Arvidsjaur Energi och fjärrvärmesystemet som helhet. Syftet med projektet är att göra en utvärdering om potentialen som finns med värmelagring och kunna uppskatta de besparingar som detta skulle resultera i. Målet med arbetet är att leverera en rapport som Arvidsjaur Energi kan ha som grund för att göra bedömningar om en installation skulle vara fördelaktig eller.

    Metoden som används är att dimensionera ackumulatortanken utifrån två scenarion. Dels genom att effektutjämna driften på basanläggningen men även utifrån att reducera användningen av spetslast. Genom att undersöka avvikelser och variationer i driften på en timbasis från tidigare tidpunkter beräknades det energiinnehåll som ackumulatortanken måste kunna lagra för att på så sätt jämna ut driften. För att kunna reducera användandet av spetslast så undersöktes dagar som kunde ackumuleras då det finns baslast som hinner ladda upp tanken igen efter den tömts. Utifrån dessa två olika scenarion så kunde två olika lämpliga dimensioner bestämmas och sedan göra beräkningar om vilken påverkan detta skulle resultera i.

    En ackumulatortank på 250 m3 beräknades kunna jämna ut driften ca 97% av tiden medan det skulle krävas en 700 m3 för att reducera spetslastanvändningen. Konkreta besparingar av att jämna ut driften visade sig vara väldigt svåra att förutse och göra beräkningar på då det främst minskar slitage och liknande men i rena effekttoppar så skulle ca 1387 MWh ackumuleras. Eftersom tanken laddas under den tiden som värmebehovet sjunker så skulle alltså liknande mängd ladda tanken vilken ger en betydligt jämnare drift jämfört med om ingen ackumulatortank finns. Den årliga besparingen som skulle bli vid minskad spetslastanvändning visade sig vara 286 MWh på pelletspannan och 30,1 MWh på oljepannan. Detta resulterar i en total besparing på 316 MWh. Den totala årliga ekonomiska besparingen skulle i sådana fall bli ca 221 000 kr. När eventuella driftstopp sker på basanläggningen så skulle även en ackumulatortank kunna fördröja uppstarten av spetslast vilket skulle resultera i en besparing men kan även kan ses som en trygghet. För en ackumulatortank på 250 m3 beräknades fördröjningen bli mellan 1–3 timmar beroende på vilken effekt som krävs och en 700 m3 skulle fördröja denna uppstart med ca 3,5 – 10 timmar.

  • 5.
    Agrell, Daniel
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Optimerad design och tillverkningsmetod av koncentrerande solfångare2015Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 300 hpOppgave
    Abstract [en]

    The sun is our most important source of energy for us to be able to cope with the evermore pressuring climate threats. This has always been very clear for Absolicon Solar Collector AB in Härnösand, developers of concentrating solar collectors. The company has so far produced solar collectors which can produce both thermal and electrical power for mid-sized installations such as hotels and hospital. Now however, they are changing direction. Absolicon wants to address the many bigger industries with a demand for steam, in countries rich with solar radiation. Absolicon also wants to develop a production line for production of their solar collector, for deployment in the countries where the demand is the biggest.

     

    In a project partially financed by the Swedish energy department, a demonstrational production line will be built in Härnösand. The production line will be used to build a demonstrational field at HEMAB (Härnösands Energi och Miljö AB) with a new generation of solar collectors, optimized for steam production. The solar collectors built today has a problem with the reflector not getting an optimized shape throughout the whole collector. This has to be rectified since the demand on the shape of the reflector is higher on the new generation of solar collectors. This Is due to the use of a smaller receiver. Furthermore a mounting carriage using a new production method is to be developed for the production line. The mounting carriage should, by using vacuum, form and fixate the reflector of the collector while it also optimizes its shape.

     

    Tests was performed to examine how to optimize the shape of the reflector. A test rig was used to examine how a thin sheet of metal can be formed and fixated using vacuum while developing an optimized production method. A prototype carriage for production of 2 m long collectors using the new method was designed and constructed for evaluation.

     

    The results of the evaluation showed that the developed method is working well and that a receiver diameter of 19 mm can be used. The method is based on letting the edges of the reflector sheet hang free, which eliminates unwanted tensions in the reflector.

     

    The prototype which was built is ready for upscaling to a 6 m mounting carriage which will be able to produce the new generation of solar collectors for the demonstration field. A mounting process for production of solar collectors in a production line has been proposed which can shorten the mounting time and work load to less than 45 minutes and 1-2 persons per collector.

    Fulltekst tilgjengelig fra 2025-09-01 20:46
  • 6.
    Agrell, Elias
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Analys av massapumps- och mixerarbete vid Metsä Board Sverige AB, Husums Fabriker: Energibesparingsåtgärder vid blekeri 4 & 5 med jämförelse mot ny utrustning2014Independent thesis Basic level (university diploma), 180 hpOppgave
    Abstract [en]

    Husums plant has a selection of different pulp pumps at bleaching plant 4 and 5. The displacement- (HC-pump, Sund Defibrator PTD-60) and centrifugalpumps (MC-pump, MCA 42-200, MCP 30/20) are of interest in this report. The centrifugal pumps are controlled by throttle valves, which result in an energy loss. Chemical mixers are used to mix ClO2 into the pulp before proceeding into a holding tower where the bleaching process occurs.

    The energy demand of the different positions has been measured or calculated to be used in comparisons against new equipment. Quotations were requested and delivered from Valmet and Sulzer. The quotations were made with a production increase of 10 ADMt/h and plant compared to current equipment. Therefore energy need of the equipment in the quotation had to be recalculated to the same production output as when measurements were conducted to be comparable. Quotation of the pumps assumes the use of frequency inverters.

    A deeper investigation was made for 441PU255 which is located at bleaching plant 4. The drop leg level of the pump is controlled via a throttle valve. A frequency inverter is installed but not utilized to maintain constant pulp level in the drop leg. This was due to physical changes in the process not being compensated for in the control system. This caused the drop leg level to oscillate when automatic control was used. As a workaround the drive had been set at a constant speed. To investigate the potential savings, an attempt was made in which the speed was lowered from 1520 rpm to 1100 rpm, resulting in a power reduction of 82 kW or 342,081 Sek per year at a production of 36 ADMT/h. The experiment was done with slightly lower production output than desirable; because of this, savings will decrease slightly at higher outputs.

    Comparisons showed that considerable amounts of energy could be saved at all positions. However the investment cost is high and therefore favorable payback times can only be seen for some of the positions. The MC-pumps are oversized and in need of constant throttling therefore the majority of the energy savings is made through the installation of frequency inverters and not the pump upgrade.

    Fulltekst (pdf)
    Analys av massapumps- och mixerarbete vid Metsä Board Sverige AB, Husums Fabriker
  • 7.
    Ahlgren, Benjamin
    et al.
    Umeå universitet.
    Tian, Zhiyong
    Perers, Bengt
    Dragsted, Janne
    Johansson, Emma
    Umeå universitet.
    Lundberg, Kajsa
    Umeå universitet.
    Mossegard, Jonatan
    Bystrom, Joakim
    Olsson, Olle
    A simplified model for linear correlation between annual yield and DNI for parabolic trough collectors2018Inngår i: Energy Conversion and Management, ISSN 0196-8904, E-ISSN 1879-2227, Vol. 174, s. 295-308Artikkel i tidsskrift (Fagfellevurdert)
    Abstract [en]

    This paper proposes a simple method for estimating annual thermal performance of parabolic trough collectors (PTCs) based on a linear relation with annual DNI for a certain latitude. A case study with simulations for a novel concentrating solar collector in 316 locations for three operating temperature scenarios worldwide was carried out and showed promising results for the latitudes and continents investigated. For a certain latitude and mean operating temperature, the annual yield of a PTC was found to be linearly proportional to yearly DNI. The proposed method will serve as a simplified alternative to the steady-state and quasi-dynamic methods already used. Estimating performance based on yearly DNI can be used by design engineers to do quick preliminary planning of solar plants. Customers can also use this method to evaluate existing solar collector installations. A TRNSYS/TRNSED tool that uses a steady-state model has been developed to carry out the simulations and it has been validated against a PTC array at Technical University of Denmark (DTU). The results show that the simplified method can give reliable estimates of long-term performance of parabolic trough collectors.

  • 8.
    Ahlqvist, Carl
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Utredning av uppvärmningsalternativ för Gammplatsen i Lycksele2024Independent thesis Basic level (professional degree), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [en]

    This study focuses on evaluating various heating alternatives for Gammplatsen in Lycksele, aiming to reduce operational costs and enhance sustainability. The introduction highlights the dual challenge of maintaining comfort while decreasing energy consumption and enviromental impact. Due to the historical significance of the buildnings on Gammplatsen, renovation measures are exluded from this project.Eventually, Gammplatsen faces the need to upgrade from it’s current heating method based on direct electric heating.An energy assessment revealed an annual electricity demand of 113 MWh for maintaining the currently heated buildings, although the actual heating requirements were uncertain and had to be based on assumptions about the use of air-source heat pumps. Three main heating alternatives; district heating, ground source heat pump and pellet boiler – were evaluated.District heating was determined as economically unviable, both as a sole heating and in combination with currently installed air-source heat pumps. Ground source heat pump emerged as the most economically viable alternative, with a potential annual saving of approximately 50, 000 SEK. However, uncertainties existed regarding the feasibility of installing geothermal heat on-site, given its location in a water protection area. Pellet boiler yielded no significant savings and were not economically advantageous. The study’s conclusions underscore the importance of considering factors such as investment costs, energy savings, and enviromental impact when selecting heating alternatives. Despite uncertainties in the calculations, the study provides valuable insights for making informed decisions about future heating at Gammplatsen.

  • 9.
    Ahlsvik, Gustav
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Analys av solcellsinstallation på en betongelementfabrik i norra Jämtland2020Independent thesis Basic level (professional degree), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Fulltekst (pdf)
    Analys av solcellsinstallation på en betongelementfabrik i norra Jämtland
  • 10.
    Albin, Olskog
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Exploring the possibilities of Positive Energy Districts in a high latitude region: A case study from northern Sweden2024Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [en]

    Sustainable housing with energy efficient and flexible solutions is pivotal in lowering emissions and energy consumption. Positive Energy Districts (PEDs) is an initiative to design and enable areas within a city to have a surplus of renewable energy generation and net zero greenhouse gas (GHG) emissions. This study aims to identify the necessary parameters to run energy simulations for a district with the simulation software City Energy Analyst (CEA). Then to analyse the districts with the implementation of Energy Efficiency Measures (EEMs) and integration of local renewable energy production. Lastly, the scenarios has been analysed based on their potential of becoming a PED.

    The model for the simulation was calibrated based on data for U-values and energy demand from a building within the district located in Umeå, Sweden. Using the calibration, a model for a building district was created through scaling up the results and applying the building properties to all buildings. The first scenario was simulated with the same building properties as before a refurbishment project was initiated. The yearly average energy intensity for this scenario was simulated at 146.43 kWh/m2 of heated floor area. The same simulations were carried out for the remaining two scenarios: refurbishment and passive house. The energy intensity associated with these scenarios was 78.28 and 70.14 kWh/m2 of heated floor area respectively. The local renewable energy was also integrated into the scenarios and consisted of a total of 2410 m2 of photovoltaic cells with an energy production of 249 MWh. The conclusion from the results is that the EEMs mainly affect the heating demand of the district and the limited daytime hours during the winter solstice period affect the effectiveness of solar energy production which makes the feasibility of PEDs in the northern part of Sweden harder to achieve and proves that further measures is needed to achieve a PED.

    Fulltekst (pdf)
    Exploring the possibilities of Positive Energy Districts in a high latitude region - A case study from northern Sweden
  • 11.
    Al-Hasnawi, Hassan
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Solar Heat in Industrial Processes: Integration of Parabolic Trough Solar Collectors Dairy Plants and Pharmaceutical Plants2016Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [en]

    The industry sector accounts for a high share of the final energy consumption, with industries in EU-28accounting for a quarter of the final energy demand. Studies also show that 45 % of the industrial heatdemand in EU-27 is in a temperature range that can be supplied with present day solar collectors. Despitethis large potential, solar heat faces obstacles hindering its growth in the industrial sector. The mostsignificant obstacle is the low insight of the industrial system designs and energy demands. Those arecrucial factors for the feasibility and dimensioning of solar heating systems. Three case studies aretherefore conducted in dairy and pharmaceutical plants in order to review the most promising integrationpoints for parabolic trough solar collectors in terms of annual heat demand, temperature level andintegration effort. Two case studies are performed in dairy plants and one in a pharmaceutical plant, alllocated in Sweden. The analyses comprised reviewing energy mappings, process and instrumentationdiagrams of processes and boiler systems, and hourly energy demand data. Simulations have beencarried out with Polysun for the processes with hourly energy data available.Four integration points have been determined to be high priority solar heat integration points in dairyplants, when considering annual thermal energy demand, temperature levels and integration effort.Those are the low pressure steam line, heating of feedwater, clean in place systems and pasteurizers.Solar heat integration concepts have been presented for all the aforementioned heat sinks andsimulations have been conducted for the low pressure steam line and heating of feedwater. A significantamount of excess heat is produced as a result of fluctuating heat demands and peak solar heat productionhours. Further investigation should be carried out, in order to review the potential of supplying excessheat to other heat sinks. Despite the reviewed potential of the clean in place systems and pasteurizers,lack of the hourly energy demand has hindered further analyses of those systems. It is thereforerecommended to conduct energy measurements before taking further measures.Two integration points have been identified in the pharmaceutical plant, namely autoclaves andmultiple-effect distillers. Solar steam generation concepts have been presented for both processes. Theautoclaves are provided with 4,5 bar steam intermittently, as they work with batches and can have ondutyand off-duty intervals ranging from 3-30 minutes. The multiple-effect distillers are providedwith 7 bar steam, which is of rather high pressure for the solar collectors model on which thesimulations are based. The heat demand of the distillers is more or less constant.It was generally easier to acquire data for the integration points at the supply level. For instance, all heatsinks at the supply level had energy demand data available, contrary to the process level. This inclinesadditional focus on integration to the supply level, if the extent of the feasibility study is to be kept to aminimum.

    Fulltekst (pdf)
    Solar Heat in Industrial Processes
  • 12.
    Ali Haji, Kasim
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energy-efficient Industrial processes: An investigation in the power consumption, power number, thrust force and torque requirement on a rotating bed reactor2021Independent thesis Advanced level (professional degree), 300 hpOppgave
    Abstract [en]

    Rotating bed reactors are used throughout the process industry. They are usedboth in the chemical industry and other industrial sectors, such as pharmaceuticals and the textile industry in decolorization due to by-products or contaminants.SpinChem AB manufactures rotary bed reactors (RBRs) to perform chemical reactions between liquids and solids. The solid material consists of spherical particles0.1 mm - 1 mm in diameter that are packed between two cylindrical spaces in theRBR.

    The goal of this project work is to determine the power number, the axial force thatthe RBRn experiences, the torque requirement on the motor and power consumptionof the the RBR when a fully developed turbulent flow is achieved. The purpose ofthe work is to optimize the technology from the energy usage point of view, makethe product simple and easily accessible for chemical and industrial processes as acontribution to the development of sustainable society. In order to achieve the purpose and goal of the projects, Computational Fluid Dynamics (CFD) combined withexperimental models were used. Computation were made in COMSOL Multiphysicsfor two turbulence models. In it, the rotating machinery was used with moving meshtechnique for both the standard k−ε model and the SST k−ω turbulence models.The result is then compared with the empirical models.

    Investigation were done for two models of the rotating bed reactors (RBRs). Onemodel is called RBR S2 with relatively small size and RBR S14 which is a muchlarger version. For RBR S2 the experimental results turned out to be, an output ofpower number which is 3.4, torque requirement of 0.03 Nm, power consumption of3 W and a thrust force of 0.11 N. While the simulation results turned out to bean output of power number which is about 1.2, torque requirement of 0.013 Nm, apower consumption of 2 W and thrust force of 0.8 N. Similarly, the experimentalresult for RBR S14 was as follows. A power number of 0.53, torque requirement of0.41 Nm, power consumption of 6 W and a thrust force of 4.16 N. The simulationresults turned out to be, a power number of 0.34, torque requirement of 0,40 Nm,a power consumption of 4.14 W and thrust force of 3.61 N.

    With the help of the calculated power numbers, the power required to rotate theRBR can then be determined. Power number is determined when a fully developedturbulent flow is achieved. For RBRS2, a fully developed turbulent flow is achievedat Re = 2.8·104 and the angular velocity at that Reynolds number is about 830RPM. At that speed, the power is shown to be about 4 W for RBRS2. For RBRS14,a fully developed turbulent flow is achieved at Re = 1.5 · 105 and then the speed atthat Reynols number is about 83 RPM. The power need at that stage is shown tobe about 20 W.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 13.
    Allard, Ingrid
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Nära-nollenergibyggnader2011Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Det nya EU-direktivet EPBD2, Energy Performance of Buildings Directive (recast), som antogs 2010, specificerar att alla nya byggnader ska vara så kallade nära-nollenergibyggnader år 2021. En nära-nollenergibyggnad definieras som en byggnad med mycket hög energiprestanda, som till mycket hög grad förses med förnybar energi. Hur detta ska tolkas och var kravnivån ska sättas för energianvändningen är upp till varje land att besluta. I Sverige pågår just nu en debatt om detta och Energimyndigheten har fått i uppdrag att  utforma en svensk strategi för att möta kravet om nära-nollenergibyggnader. Nära sammanlänkat med detta är också miljömålen om minskad klimatpåverkan till 2020 och 2050. För att sätta en rimlig kravnivå för energianvändning måste både ekonomiska-, tekniska och miljöaspekter tas hänsyn till. I denna rapport undersöks ett planerat bostadsområde i Västra Sörhaga, Alingsås, för att utvärdera hur det skulle kunna bebyggas för att nå upp till standarden för näranollenergibyggnader. En större undersökning görs också för att studera en rimlig kravnivå för nära-nollenergibyggnader i hela landet. Energiberäkningsprogrammet VIP-energy används för detta ändamål, fyra byggnader i olika storlekar simuleras.

    Var man sätter systemgränsen har stor inverkan på resultatet vid bedömningen av en byggnads energianvändning. EPBD2 fastställer att byggnadens energiprestanda ska prioriteras före tillförseln av förnybara energikällor. För att uppnå en byggnad med god energiprestanda krävs först en optimerad byggnadsprestanda (vilken innefattar de mest långlivade delarna av byggnaden, t.ex. klimatskalet), sedan ett effektivt energisystem och en effektiv energitillförsel. När detta är uppnått kan man sedan fokusera på att den tillförda energin i så hög grad som möjligt ska vara förnybar. Det är således viktigt att först optimera byggnadens prestanda, för att sedan väga in energitillförselsystem och energikälla varmed byggnaden också förses med så låg primärenergi och så mycket förnybar och miljövänlig energi som möjligt.

    Energimyndighetens strategi föreslår ett energikrav som mål för nära-nollenergibyggnader på halva dagens energikrav i Boverkets byggregler. Resultaten visar att det skulle innebära ganska höga krav för små byggnader längst upp i norr. Ett exempel på åtgärder som skulle innebära att denna nivå uppnås även för en villa i Kiruna är eliminering av köldbryggor, värmeväxling av ventilationsluften med 90 % verkningsgrad, fönster med u-värde på 0.7 W/m2K, dörrar med 0.6 W/m2K, täthet på 0.2 l/s,m2 och en fönsterandel på 10 %. Detta ligger i överkant med vad som är möjligt att uppnå med dagens teknik. Värmeväxlare med 90 % verkningsgrad finns idag, men eftersom värmeväxlare behöver avfrostas i kallt klimat, vilket sänker den verkliga verkningsgraden, kan det vara svårt att uppnå denna verkningsgrad praktiken i Kiruna. Med framtida teknikutveckling och större erfarenheter av lågenergibyggnationer är dock energimyndighetens förslag en rimlig standard för näranollenergibyggnader i hela landet. Det skulle dock vara fördelaktigt med en uppdelning av landet i fler klimatzoner, eller åtminstone en jämnare uppdelning, eftersom variationen i energianvändning för likadana byggnader idag är betydligt större i den nordligaste klimatzonen än i den sydligaste.

    I de södra delarna av Sverige skulle det vara möjligt att sätta passivhusstandarden som kravnivå för nära-nollenergibyggnader, men det rekommenderas inte i de norra delarna eftersom speciellt små byggnader i dagsläget är mycket svåra att bygga i passivhusstandard i kallt klimat. Att uppnå passivhusstandard för villor i den nordligaste delen av landet skulle kunna kräva en inomhustemperatur som inte överstiger 20°C och en täthet på 0. l/s,m2. Detta är inte rimligt, främst för att det enligt brukardata är vanligt med högre inomhustemperaturer i Sverige och för att en så hög täthet inte kan garanteras idag. Området i Västra Sörhaga, Alingsås, är däremot realistiskt att bygga i passivhusstandard eftersom det ligger i klimatzon III och det skulle då med största säkerhet också uppfylla standarden för näranollenergibyggnader. Om området byggdes i passivhusstandard skulle det resultera i en total specifik energianvändning i storleksordningen 50 kWh/m2,år, och en total energianvändning som motsvarar 45 % av energianvändningen för ett likadant område som uppfyller dagens energikrav i Boverkets byggregler. Kring 180 000 kWh/år skulle kunna tas från fjärrvärme.

    Boverkets förslag till revideringen av energikraven 2011 bedöms inte vara tillräckligt ambitiösa och gör det mycket svårt att uppnå miljömålen till 2020. Ytterligare studier behöver göras på den ekonomiska lönsamheten för lågenergibyggander, och för att kunna värdera den tillförda energin på ett enhetligt sätt behöver primärenergifaktorer tas fram. Dessa bör inkludera både effektivitet i framställningen, energiform och energislag. Energislagen bör i sin tur bedömas efter grad av förnybarhet, tillgång och lagringsmöjlighet. Lågenergibebyggelse kräver en stor omställning av den befintliga byggmarknaden och energistrukturen. För att hinna med detta till 2021 måste vi börja nu!

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 14.
    Allard, Ingrid
    et al.
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Olofsson, Thomas
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Nair, Gireesh
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energy evaluation of residential buildings: Performance gap analysis incorporating uncertainties in the evaluation methods2018Inngår i: Building Simulation, ISSN 1996-3599, E-ISSN 1996-8744, Vol. 11, nr 4, s. 725-737Artikkel i tidsskrift (Fagfellevurdert)
    Abstract [en]

    Calculation and measurement-based energy performance evaluations of the same building often provide different results. This difference is referred as "the performance gap". However, a large performance gap may not necessarily mean that there are flaws in the building or deviations from the intended design. The causes for the performance gap can be analysed by calibrating the simulation model to measured data. In this paper, an approach is introduced for verifying compliance with energy performance criteria of residential buildings. The approach is based on a performance gap analysis that takes the uncertainties in the energy evaluation methods into consideration. The scope is to verify building energy performance through simulation and analysis of measured data, identifying any performance gap due to deviations from the intended design or flaws in the finished building based on performance gap analysis. In the approach, a simulation model is calibrated to match the heat loss coefficient of the building envelope [kWh/K] instead of the measured energy. The introduced approach is illustrated using a single-family residential building. The heat loss coefficient was found useful towards identifying any deviations from the intended design or flaws in the finished building. The case study indicated that the method uncertainty was important to consider in the performance gap analysis and that the proposed approach is applicable even when the performance gap appears to be non-existing.

  • 15.
    Almqvist, Jonna
    et al.
    SP Processum.
    Westin, Gunnar
    SP Processum.
    Öberg, Christian
    Umeå universitet.
    Boström, Dan
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Skoglund, Nils
    Luleå University of Technology, Department of Department of Engineering Sciences and Mathematics, Energy Science.
    Samförbränning av bioslam från massaindustrin i bubblande fluidiserad bädd2016Rapport (Annet (populærvitenskap, debatt, mm))
    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 16.
    Almén, Ida
    et al.
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Johansson, Elin
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energy supply system for a high-rise building in Germany: Optimization of a heating and cooling supply system made with plant simulations2022Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [en]

    The building sector has great potential for energy savings since it is responsible for nearly a third of the global energy use. As oil, coal and natural gas continues to hold a big share of the energy mix it is important to work towards introducing more renewable energy alternatives. For an energy supply system, it is common to use a multi-energy system to increase efficiency. By increasing efficiency and the use of renewable energies, the total energy consumption can be lowered, and emissions can be reduced.

     

    The purpose of this thesis was to design a multi-energy supply system for a high-rise building in Germany with low emissions. This was executed by constructing a simplified design used as a reference, also referred to as option 1, and two other designs with different energy sources, called design 1 and design 2. The design layout was constructed in collaboration with Transsolar. Design 1 is using a compression chiller and is presented as three different variants, option 2, 3 and 4. The three options were created to evaluate the pros and cons of a larger cold water storage tank and sizing of the compression chiller. Design 2, option 5, is using an absorption chiller and this option was created to investigate the opportunity to use district heating. Simulations were made of the designs with the simulation tool TRNSYS and presented in graph form. Values provided from the simulations were then used to calculate emissions, investment costs and net present value over a period of 40 years. For the net present value, three different variants were presented. One without carbon costs taken into consideration, one with low carbon costs and one with high carbon costs. The result was evaluated, and comparisons were made to suggest the most sustainable option for the building.

     

    The result of design 1, which has a natural gas boiler for peak heating demand and a compression chiller as cold energy source, shows that the chiller produces a higher capacity compared to the installed value during the summer and a lower value during the winter. The norm capacity of the chiller in design 1 was 175 kW when combined with a larger cold water storage and 410 kW with no cold water storage. Comparison of those options showed that it is economical to install a cold water storage since the investment cost of the chiller is lowered. However, it also showed that a higher capacity of the chiller lowered the need for the gas boiler, because of the parallel heating and cooling characteristic of the chiller, which reduces emissions. Another option was made with a larger cold water storage implemented and an over dimensioned capacity of 340 kW for the chiller to reduce the gas needed for heating. For the option with the 175 kW compression chiller the gas boiler needed to supply 15% of the heating load of the building, while the option with the 340 kW compression chiller needed 3% of the buildings heating load to be provided by the gas boiler. This decrease in the gas boiler dependency reduced the emissions for heating from 52 ton/year to 41 ton/year, while still having comparable cost over time with low carbon costs and lower cost with high carbon costs. Therefore, the option with an over dimensioned chiller with an implemented big cold water storage is the favourable one, since it has the lowest emissions of the options of design 1 and is economically justifiable.

     

    Design 2 has one of lowest investment cost and the lowest emissions which was 61% lower than the reference design and 19% lower than design 1. With higher carbon costs option 5 is the cheapest, otherwise it is relatively similar to the other options. Hence, Design 2 is the system that is suggested to use for the building.

    Fulltekst (pdf)
    Energy supply system for a high-rise building in Germany
  • 17.
    Andersson, Björn
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energiinventering av Universumhusets elanvändning2017Independent thesis Basic level (professional degree), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Detta examensarbete utfördes på uppdrag av Akademiska Hus AB i Umeå under våren 2017. I det här arbetet utfördes en energiinventering av elanvändningen i Universumhuset på Campus i Umeå. Akademiska Hus planerar en större ombyggnation av Universumhuset. Mindre renoveringar och ombyggnationer har genomförts under åren, men vissa system och konstruktioner är från byggåret 1970. Idag finns ett flertal olika hyresgäster och verksamheter inom byggnaden.

    I det här arbetet gjordes en inventering och fördelning av byggnadens årliga elanvändning. Fördelningen av elanvändningen beräknades dels efter objektskategorier men även för användningen av fastighets- och hyresgästel. Syftet med detta var att skapa ett underlag för energibesparande och energieffektiviserande åtgärder inför planerad ombyggnad. Utöver detta gjordes även analyser av byggnadens effektnivåer och utredningar för möjlighet till behovsstyrning av anläggningen.

    Utifrån inventering konstateras att byggnadens totala elanvändning är ca 1200 MWh/år, var av fastighetsel står för 53 % och hyresgästel för 46 %. Resultat för beräknad fördelning av byggnadens totala elanvändning visar att storköksutrustning står för den enskilt högsta elanvändningen på 23 % följd av belysning 19 %, värmepump 16 % och fläktar 13 %.

    Den årliga energianvändningen beror på utrustningens effekt och driftstid och fick i många fall antas. Elanvändnigen beror på flera olika anledningar och varierar under året. Stora delar av utrustningen är även behovsstyrd vilket ger stora variationer och ger en viss osäkerhet i den beräknade fördelningen.

    För en effektivare elanvändning föreslås generellt en utökad behovsstyrning för styrning av byggnadens system. Universumhuset har idag en stor del äldre utrustning vilket föreslås bytas ut mot modern utrustning med ny teknik. Även förändring av beteendet för användningen av utrustningen rekommenderas, vilket skulle kunna resultera i en betydlig energibesparing.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 18.
    Andersson, Cristian
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Förundersökning: Uppförande av vindkraftverk på Åsberget, Hudiksvalls kommun2011Independent thesis Basic level (professional degree), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Alla vindkraftsetableringar föregås av en projekteringsfas där den tänkta platsen undersöks grundligt samtidigt som tillstånd ska sökas och beviljas. Detta är en kostsam process som tar flera år och det är inte ovanligt att projekteringar läggs ner och en etablering uteblir, vilket även gör att projekteringen blir riskfylld. Målsättningen med detta arbete är att göra en förundersökning som utreder vilka förutsättningar Åsberget har för vindkraft. Resultatet redovisas i denna rapport och ska fungera som ett beslutsunderlag med syftet att underlätta vid en framtida projektering.

    Förundersökningen har utgått ifrån en initial utvärdering som gjorts vid ett tidigare tillfälle och utöver detta har även frågor relevanta för en projektering ställts. För att kunna besvara frågorna har inom branschen vanligen använda metoder i största möjliga mån använts. Förutom frågeställningarna har även en enklare ekonomisk analys gjorts.

    Åsberget bedöms ha potential för vindkraft men det förekommer hinder som kan göra att en etablering inte går att genomföra. Kommunens inställning till att etablera vindkraft på Åsberget är okänd och därmed ett stort frågetecken. De kringliggande fäbodvallarna bedöms vara det största hindret då de har ett högt kulturhistoriskt värde. Genom en omarbetning av placeringsförslaget kan många hinder minimeras och chanserna för en lyckad projektering borde därigenom kunna ökas. Vid en eventuell projektering har förslag på fortsatt arbete sedan rekommenderats.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 19.
    Andersson, Joakim
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energibesparande åtgärder i en fastighet med skilda verksamheter.2014Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Sveriges bostäder står för en tredjedel av den totala slutliga energianvändningen i landet. Av denna energi går nästan 60 % till uppvärmning av bostaden och det varmvatten som används i den. En del i ledet för att minska vår påverkan på klimatet är att till år 2020 ha ökat vår energieffektivitet med 20 %. Nybyggnationen av fastigheter i Sverige är förhållandevis låg sett till det totala antalet bostäder som finns, därför är behovet stort av att inte bara bygga nya effektiva bostäder, utan även renovera de befintliga bostäderna.

    HSB är ett av Sveriges största bostadskooperationer och har föreningar och fastigheter över hela Sverige. HSB Umeå är en av 31 regionala föreningar och har ca 8 000 medlemmar. Utöver att förvalta de fastigheter som ägs av deras bostadsrättsföreningar äger även HSB egna fastigheter. En sådan fastighet är Balder 9, som är ett flerbostadshus i centrala Umeå, med 39 bostadsrätter, ett kontor, två butiker och en restaurang och fastigheten byggdes år 1984.

    Syftet med studien var att bestämma den rådande energianvändningen för Balder 9 för att därefter undersöka hur åtgärder på dess värmesystem och klimatskal påverkar fastighetens energianvändning i energiberäkningsprogrammet BV2. BV2 valdes då programmet används för liknande genomgångar av fastigheter och har en flack inlärningskurva i jämförelse med liknande programvaror. Åtgärderna som testades var indelade i tre kategorier som påverkade energianvändningen dels genom att göra åtgärder på fastighetens klimatskal, på fastighetens värmeanvändning och på fastighetens elanvändning. Utöver dessa tre kategorier beräknades värmeåtervinning av frånluft från restaurangen och gråvatten från hela fastigheten utifrån värden från modellen.

    När åtgärderna simulerats enskilt och resultatet av dem analyserats simulerades därefter tre samlade åtgärdspaket på modellen. Dessa var uppdelade dels i åtgärder som visade på en besparande effekt, dels i åtgärder som betalade tillbaka sig själva, och dels i åtgärder som enbart simulerats i energiberäkningsprogrammet BV2.

    De resultat som kunde ses var att åtgärderna var för sig ledde till en sänkning av energianvändningen med mellan 1,0 - 5,0 %. De åtgärder som ledde till den största enskilda besparingen var de åtgärder som syftade till att sänka elkonsumtionen för belysning och för elförbrukande maskiner, samt en sänkning av inomhustemperaturen. När de tre åtgärdspaketen simulerades visade de på en total besparing i energikonsumtionen på 14,4 - 20,8 %, och en minskning i utsläppet av koldioxidekvivalenter med 15,9 - 18,3 %. Resultaten visar att energieffektiviserande åtgärder bör genomföras i åtgärdspaket för att leda till en högre grad av besparingar i en fastighets energikonsumtion jämfört med att enbart genomföra enskilda åtgärder.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 20.
    Andersson, Josefin
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Utredning av värmesystem i Boliden AB:s anläggning vid Tara-gruvan2013Independent thesis Basic level (university diploma), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Sommaren 2009 besökte WSP en anläggning i anslutning till Taragruvan i Navan, Irland. Syftet av deras besök var att se över ventilationssystemet som var föråldrat. I och med besöket insåg besiktaren att även deras värmesystem var i behov av en uppdatering och den uppgiften resulterade till detta examensarbete.

     

    Det övergripande syftet med arbetet är att undersöka hur ett nutida värmesystem kan byggas upp och förbättra inomhusklimatet jämfört med ett äldre system. Uppgiften i arbetet består av att ta fram ett förslag på utformningen av ett nytt system som tar hänsyn till effektbehov och dagens klimatkrav.

     

    Utredningen hänvisar en anläggning som används till omklädningsrum för gruvarbetarna samt kontorslokaler. Där är inomhusmiljön bristande, speciellt i omklädningsrummet där temperaturen och den relativa fukthalten är över rekommenderande värden. Omklädningsrummet är därigenom största fokus i undersökningen. Dessutom värms systemet upp med stora mängder olja vilket bidrar med stora utsläpp till miljön. Att kunna mildra anläggningens påverkan bidrar till ökad motivering för en eventuell investering. Utgångspunkten för arbetet ligger i att upprätta ett systems uppbyggnad utifrån anläggningens behov. Därefter läggs stor vikt vid att finna de rätta komponenterna för att optimera det tilltänkta systemet. För att teoretiskt kunna bygga upp ett system till anläggningen arbetas ett förslag fram via ett flödesschema för att skapa en tidig överblick. Efter detta ska systemets komponenter dimensioneras efter anläggningens behov, där uppvärmningen av tappvarmvatten, ventilationssystem och radiatorsystem samt luftavfuktning i omklädningsrummet inkluderas. För att undersöka möjligheten till ett energieffektivare värmesystem kommer arbetet att inkludera en utvärdering av värmeväxlare, värmepump och luftavfuktare samt inkluderingen av de befintliga ventilations- och värmesystemen.

     

    I resultaten redovisas ett effektiviserat teoretiskt system som minskar energiförbrukningen och förbättrar inomhusklimatet i anläggningen. Genom att utnyttja befintlig värmeenergi kan arbetet redovisa ekonomiska fördelarna som uppkommer genom val av en effektiv värmepump inom systemet.

    Fulltekst (pdf)
    Utredning av värmesystem i Boliden AB:s anläggning vid Tara-gruvan
  • 21.
    Andersson, Marcus
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    A new energy strategy for controlling heating and ventilation systems for existing offices2015Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [en]

    This project shows a house that consists of two identical offices. This model is implemented into the energy simulation software IDA ICE. The thermal characteristics of the building envelope are set according to the Swedish Building regulation code of 1975 (1). The heating ventilation air conditioning system consists of water panel radiators and an air handling unit. These components are designed in order to fulfill the winter design conditions. The heating system is connected to a hot stratified tank whereas a cooling tank provides the cold flow to the air handling unit during summer time. Different local controllers of the panel radiators are tested in order to investigate both the behavior of the indoor temperature and the mass flow of the fluid. The results shows the tradeoff between the temperature of indoor air and the mass flow rate provided to the panel radiators. The P-controller regulates the amount of mass flow rate to the panel radiator according to the level of indoor temperature. It shows a more stable indoor temperature but more instable mass flow rate. The ON/OFF thermostat, set as control, shows large oscillations of indoor temperature and mass flow rate meanwhile the P-controller with set-point signal shows good potential, but when a higher proportional band is used both the temperature and mass flow rate becomes more instable. A PI-controller shows an indoor temperature more stable than the other controllers but an instable mass flow rate. Moreover, the electrical consumption of the auxiliary devices, such as the circulating pump are analyzed for a whole year. Huge differences in the electrical consumption of the circulating pump are detected just by selecting different control strategy. The first strategy used is with a thermostat measuring the outside temperature, this resulted in an electrical consumption almost twice as high as the second strategy. The second strategy is a P-controller with set-point signal that constantly measures the indoor temperature, which showed to be a good strategy for controlling the circulating pumps.

    Download (pdf)
    spikblad
  • 22.
    Andersson, Oskar
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Achieving energy efficiency and indoor climate: A comparison of varying control system and building envelope modification2019Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [en]

    This thesis investigates the performance of varied control systems in a office building in the southern parts of Sweden. The control system is designed according to standard EN15232 with three levels of building automation and control systems with a multi-zone approach. Highest standard, class A, is a demand control system with VAV controlled by temperature and CO2-levels in each zone. The lighting in class A is controlled by user demand and dimmers with regard to daylight to meet lighting regulations. The ventilation in the middle system, class B, is VAV controlled by temperature and demand in a zone. lighting is only on when a zone is used but no opportunity to dimmer. The reference object, class C, uses constant air volume CAV based on Swedish regulation and has lighting as in class B. The building envelope is varied between an existing model with 70Às building standard, according to todayÀs standard, and passive house standard in Sweden. All simulations is evaluated through energy performance and indoor climate in terms of temperature, PMV, PPD and CO2-levels.

    Simulations showed that the class A system has the highest possibility to decrease the energy use compared to the other systems. The reduction in total energy use differs from about 9-27% compared to class C and about 29-34% in electric energy use. Simulations also showed that class A and B are more advantageous to apply in a passive house rather than in the existing building if the total energy is evaluated. With regards to electric energy use, the difference between the building envelopes is too small to state that any difference exists. Neither one of the systems corresponds to ”good” indoor climate in the critical zones, all three is between the range ”good” and ”acceptable” according to standard SE-EN15251. Class A and B show an overall improvement of PMV and PPD compared to class C system. The class B system is closest to fulfill a ”good” indoor climate, especially in the passive house model. Evaluation with respect to CO2-levels class A and C showed acceptable levels.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 23.
    Andersson, Per
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Utredning av verkningsgrad på Idbäcksverket panna 3 och tillhörande ångsystem: Kartläggning av förluster från inköpt bränsle till producerad el och fjärrvärme2020Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Vårt ständigt ökande energibehov tillsammans med att de fossila bränslelagren sannolikt inte räcker länge till gör att nya och koldioxidneutrala energikällor är viktigare än någonsin. Kraftvärme producerad med biomassa är ett utmärkt alternativ för produktion av grön el och fjärrvärme för att värma våra hem. Idbäckens kraftvärmeverk i centrala Nyköping förser ca 95% av Nyköping med fjärrvärme via kraftvärmepannan panna 3 och de fastbränsleeldade hetvattenpannorna panna 1 och 2. Panna 3 eldas primärt med returträflis och panna 1 och 2 med skogsbränslen.

    Under en längre tid har panna 3 visat ett lägre utbyte från inköpt bränsle till producerad energi. Förväntat utbyte eller totalverkningsgrad ligger kring 85% exklusive. rökgaskondensering för denna typ av anläggning, det verkliga utbytet ligger kring 76-81% de senaste åren. Detta projekt utfördes på uppdrag av Vattenfall BU Heat Sweden i ett försök att kartlägga vart förlusterna uppstår och bestämma det teoretiska energiutbytet mellan inköptbränsle och producerad energi. Därför har verkningsgrad för panna 3 och tillhörande ångsystem utvärderats för att säkerställa att förlusterna inte uppstår på anläggningen. Efter detta har förluster som inte kan förklaras med pannans och ångsystemets verkningsgrad försökt kartläggas. Dessa förluster utanför anläggningen har misstänkts bero på nedbrytning av bränslet under lagring vilket orsakar förluster av torrsubstans och därav brännbart material. 

    Pannans verkningsgrad har studerats under perioden Januari 2020 till och med Mars 2020 för att få en uppfattning om pannans prestanda den senaste tiden. Pannans verkningsgrad bestämdes till 88,2% under perioden, ångsystemets verkniningsgrad bestämdes till 95,3% under samma period. Kombinerat ger det en totalverkningsgrad på 84,0% vilket ligger i linje med det förväntade. Det teoretiska energiutbytet, vad kvoten mellan producerad energi och tillfört bränsle borde vara utifrån bestämda förluster ligger ca 2%-enheter högre på 86,1% under motsvarande period. Det saknas alltså flera %-enheter ner till det verkliga utbytet på 76-81%. Tre specifika driftfall har också studerats under låg, medel och hög last för att se när anläggningen är som mest effektiv. Utredningen visar att pannan och ångsystem är som mest effektiv vid hög last då trenden är att totalverkninggraden ökar med ökad last.

    De kvarstående förlusterna har inte kunnat kartläggas till fullo. En massbalans avseende aska in till, och ut från anläggningen har gjorts. En stor skillnad har noterats där aska ut från anläggningen är ca dubbelt så stor som den förväntade, vilket kan bero på att askhalten i inkommande bränsle är högre än vad bränsleanalyserna indikerar. Ett försök att kartlägga lagringsförluster har gjorts genom att jämföra inköpt bränsle med vad som faktiskt vägts in vid anläggningen där en viss skillnad har identifierats. Stora skillnader i enstaka bränsleleveranser gör det svårt att dra någon slutsats av detta men visar på osäkerheterna som finns kring bestämning av inköpt energi. En känslighetsanalys gjordes där det konstaterades att en felaktig bestämning av bränslets vikt utgör den känsligaste variabeln vid bestämning av det faktiska energiutbytet. En utökad provtagning har gjorts på ett bränsle som lagrats ca 7 veckor innan förbränning. Proverna visar på viss nedbrytning och försämring av bränslekvaliteten genom en ökad fukt- och askhalt samt att värmevärdet minskat under lagringen, vilket kan vara en del av orsaken till det låga utbytet de senaste åren.

    Fler provtagningar bör göras före och efter lagring av bränslet för att få ett större underlag till vad som händer med bränslet under lagring då detta inte är helt klarlagt för returträ. Detta tillsammans med att följa upp skillnaderna mellan köpt bränsle och invägt på Idbäcken så kan kanske det låga energiutbytet förklaras.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 24.
    Andersson, Pierre
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energieffektivisering genom dynamisk uppvärmning av en byggnad.2017Independent thesis Basic level (professional degree), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Akademiska hus förvaltar Umeå Campus och har problem med att användningen av fjärrvärme överskrider den abonnerade effekten på deras abonnemang. Av den anledningen så valdes det att genomföra olika simuleringar av Teknikhuset där institutionen för Tillämpad Fysik och Elektronik är en av hyresgästerna. Med hjälp av simuleringar undersöktes möjligheten att undersöka olika konfigurationer och åtgärder.

    En modell skapades i IDA-ICE efter ritningar och de verkliga årliga behoven för fjärrvärme och el. Därefter användes modellen för att testa olika konfigurationer under kalla dygn där temperaturen kontinuerligt är mellan -18 till -25. Resultaten indikerarar att det finns möjlighet att sänka värmen i vissa rum som resulterar i ett minskat effektbehov vilket stämmer väl överens med hypotesen för scenariot. Ett av det andra problemen som förutspåddes var det fanns möjlighet att det skulle bli ökat missnöje av det termiska klimatet. Det på grund utav problem i närliggande rum och lokaler men det visade sig vara mycket begränsad påverkan av det.

    Det kalla dygnet visar att byggnaden uppvärm på det traditionella vis jämfört med en dynamisk uppvärmningsmodell skulle göra det möjligt att sänka effektbehovet med 9 % ifall man väljer att inte värma upp en av de tre våningarnas salar. Genom att göra en analys av hur bokningen av salarna visar det att det finns möjlighet att inför ett system där vissa lektionssalar som inte är bokade stängs för användning. Det skulle kunna skapa en lägre sänkning per dygn men på grund av de kontinuerliga användandet skulle det resultera i en större vinst. En simulering över möjligheterna att stänga av en lektionssal på våning två, tre och fyra i Teknikhuset gav en årlig effektsänkning med 1,2 % av fjärrvärmebehovet som om det extrapolerades ut över hela campus skulle spara på 100 000 kr per år. 

  • 25.
    Andersson, Robin
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Utredning av slaggning vid förbränning av träpellets i värmeanläggningar: I sammarbete med Härjeåns Energi AB2017Independent thesis Basic level (professional degree), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Sammanfattning

    Medlemsländerna i FN enades om ett klimatavtal i Paris 2015. För att möta utmaningarna som klimatavtalet kräver behöver samhället en omställning från ett beroende av fossil energi. Förbränning av biobränslen har god potential att konkurrera ut fossila bränslen. Pellets av stamved har ett högt energivärde och har goda framtidsutsikter till att bli en stark konkurrent till fossilbaserad energi, främst för små- och mellanskalig värme- och kraftproduktion. För att göra pellets mer attraktivt på marknaden gäller det att den levereras med hög kvalitet, med fokus på energivärde, hållbarhet och avsaknaden av driftproblem vid förbränning. Härjeåns Energi i Sveg vill veta mer om driftproblemet slaggbildning och hur det kan undvikas genom åtgärder i hela kedjan från råvaruhantering till pelletsproduktion och förbränning. Det övergripande syftet med projektet var att kartlägga askrelaterade problem vid förbränning av träpellets i rosterpannor med fokus på sintring och slaggning samt att ge rekommendationer på åtgärder hur producenten och privatpersoner kan undvika sådana problem.

    Arbetet med detta examensarbete delades upp i två delar, dels en genomgång av forskningen på området, och dels en utredning av hanteringen hos Härjeåns Energi samt dess underleverantörer. Forskningsgenomgången genomfördes genom att läsa och sammanfatta den forskning som har bedrivits på området under de senaste 25 åren. Utredningen av hanteringen hos företaget och dess underleverantörer genomfördes med hjälp av tidigare gjorda analyser av pellets, råmaterial och slaggningsprov, samt intervjuer med personal på företagen.

    Resultatet av studien visade att den viktigaste faktorn som påverkar slaggbildning är halten av vissa askbildande element i bränslet, så som kisel, kalium, kalcium, natrium, magnesium, aluminium och järn i aska. Även askhalt, förbränningsteknik och förbränningstemperatur är betydande faktorer. Slaggningsbenägna ämnen härstammar ofta från olika typer av kontamineringar av råmaterial, i form av sand, jord och lera, vilket troligtvis är fallet för Härjeåns Energi. Resultatet visade även att asksmältstemperaturer hos råmaterial var konstant höga under sommarveckorna 2016, för att variera med flera lägre temperaturer under det resterande året. Den tillverkade pelletsen höll höga asksmältstemperaturer hela 2016, utom i oktober. Vad de lägre asksmältstemperaturerna hos Härjeåns Energi exakt beror på är svåra att svara på. Fler utredningar är i behov för att säkert fastställa orsaken. Det är upp till pelletsproducenten, underleverantörer av råmaterial och utrustningstillverkaren att minimera riskerna för slaggbildning och dess effekt på driften. Privatpersoner har små möjligheter att själva påverka förbränningsresultatet gällande slagg och sintring i sin förbränningsutrustning. 

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 26.
    Andersson, Ronny
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Rosterkylning för biopanna-Ålidhems värmeverk2016Independent thesis Basic level (university diploma), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Rosterpannor är en väl beprövad förbränningsteknik som är vanligaste pannan för små och medelstora anläggningar i Sverige. Det finns många utföranden på rosterpannans rosterbädd som alla har sina för och nackdelar. Dock delar de samma problematik vid eldning av bränsle med ett högt värmevärde såsom biobränslen. Det höga värmevärdet leder till en hög förbränningstemperatur som tillsammans med många andra parametrar ger upphov till korrosion på pannans inre delar, däribland rosterbädden. Det finns två typer av rosterkylning, där ena är luftkylning och andra mer effektiva metoden är vattenkylning.

     

    Panna 7 är en del av Ålidhems värmeverk som används av Umeå Energi till att kapa effekttoppar hos fjärrvärmen. Denna panna eldar returträ med högt värmevärde och har problem med rosteröverhettning i rosterzon 2 vilket är i mitten av längden på hela rosterbädden. Rosteröverhettningen ger upphov till att rostret bryts ned och förutom det försämrar rosterbäddens alla funktioner för en optimal förbränning hos pannan. Denna rapport agerar som en dokumentationshandling åt UE som stöd  för P7:ans brister och lösningar på rosteröverhettningen. Rapporten innehåller kvantitativa lösningar som sedan fungerar som en förstudie vid intresse att genomgå en fördjupad undersökning innan förlagen implementeras i P7:an.

     

    Efter att ha undersökt rosteröverhettningen lokaliserats åtta olika förbättringsåtgärder som innefattar: kylning av stavarna i rosterbädden, utjämna primärlufts- och bränsleflödet, sänkning av värmevärdet hos det befintliga bränslet, konvertera till fluidbäddspanna och rökgaskondensering för att ta tillvara på fukten som vissa lösningar tillsätter till förbränningen. Där antingen konvertera till fluidbäddspanna eller installera vattenkylda stavar är dem mest tänkbara lösningarna vid fortsatt eldning av returträ. Konverteringen anses vara den mest framtidssäkra lösningen, men också den mest omfattande. Vattenkylda stavar är därför den åtgärd som verkar mest lovande eftersom en sådan lösning inte bara kyler stavarna, utan även gör så att förvärmningen av primärluften och luftmängdsfaktorn till förbränningen optimeras. Tidigare studier visar att det inte är tillräckligt ekonomiskt försvarbart med en rökgaskondensering för den aktuella returtemperatur på fjärrvärmen som kommer in till anläggningen. Vidare undersökning måste utföras för att kontrollera ifall anläggningen Graniten, som i dagsläget värmer returvattnet, kan förbikopplas.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 27.
    Andersson, Sara
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energisparåtgärder i samband med påbyggnad av nya bostäder: En fallstudie av Röda längan i IDA ICE2016Independent thesis Basic level (university diploma), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [sv]

    I takt med att äldre byggnader i vårt bostadsbestånd blir i allt större behov av omfattande renoveringar, skärps även våra samhällskrav ytterligare. Då gäller det i samband med renovering att finna hela åtgärdspaket som både ger energibesparing men samtidigt är ekonomiskt lönsam.

     

    I den här rapporten undersöks möjlig energibesparing men också lönsamheten av energisparåtgärder i samband med påbyggnad av nya bostäder i ett redan befintligt flerbostadshus. Byggnadens befintliga värmesystem byts ut mot bergvärme, som också verkar genom ventilationssystemet, och därefter förlängs byggnaden med tre nya våningsplan. Rapporten utvärderar även om påbyggnad av nya bostäder i det enskilda fallet ska betraktas som tillbyggnad eller ombyggnad, samt vilka krav som därefter ställs vid ändring av byggnad enligt PBL och BBR.

     

    Med hjälp av energiberäkningsprogrammet IDA ICE, kunde effekten från de olika energisparåtgärderna studeras. Värdet för den årliga energibesparingen jämfördes därefter med åtgärdernas investeringskostnad. Åtgärder ansågs lönsamma om värdet av den årliga besparingen var tillräckligt stor i förhållande till investeringskostnaden.

     

    För det enskilda fallet ger energibesparande åtgärder i samband med påbyggnad en avsevärd förbättring både ur energisynpunkt men också ekonomiskt perspektiv. Påbyggnaden beräknas initialt återbetalda i och med försäljning av bostadsrätter samtidigt som återbetalningstiden för ingreppen i den befintliga byggnaden troligen betalar sig inom 10-15 år. För det enskilda fallet var möjlig energibesparing efter genomförda åtgärder 74 procent, vilket motsvarar är en minskning med närmare 130 kWh/m2 och år jämfört med referensfallet. Rapporten fastslår att påbyggnaden ska betraktas som tillbyggnad och att fyra bergvärmepumpar är fullt tillräckliga för att både uppnå energibesparing samt uppfylla ekonomisk lönsamhet. 

    Fulltekst (pdf)
    Energisparåtgärder i samband med påbyggnad av nya bostäder
  • 28.
    Andersson, Sara
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Våningspåbyggnad av miljonprogrammets flerbostadshus: Simulering av energiprestanda i IDA ICE2016Student paper other, 5 poäng / 7,5 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Under tidsperioden 1965-1974 byggdes i Sverige omkring en miljon nya bostäder, även kallat för Miljonprogrammet. Idag utgörs närmare en tredjedel av det svenska bostadsbeståndet av bostäder från denna period och många byggnader börjar uppnå sin tekniska livslängd. Sverige har efter EU-direktiv tagit fram nationella mål om en effektivare energianvändning. För att snabbare nå dessa mål kan renovering och upprustning av miljonprogrammet kombineras med våningspåbyggnad.

     

    Sverige står också inför växande bostadsbrist, likt under miljonprogrammet, samtidigt som samhället har begränsade ytor såväl i stadskärnor som i tätorter. Genom att rusta upp bostäder från miljonprogrammet i samband med en våningspåbyggnad kan nya bostäder skapas på ett resurseffektivt sätt och energiprestandan för den befintliga byggnaden förbättras.

     

    I det här projektet har energiprestandan för ett tidstypiskt flerbostadshus utvärderats och därefter jämförts mot då flerbostadshuset utrustats med en våningspåbyggnad. Projektet tilldelades ett referenshus i Nacka som efter uppbyggnad och simulering i programvaran IDA ICE resulterade i en årlig energianvändning på 197,1 kWh/m2. En våningspåbyggnad lades till på referenshuset och visade efter simulering i programvaran IDA ICE en ny årlig energianvändning på bland annat 169,7 kWh/m2.

     

    Efter projektet stod det klart att med en våningspåbyggnad kan energiprestanda för ett miljonprogramshus förbättras och i bästa fall kan en byggnad likt referenshuset gå från en energiklass G till E. Bostadsförtätning med hjälp av våningspåbyggnad är gynnsam ur många aspekter. Förutom att det sänker den totala byggnadens energianvändning skapar det också nya bostäder på ett resurseffektivt sätt. Samhället måste försöka skapa incitament för fastighetsägare till att renovera och hitta energieffektiva åtgärder för sina fastigheter. Ett sådant exempel skulle kunna vara tredimensionell fastighetsbildning vilket även är en alternativ form till att finansiera investeringar som exempelvis renoveringar. 

    Fulltekst (pdf)
    Våningspåbyggnad av miljonprogrammets flerbostadshus
  • 29.
    Andersson, Staffan
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Utvärdering av energieffektiva armaturer2015Rapport (Annet vitenskapelig)
    Abstract [sv]

    Rapporten redovisar en genomförd uppföljning av den erhållna minskningen av varm- respektive kallvattenanvändningen genom installation av energieffektiva armaturer. Utvärderingen baseras på 23 månaders mätningar av den individuella vattenanvändningen i sjuttiosju lägenheter (21 test-samt 56 referenslägenheter). Testlägenheterna utrustades först med en tidigare generations vattenarmaturer, FM Mattsson serie 9000, vilka senare ersattes med den senaste generationens armaturer FM Mattson serie 9000E. I fem av dessa lägenheter har dessutom komplementerande mätningar gjorts vid de olika tappställena, WC undantagen. Användningen av varm- och kallvattenanvändningen i varje lägenhet har loggats med en tidsupplösning om 10 minuter. För att undvika påverkan av boendes frånvaro från lägenheterna har uppföljningen baserats på den genomsnittliga dygnsanvändningen av vatten för de tider de boende har nyttjat lägenheten. Lägenheter där byte av hyresgäster har skett under utvärderingsperioden har lämnats utanför utvärderingen. De erhållna resultaten visar på en besparing om cirka 30% avseende varmvattenanvändningen samt 15% avseende kallvatten jämfört med referensgruppen. Den erhållna uppskattningen är också konsistent med en teoretisk uppskattning av besparingen baserad på den mätta förändringen av kvoten mellan varmvatten- och kallvattenanvändningen i testlägenheterna.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 30.
    Andersson, Stefan
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Inventering av småskalig vattenkraft: En undersökning av gamla vattenkraftsdammars potential i Västerbotten och Västernorrland2013Independent thesis Basic level (university diploma), 10 poäng / 15 hpOppgave
  • 31.
    Andersson, Victor
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Elektrifiering av personbilar på Tomtebo, Umeå: Electrifications of passenger cars at Tomtebo, Umeå2019Independent thesis Basic level (professional degree), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [en]

    In the future, new fuels will be sought to minimize the carbon footprint on Earth. With electric vehicles becoming a growing trend there is an annual increase in hybrid and electric cars, even electrified buses have become more convenient. The new electric vehicles will then be a load on the electricity grid when recharging is required, sometimes during the sensitive hours of the day where other power requirements are greater. The purpose of this thesis was to gain a deeper understanding of how the Swedish electricity grid is structured and also answer the questions if the area named Tomtebo will be able to handle an electrification of passenger cars, and also what the power forecast will look like. An excel model, developed by Sweco, is used for the calculations and later on there is an evaluation of this model if it can be applied to smaller areas and if any improvements can be made towards it. The electric car load on the electricity grid is based on three possible scenarios referred from a report by Sweco and using the excel model to calculate the power requirement of the three scenarios with different traffic works on electricity. Scenario one corresponds to today's electrification degree on traffic work, scenario two corresponds to double electrification degree on traffic work and in scenario three, a full electrification as well as a new traffic hierarchy with more public transports will be used, according to the report by Sweco, resulting in less power requirements for traffic. In all three scenarios, it is assumed that the electric car will be charged at night with a charging power of 2.3 kW, this corresponds to charging directly from power outlet. Tomtebo is a residential area that is being expanded and is expected to grow in the coming years and the population there are mostly younger families, which gives the probability of investment of a fossil-free passenger car increase. In order to estimate the proportion of electric cars for the area, Statistics Sweden and Region facts have been used to estimate the amount of cars at Tomtebo. In Umeå there is a total of 1,400 electric cars and 95 of these were likely to be at Tomtebo. Out of this amount there is plugin hybrids, PHEV, and pure electric cars, BEV, which gave a distribution 75/25 percent according to data from national statistics. With a known number of cars, an itinerary was required which could be probable around twenty kilometers. In the Excel model, values were applied for scenario one, which gave the power requirement for the 95 cars a total of 18 kW per hour. With a grid that has a total power up to 3.7 MW per hour then the cars' power requirements are a minimal burden towards it, furthermore an equivalent result came from both scenarios two and three. With these three results came the conclusion that with the amount of cars available there today no major load was done on the electricity grid and thus a greater number of cars were required. Umeå aims to reach 200,000 inhabitants by the year of 2050, which would then give Tomtebo 12,000 residents and this would result in an estimated 6,100 cars there. Of these with today's distribution there would then be 200 electric cars but since this scenario is so far ahead in the future it was assumed that all vehicles in 2050 would be an electric car, which then leads to it being fully electrified at Tomtebo. The 6,100 electric cars power provided 6 MW of total power demand for today's electricity grid, which means that it won’t work in the future. To find the breaking point for how many electric cars the gird can handle it was assumed that all Tomtebo's cars today, corresponding to 3,780 cars, would be electric cars and by moving the charge schedule to early morning, when the demand was much lower, the result gave that the grid could handle about that many cars. What is important to understand is that the electricity grid does not have a maximum ceiling for demand, but it all works about equilibrium where one strives for a consistent power balance on all

    iv hours of the day. If the consumers need more power then the electricity companies transfer it but an under-dimensioned infrastructure can put a stop to this which might be the case in the future. When the question whether Tomtebo's electricity grid can handle the load, the answer is that a full electrification of Tomtebo is entirely possible but that future investments are something that should be reviewed. This result from the excel model using the parameters and assumptions reflects the reality. The difficult thing about using the model in my opinion is the estimation of car numbers where in a city like Umeå where there does not exist any cameras or registers of which car type is moving where, which it does on others places, such as Gothenburg and Stockholm. Furthermore, there are thoughts about the design of the model as well also the question of the depth of battery but this is left out here but can be read under the relevant section. What controls how quickly a changeover from fossil-fueled to non-fossil vehicles is the result of instruments where subsidies and taxation come into focus, then of course laws and regulations. What makes it so difficult to estimate what the future will look like in theory is that tomorrow can have a new law leaving only non-fossil vehicles.

  • 32.
    Andreas, Domeij
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energieffektivisering av en gammal kulturmärkt prästgård2014Independent thesis Basic level (university diploma), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [en]

    Reducing and improving the use of energy is something that is relevant in the current situation for both economic and environmental aspects. Energy goals have been set up to achieve a better and more efficient use of energy. This leads to buildings constructed as efficient as possible but it also involves existing buildings. This report investigates an old heritage rectory from the 1700’s that, with its high use of energy, will be analyzed and then simulated with a few measurements in the energy calculation program VIP Energy.

    The information about the rectory is limited. Many assumptions regarding the building’s construction and the occupants’ behavior were applied since documentation has been missing and since the building is currently empty. Svenska kyrkan is currently rebuilding the rectory since they intend to conduct business there in the future. A model was created in VIP with the goal to simulate the rectory when there still was activity in the building. The model were then simulated various measures that were additional insulation, renovation of windows and an installation of a FTX-system. The culture label has made measures that affect the façade, such as external insulation or replacing windows, disregarded.

    The results from the model showed that with all the measures together it is possible to reduce the specific use of energy of the rectory from 252 kWh/m

    2 to 111 kWh/m2 and thereby live up to the guidelines posted by The National Board of housing, Building and planning. Certain factors have deliberately been ignored such as moisture, due to time restrictions. The same thing applies to the economic part except for the ventilation where a lifecycle cost between a rotating heat exchanger and a plate heat exchanger has been compared to replace the existing exhaust system. The reason is that the ventilation is the most feasible solution for adaption to future use. LCC analysis showed a benefit to the rotary heat exchanger favor with a price difference for about 70 000 SEK towards the existing system, without installation costs or future reparations.

  • 33.
    Andreasson, Albin
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Konstant eller behovsstyrd ventilation i grundskolan: En jämförelse med hjälp av LCC-analyser2017Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Behovsstyrd ventilation kan i gynnsamma fall erbjuda kraftigt reducerade energikostnader i jämförelse med konstantflödesventilation. Samtidigt medför behovsstyrd ventilation högre initiala kostnader. I den här rapporten undersöktes om energibesparingen var tillräckligt stor för att ge en lägre livscykelkostnad (LCC).Med utgång från en 1 000 m2 stor grundskola i Stockholms län undersöktes fyra olika ventilationssystem: CAV, CO2-styrd ventilation, CO2- och temperaturstyrd ventilation samt närvarostyrd ventilation.Samtliga system ritades upp i AutoCAD med tillägget MagiCAD, vilket gjorde det möjligt att ta fram detaljerade materiallistor. Dessa exporterades sedan till kalkylmjukvaran Sektionsdata där de initiala kostnaderna togs fram ner på komponentnivå.IDA ICE användes för att utföra simuleringar på energianvändning och inomhusklimat med tre olika storlekar på personbelastning.LCC räknades ut med nuvärdesmetoden för samtliga system, där CAV-systemet visade sig ha den lägsta. CO2-styrd ventilation fick näst lägst LCC tätt följt av CO2- och temperaturstyrd ventilation. Närvarostyrd ventilation fick högst LCC med stor marginal. Rangordningen var oberoende av personbelastningen, men de koldioxidstyrda alternativens LCC minskade i förhållande till den konstanta och närvarostyrda ventilationen vid minskad personbelastning.Den minsta personbelastningen gav också den minsta skillnaden mellan CAV och behovsstyrd ventilation. Koldioxidstyrd ventilation fick då en LCC på 2 095 tkr, 179 tkr mer än för konstantflödessystemet. Med koldioxidstyrd ventilation hamnade energianvändningen till fläktar på 1712 kWh/år. Det är mindre än en fjärdedel av användningen hos CAV-systemet. Energianvändningen för uppvärmning kunde reduceras från 64 till 55 MWh/år.

  • 34.
    Anette, Nyström
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Undersökning av smarta energilösningar för en planerad livsmedelsbutik2015Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [sv]

    På uppdrag av Hifab AB har detta examensarbete utförts under vårterminen 2015. En ny livsmedelsbutik ska etableras i Umeå, där Hifab AB har anlitats som generalkonsult av Coop Nord. I dagsläget finns endast ett utkast på hur byggnaden ska se ut eftersom byggnationen av butiken beräknas starta våren 2016. Detta innebär att det finns stora möjligheter att undersöka smarta energilösningar som kan appliceras på den framtida butiken. För att erhålla energistatistik att utgå från användes en Coop-butik i Kramfors som invigdes våren 2012 som referensbutik i detta projekt.

    Syftet med detta arbete var att undersöka olika energialternativ och energieffektiviserande byggtekniska lösningar för den planerade butiken. Detta för att den planerade Coop-butiken, tillsammans med andra framtida butiker, ska kunna byggas energieffektiv redan från början och för att driftkostnaden för butiken ska bli så låga som möjligt samtidigt som påverkan på miljön blir minimal. Detta projekt ska vara en vägledning i val av energisystem och byggtekniska lösningar för den aktuella Coop-butiken och även vid projektering av framtida livsmedelsbutiker i Sverige, framförallt i norra delen av landet.

    Projektet har innehållit två olika delar och ett flertal mål. Det första delmålet var att undersöka vilket av alternativen fjärrvärme eller bergvärme som är det mest ekonomiskt lönsamma för den nya butiken. Nästa delmål var att undersöka möjligheten och kostnaden för att installera solceller på den nya butiken. Målet var även att undersöka om det fanns alternativa sätt att tillgodose kylbehovet på jämfört med de kompressorkylmaskiner som finns i referensbutiken. I den andra delen av projektet var målet att bygga upp en modell av referensbutiken i ett energiberäkningsprogram och att simulera energieffektiviserande lösningar på denna. Detta för att undersöka hur mycket energibesparingar som kunde erhållas, framförallt i minskat uppvärmningsbehov per år.

    De metoder som användes för utförandet av detta arbete var studiebesök, intervjuer, kontakt med företag, litteratursökning och datorsimuleringar. Inledningsvis utfördes ett studiebesök på referensbutiken för att få en överblick över dess utformning och uppbyggnad. För undersökningen av fjärrvärme, bergvärme och solceller upprättades kontakt med olika leverantörer medan undersökningen av alternativa kylmetoder utfördes som en litteraturstudie. För den andra delen av projektet valdes IDA Indoor Climate and Energy (IDA ICE) att användas som energiberäkningsprogram. Referensbutiken modellerades i programmet och fick sedan fungera som grundfall på vilken ett antal, utvalda energieffektiviserande lösningar testades.

    De viktigaste slutsatserna i detta projekt är att när värmesystem ska väljas för den nya butiken så är fjärrvärme ett mer lönsamt alternativ när valet står mellan fjärrvärme och bergvärme. Slutsatsen för den del i projektet där solceller undersöktes är att det är en lönsam investering att installera solceller på den nya butiken utifrån de beräkningar som har erhållits från två leverantörer. Det bästa alternativet var en tunnfilmssolcell som gav en återbetalningstid på cirka sju år och en investeringskostnad på cirka 1,5 miljon kronor om statsbidraget erhålls. Av det totala elbehovet skulle då cirka 20 % täckas av produktionen från solcellspanelerna. Slutsatserna som kan göras när de energieffektiviserande lösningarna testades var att de två som gav störst energibesparing var behovsstyrning av ventilationsflödet och minskad belysningseffekt. Dessa två energieffektiviserande lösningar rekommenderas att undersökas närmare för att utreda möjligheten att implementera i den nya butiken.

    Fulltekst (pdf)
    Undersökning av smarta energilösningar för en planerad livsmedelsbutik
  • 35.
    Antlauf, Mathis
    et al.
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik.
    Boulanger, Nicolas
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik.
    Berglund, Linn
    Department of Engineering Sciences and Mathematics, Luleå University of Technology, Luleå, Sweden.
    Oksman, Kristiina
    Department of Engineering Sciences and Mathematics, Luleå University of Technology, Luleå, Sweden.
    Andersson, Ove
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik.
    Thermal Conductivity of Cellulose Fibers in Different Size Scales and Densities2021Inngår i: Biomacromolecules, ISSN 1525-7797, E-ISSN 1526-4602, Vol. 22, nr 9, s. 3800-3809Artikkel i tidsskrift (Fagfellevurdert)
    Abstract [en]

    Considering the growing use of cellulose in various applications, knowledge and understanding of its physical properties become increasingly important. Thermal conductivity is a key property, but its variation with porosity and density is unknown, and it is not known if such a variation is affected by fiber size and temperature. Here, we determine the relationships by measurements of the thermal conductivity of cellulose fibers (CFs) and cellulose nanofibers (CNFs) derived from commercial birch pulp as a function of pressure and temperature. The results show that the thermal conductivity varies relatively weakly with density (ρsample = 1340–1560 kg m–3) and that its temperature dependence is independent of density, porosity, and fiber size for temperatures in the range 80–380 K. The universal temperature and density dependencies of the thermal conductivity of a random network of CNFs are described by a third-order polynomial function (SI-units): κCNF = (0.0787 + 2.73 × 10–3·T – 7.6749 × 10–6·T2 + 8.4637 × 10–9·T3)·(ρsample0)2, where ρ0 = 1340 kg m–3 and κCF = 1.065·κCNF. Despite a relatively high degree of crystallinity, both CF and CNF samples show amorphous-like thermal conductivity, that is, it increases with increasing temperature. This appears to be due to the nano-sized elementary fibrils of cellulose, which explains that the thermal conductivity of CNFs and CFs shows identical behavior and differs by only ca. 6%. The nano-sized fibrils effectively limit the phonon mean free path to a few nanometers for heat conduction across fibers, and it is only significantly longer for highly directed heat conduction along fibers. This feature of cellulose makes it easier to apply in applications that require low thermal conductivity combined with high strength; the weak density dependence of the thermal conductivity is a particularly useful property when the material is subjected to high loads. The results for thermal conductivity also suggest that the crystalline structures of cellulose remain stable up to at least 0.7 GPa.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 36.
    Apelqvist, Bo-Isak
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energikartläggning av LKAB:s underjordsgruva i Malmberget2013Independent thesis Basic level (university diploma), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Gruvan i Malmberget använde 258 GWh energi under 2011 fördelat på olika energislag där andelen visas i procent inom parentes nedan.

     

    • ·  El 183 GWh (71%)
    • ·  Diesel för fordonsbränsle 4 897 m3 eller 49 GWh (19%)
    • ·  Eldningsolja till panncentral 2 378 m3 eller 26 GWh (10%)

     

    • ·  Energianvändningen per producerat ton uppgick till 15,91 kWh/ton

     

    Totala mängden råmalm som bröts i gruvan år 2011 uppgick  till 16 193 kton och energianvändningen var 257 609 MWh. Motsvarande siffror för 2005 var 14 035 kton råmalm och energianvändning var 219 392 MWh, vilket ger en siffra för energianvändning per producerat ton på 15,63 kWh/ton. Produktionen har ökat med 15,4% och energianvändningen med 17,4% från 2005 till 2011. Ökningen beror till stor del på att brytning sker på större djup och mer energi krävs för att transportera upp malmen till marknivå.

     

    Energikartläggningen har genomförts med avseende på Malmbergets gruva och en jämförelse i energianvändning görs mot uppgifter i tidigare sammanställning från 2007(referensår 2005). År 2011 är valt som referensår för denna energikartläggning och det är därefter jämfört med 2005 års värden för att få en bild över hur energianvändningen har ändrats under de senaste åren. Kartläggningen är uppdaterad med den nya huvudnivån M1250 som började tas i drift under första halvan av 2011.

     

    Åtgärdsförslagen i avsnitt 5 är diskuterade och förankrade med verksamheten. En uppdelning av ansvarsfördelning för de olika åtgärdsområdena är gjord där PS, PE / PI, TP och EP ingår som huvudansvariga. De åtgärdsförslag med störst besparingspotential har lyfts fram under varje ansvarsområde och bör prioriteras först. Prioriterade åtgärder är värmeåtervinning gruvventilation, mätning och uppföljning samt insatser för beteendeförändringar.

  • 37.
    Arnqvist, Kristoffer
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Analys av jordning för kraftproducerande anläggningar2012Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Säkerhetskraven för jordning har skärpts under senare år; det finns nya regler och lagar samt rekommendationer och praxis för hur moderna kraftproducerande anläggningar skall jordas på ett korrekt och säkert sätt. Syftet med detta examensarbete har varit att dels sammanställa dessa krav samt att göra en bedömning av jordningen hos Vattenfalls vattenkraftanläggning G5 i Stornorrfors.

    En litteraturstudie har genomförts och en platsstudie utfördes med jordtagsmätningar, strömmätningar och inspektion av kraftverket ur jordningssynpunkt.

    Mätningarna visar att G5:ans kraftstation är en gedigen och föredömlig anläggning som har mycket goda förutsättningar vid jordfel, transienter och förbyggande av vagabonderande strömmar. Anläggningen är mycket väl potentialutjämnad där såväl kabelstegar, trappor, armering, rör och exponerade metallytor utjämnats. Anläggningen har goda förbindelser till jord vid jordtagen då utförda jordtagsmätningar visade på att samtliga jordtagsvärden ligger under 1 Ω. Jordtagen och jordsystemen visade endast marginell ökning i impedans vid mätning med högfrekventa strömmar och anläggningen bedöms kapabel att hantera högfrekventa strömmar på ett tillfredsställande sätt.

    Genom jordströmsmätningar upptäcktes strömmar som flyter i jordledare, mycket på grund av de kraftiga magnetfält som generatorn genererar, och det är oklart hur dessa påverkar utrustningen under lång tid då vissa uppmätta strömmar låg över 10 A.

    Inga ventilavledare fanns i anslutning till generator och anläggning, dock fanns ventilavledare vid övergång från kabel till luftledning efter den sk. dieselbyggnaden. En inventering av förekomst av ventilavledare rekommenderas.

    De åskledare som finns på anläggningens tak bör repareras och eventuellt förebyggas mot skador från kraftigt snöfall. Anläggningen är dåligt avgränsad och åtkomst till anläggningen bör begränsas genom en inhägnad. Ytterligare undersökning krävs för att klarlägga hur jordfelsströmmarna påverkar jordningar, dess funktion och påverkan på utrustning i anläggningen.

    Att jorda en producerande anläggning idag innefattar många olika områden inom eltekniken och innefattar därför också en mycket bred variation i hur ett säkert utförande klassas och bedöms. Att göra en anläggning "helt säker" är inte självklart och det måste alltid göras överväganden och kompromisser då ingen situation är den andra lik i verkligheten.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 38.
    Arén, Axel
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    The effect of resident related input data on the specific energy use2016Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 39.
    Azizi, Shoaib
    et al.
    Umeå universitet.
    Nair, Gireesh
    Umeå universitet.
    Olofsson, Thomas
    Umeå universitet.
    Comparative Study of Influential Factors on Implementation of Energy Efficiency Measures in Single-Family Houses in Cold Climate2018Konferansepaper (Fagfellevurdert)
    Abstract [en]

    A combination of factors, which include occupants and building related aspects, could motivate homeowners to implement energy renovation (ER). This study applies a comparative approach to assess perspectives of single-family homeowners towards different energy efficiency measures (EEMs). The aim is to unveil the factors that are effective on the residents’ attitude and decision making to implement an EEM or a set of EEMs. The analysis is based on a questionnaire survey conducted during spring 2017 among1550 owners of single-family houses in seven municipalities in northern Sweden. Approximately, 35% of respondents expressed their interest to install energy efficient household appliances and solar photovoltaic (PV) systems. The analysis suggests significant relations between the homeowners’ interest to implement thermal envelope measures and the quality of the house such as age and indoor environmental problems such as cold surfaces. The group of respondents, who reported their heating cost to be high, are more likely to be interested in implementing thermal envelope measures than other measures such as HVAC. Several socio-economic factors are found to be significantly related with homeowners’ interest to implement EEMs.

  • 40.
    Azizi, Shoaib
    et al.
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Nair, Gireesh
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Rabiee, Ramtin
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Olofsson, Thomas
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Application of Internet of Things in academic buildings for space use efficiency using occupancy and booking data2020Inngår i: Building and Environment, ISSN 0360-1323, E-ISSN 1873-684X, Vol. 186, artikkel-id 107355Artikkel i tidsskrift (Fagfellevurdert)
    Abstract [en]

    Environmental sustainability in academic buildings can be improved with management interventions such as improving space use efficiency supported by large data from the Internet of Things (IoT). Due to the potentials, the interest in the use of IoT tools for facility management is high among universities. However, empirical studies on this topic are scarce. To address the knowledge gap in this area, this study proposes and examines a process model with steps to measure space use and to improve space use efficiency by IoT tools in academic buildings. The applicability of the model is investigated in 8 lecture halls in a university building by using occupancy and booking data from IoT tools. Four space use indicators are developed to visualize the data and quantify space use, and based on them, the strategies and interventions for space use efficiency are proposed and discussed.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 41.
    Azizi, Shoaib
    et al.
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Rabiee, Ramtin
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Nair, Gireesh
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Olofsson, Thomas
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Effect of the positioning of multi-sensor devices on occupancy and indoor environmental monitoring in single-occupant officesManuskript (preprint) (Annet vitenskapelig)
  • 42.
    Azizi, Shoaib
    et al.
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Rabiee, Ramtin
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Nair, Gireesh
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Olofsson, Thomas
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Effects of Positioning of Multi-Sensor Devices on Occupancy and Indoor Environmental Monitoring in Single-Occupant Offices2021Inngår i: Energies, E-ISSN 1996-1073, Vol. 14, nr 19, artikkel-id 6296Artikkel i tidsskrift (Fagfellevurdert)
    Abstract [en]

    The advancements in sensor and communication technologies drive the rapid developments in the applications of occupancy and indoor environmental monitoring in buildings. Currently, the installation standards for sensors are scarce and the recommendations for sensor positionings are very general. However, inadequate sensor positioning might diminish the reliability of sensor data, which could have serious impacts on the intended applications such as the performance of demand-controlled HVAC systems and their energy use. Thus, there is a need to understand how sensor positioning may affect the sensor data, specifically when using multi-sensor devices in which several sensors are being bundled together. This study is based on the data collected from 18 multi-sensor devices installed in three single-occupant offices (six sensors in each office). Each multi-sensor device included sensors to measure passive infrared (PIR) radiation, temperature, CO2, humidity, and illuminance. The results show that the positions of PIR and CO2 sensors significantly affect the reliability of occupancy detection. The typical approach of positioning the sensors on the ceiling, in the middle of offices, may lead to relatively unreliable data. In this case, the PIR sensor in that position has only 60% accuracy of presence detection. Installing the sensors under office desks could increase the accuracy of presence detection to 84%. These two sensor positions are highlighted in sensor fusion analysis as they could reach the highest accuracy compared to other pairs of PIR sensors. Moreover, sensor positioning can affect various indoor environmental parameters, especially temperature and illuminance measurements.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 43. Backman, Marjan Bozaghian
    et al.
    Strandberg, Anna
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik. Department of Forest Biomaterials and Technology, Swedish University of Agricultural Sciences, Umeå, Sweden.
    Thyrel, Mikael
    Bergstrom, Dan
    Larsson, Sylvia H.
    Does Mechanical Screening of Contaminated Forest Fuels Improve Ash Chemistry for Thermal Conversion?2020Inngår i: Energy & Fuels, ISSN 0887-0624, E-ISSN 1520-5029, Vol. 34, nr 12, s. 16294-16301Artikkel i tidsskrift (Fagfellevurdert)
    Abstract [en]

    The effect of mechanical screening of severely contaminated forest fuel chips was investigated, focusing on main ash-forming elements and slagging tendency and other properties with relevance for thermal conversion. In this study, screening operations were performed according to practice on an industrial scale by combining a star screen and a supplementary windshifter in six different settings and combinations. Mechanical screening reduced the amount of ash and fine particles in the accept fraction. However, the mass losses for the different screening operations were substantial (20-50 wt %). Fuel analyses of the non-screened and the screened fuels showed that the most significant screening effect was a reduction of Si and Al, indicating an effective removal of sand and soil contaminations. However, the tested fuel's main ash-forming element's relative concentration did not indicate any improved combustion characteristics and ash-melting behavior. Samples of the accept fractions and non-screened material were combusted in a single-pellet thermogravimetric reactor, and the resulting ashes' morphology and elemental composition were analyzed by scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectrometry and the crystalline phases by powder X-ray diffraction. Results from both these analyses confirmed that screening operations had no, or minor, effects on the fuels' ash chemistry and slagging tendencies, i.e., the fuels' proneness to ash melting was not improved. However, the reduction of ash and fine particles can reduce slagging and other operational problems in smaller and more sensitive combustion units.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 44.
    Baigmohammadi, Mohammadreza
    et al.
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik. Combustion and Turbulence Research Laboratory (CTL), Department of Aerospace Engineering, Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic), Hafez Ave, Tehran, Iran.
    Tabejamaat, Sadegh
    Experimental study on the effect of external thermal pattern on the dynamics of methane-oxygen and methane-oxygen-carbon dioxide premixed flames in non-adiabatic meso-scale reactors2019Inngår i: International journal of thermal sciences, ISSN 1290-0729, E-ISSN 1778-4166, Vol. 137, s. 242-252Artikkel i tidsskrift (Fagfellevurdert)
    Abstract [en]

    In the current study, the effect of external thermal pattern on the dynamics and characteristics of methane oxygen and methane-oxygen-carbon dioxide premixed flames in non-adiabatic meso-scale cylindrical reactors is investigated experimentally. In this regard, two different external thermal patterns were imposed on the outer surface of the reactors. The results showed that imposing method/direction and also temperature level of the external thermal pattern have impressive effect on flame dynamics and chemiluminescence in the non-adiabatic meso-scale reactors. Also, it was shown that increasing the temperature level of the external thermal pattern could significantly extend the flame stability and its presence range in the meso-scale reactors, especially for the vitiated mixtures (methane-oxygen-carbon dioxide). Moreover, the results demonstrated that decreasing the inner diameter of a meso-scale reactor, which was subjected to an external thermal pattern, could increase the flame controllability and its presence range in the non-adiabatic meso-scale reactors.

  • 45.
    Baigmohammadi, Mohammadreza
    et al.
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik.
    Tabejamaat, Sadegh
    Javanbakht, Zeinab
    Numerical Study of Methane-Oxygen Premixed Flame Characteristics in Non-adiabatic Cylindrical Meso-Scale Reactors with the Backward-Facing Step2019Inngår i: Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Mechanical Engineering, ISSN 2228-6187, Vol. 43, s. 117-140Artikkel i tidsskrift (Fagfellevurdert)
    Abstract [en]

    In the present study, the effects of reactor diameter, inlet velocity, velocity profile, equivalence ratio (Phi, Ф), and outer wall convective and radiative heat transfer coefficients on flame characteristics in cylindrical non-adiabatic meso-scale reactors with the backward-facing step were investigated numerically. The results showed that these parameters could strongly affect the mole fraction of radical species within the flame zone. Also, it was shown that as compared to the reactor with 3 mm inner diameter, increasing the inlet velocity in the reactor with 5 mm inner diameter may lead to the opposite effect on the flame location. In addition, it was observed that the velocity profile could sensibly affect the flame location, temperature, and the species mole fractions in the meso-scale reactors. Moreover, it was demonstrated that the effect of equivalence ratio on the flame characteristics was more crucial for the reactors with smaller diameters. Furthermore, it was maintained that the outer wall convective and radiative heat transfer coefficients could cause the flame instability in the meso-scale reactors because of decreasing the mole fraction of important species such as O, H, and OH in the vicinity of the reactor inner wall.

  • 46.
    Bassem, Mohammad
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Förbränning av träpellets och pelleterad halm i en 40 kW rosterreaktor2012Independent thesis Basic level (university diploma), 180 hpOppgave
    Abstract [sv]

    The project focus on combustion of softwood pellets and pellets in a 40 kW grate fire reactor at TEC-Lab. Dept Applied Physics and Electronics at Umeå University. Experiments were performed at four primary airs to fuel ratios (0.7 to 1.3), where aspects such as temperature profile, levels of gases (CO and NO), sintering-/-slagging and unburned fraction of the ashes were studied. Four different fuel loads were used for wood pellets (10, 20 and 30 kW) and one fuel load for straw (10 kW). Combustion of straw proved very difficult to ignite, and also led to other combustion-related technical problem such as slag formation due to the relatively low melting temperature-/-slag temperature of the straw. Causing undesired silicate melt on the grate. The straw was only possible to use low load operation (10 kW) because it was difficult to manage. The temperature of the bed varied between the studied cases with varying fuel loads and air to fuel ratios.

    Fulltekst (pdf)
    Slutrapport 20140519
  • 47.
    Bergentz, Tobias
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Identifying symptoms of fault in District Heating Substations: An investigation in how a predictive heat load software can help with fault detection2020Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [en]

    District heating delivers more than 70% of the energy used for heating and domestichot water in Swedish buildings. To stay competitive, district heating needs toreduce its losses and increase capabilities to utilise low grade heat. Finding faultysubstations is one way to allow reductions in supply temperatures in district heatingnetworks, which in turn can help reduce the losses. In this work three suggestedsymptoms of faults: abnormal quantization, drifting and anomalous values, are investigatedwith the help of hourly meter data of: heat load, volume flow, supplyand return temperatures from district heating substations. To identify abnormalquantization, a method is proposed based on Shannon’s entropy, where lower entropysuggests higher risk of abnormal quantization. The majority of the substationsidentified as having abnormal quantization with the proposed method has a meterresolution lower than the majority of the substations in the investigated districtheating network. This lower resolution is likely responsible for identifying thesesubstation, suggesting the method is limited by the meter resolution of the availabledata. To improve result from the method higher resolution and sampling frequencyis likely needed.For identifying drift and anomalous values two methods are proposed, one for eachsymptom. Both methods utilize a software for predicting hourly heat load, volumeflow, supply and return temperatures in individual district heating substations.The method suggested for identifying drift uses the mean value of each predictedand measured quantity during the investigated period. The mean of the prediction iscompared to the mean of the measured values and a large difference would suggestrisk of drift. However this method has not been evaluated due to difficulties infinding a suitable validation method.The proposed method for detecting anomalous values is based on finding anomalousresiduals when comparing the prediction from the prediction software to themeasured values. To find the anomalous residuals the method uses an anomalydetection algorithm called IsolationForest. The method produces rankable lists inwhich substations with risk of anomalies are ranked higher in the lists. Four differentlists where evaluated by an experts. For the two best preforming lists approximatelyhalf of the top 15 substations where classified to contain anomalies by the expertgroup. The proposed method for detecting anomalous values shows promising resultespecially considering how easily the method could be added to a district heatingnetwork. Future work will focus on reducing the number of false positives. Suggestionsfor lowering the false positive rate include, alternations or checks on theprediction models used.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 48.
    Berggren, Daniel
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Återladdning av bergvärmesystem och dess långsiktiga effekter: En metodik och beräkningsmodell2023Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Målet med denna studie är att ta fram en metodik och beräkningsmodell för att beräkna återladdningsmängd och dess effekter på ett bergvärmesystem som kan användas tillsammans med simuleringsverktyget för bergvärmesystem Earth Energy Designer (EED) och som kan hantera olika återladdningsmetoder. Syftet med studien är att automatisera och effektivisera beräkningen av optimal återladdning. 

    För att utföra detta skapades en beräkningsmall i Microsoft Excel. I mallen kan användaren importera effekter från den valda återladdningsmetoden, beroende på bergvärmesystemets värmebärartemperaturer. I de fall som återladdningeffekten är beroende av utomhustemperaturen kan även dessa importeras i mallen. Därefter, så kan användaren simulera bergvärmesystemet i EED där temperaturer beräknas. Dessa kan sedan importeras till beräkningsmallen och effekter beroende på de aktuella temperaturerna kan beräknas. Effekterna kan sedan bli exporterade till EED och bergvärmesystemet kan återigen simuleras och nya temperaturer uppstår. Denna process måste repeteras tills dess att konvergens uppnåtts och temperaturerna slutar ändras mellan simuleringarna. Den utvecklade beräkningsmodellen och metodiken har sedan tillämpats på en fallstudie där det projekterade bergvärmesystemet ska leverera värme till en förskola i Luleå kommun. Detta GSHP-system har 16 borrhål, dimensionerat för att möta förskolans värmebehov och därav är det väldimensionerat. På grund av implementeringen av återladdning så har antalet borrhål reducerats så att bergvärmesystemet blir underdimensionerat, effekterna av återladdning på detta system har utvärderats och jämförts med det väldimensionerade bergvärmesystemet. Fyra fall av återladdning har blivit implementerade. I samtliga fall har bergvärmesystemet återladdats med kylmedelkylare men återladdningseffekten och energin har varierat mellan de olika fallen. 

    Resultaten visade att genom återladdningen kan både temperaturen på värmebäraren i borrhålen och COP höjas. Detta leder till att energin som behöver tillföras värmepumpen minskar liksom driftkostnaden för densamma. Vid en ekonomisk analys för det väldimensionerade, underdimensionerade bergvärmesystemet utan återladdning samt de fallen där återladdning implementerats visade resultaten dock att den totala livscykelkostnaden blev större för de fallen med återladdning än de fallen utan. Detta beror på att både den totala drift och installationskostnaden för systemen blir större när återladdningen implementerats än när det inte görs. Detta trots att investeringskostnaden för borrhålen minskar när antalet borrhål minskar samt att energin som krävs till värmepumpen minskar när återladdning implementerats.

    Slutsatsen som kan dras av studien är att en beräkningsmodell och metodik för att beräkna återladdning och dess effekter på ett bergvärmesystem kunde skapas. Modellen och metodiken kan också användas tillsammans med EED för flera typer av återladdning men i denna studie har den enbart implementeras med en återladdningsmetod. Rörande effekterna av återladdning med den implementerade återladdningsmetoden på borrhålen, så visade resultatet att återladdning med kylmedelkylare i detta fall inte är ekonomiskt lönsamt och ska bara implementerats om det är något som krävs om det till exempel skulle vara begränsad yta för borrning av borrhål. Detta är dock något som måste beräknas i varje enskilt fall av återladdning.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 49.
    Berggren, Thor
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Analys av värmesystem, förslag på effektiviseringar för att värma vatten/ballast för   modulära betongstationer2011Independent thesis Basic level (professional degree), 10 poäng / 15 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Denna rapport avhandlar möjligheterna att återvinna en del av den värme som används till att värma upp ballast i ballastfickor i samband med betongtillverkning då temperaturen utomhus är lägre än fem grader Celsius. Tre olika beräkningsfall med skiljda typer av uppvärmning redovisas. Alla beräkningar har gjorts vid en utomhustemperatur av 0 °C, för varierande utomhustemperaturer presenteras grafer i slutet av resultatkapitlet.

    Fall 1, där ballasten värms med befuktade rökgaser har en ingående beräknad effekt av 506 kW, där 67,5 kW går att återvinna vilket gör att den procentuella andelen återvinningsbar effekt är 13,4 %. Vidare visar beräkningarna att den ingående temperaturen sjunker från 300 °C till 162 °C just ovanför ballasten. Tiden för uppvärmning av materialet blir i detta fall 5 minuter.

    Fall 2, där ballasten värms med varm luft har en ingående beräknad effekt av 10 kW, där 7,6 kW går att återvinna, vilket gör att den procentuella andelen återvinningsbar effekt är 76,3 %. Vidare visar beräkningarna att den ingående temperaturen sjunker från 100 °C till 78 °C just ovanför ballasten. Tiden för uppvärmning av materialet blir i detta fall 16 timmar.

    Fall 3, där ballasten värms med befuktad luft har en ingående effekt av 85,3 kW, där all effekt åtgår till att värma ballasten, driftsfallet visar sig arbeta med ett underskott av energi där ballasten skulle kunna absorbera en hel del mer effekt. Därför blir den procentuella andelen återvinningsbar energi 0 %, den ingående temperaturen sjunker från 100 °C till 0 °C just ovanför ballasten. Tiden för uppvärmning av materialet blir i detta fall 27 minuter.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
  • 50.
    Berglund, Beatrice
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Analys av dimensionerande temperaturer från värmeåtervinningsbatteri till frånluftsvärmepump2012Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 poäng / 30 hpOppgave
    Abstract [sv]

    Det finns i dagsläget ett stort antal bostadshus som inte har någon värmåtervinning i ventilationssystemet. För att uppnå energiförbrukningsmålen till 2020 och 2050 är ett alternativ att sätta in värmeåtervinningsbatterier i frånluftskanaler som ansluts till en värmepump.

    Syftet med detta projekt har varit att undersöka hur energiförbrukning och årlig kostnad påverkas av temperaturer från värmeåtervinningsbatteri. Parametrarna som har undersökts är normala variationer av:

    -          Frånluftstemperatur

    -          Fukthalt i frånluft

    -          Frånluftsflöde genom batteri

    -          Vätskeflöde genom batteri

    Utöver detta har även totalvärmefaktorn för anläggningen undersökts beroende på om det är en varvtalsreglerad värmepump som används jämfört med en värmepump med steg samt hur totalvärmefaktorn har påverkats när solfångare ansluts till systemet.

    Vid beräkningar och simuleringar har två värmeåtervinningsbatterier undersökts, ett traditionellt batteri från Luvata och ett nålrörsbatteri från Retermia. De två värmepumparna som har undersökts är en fastighetsvärmepump från IVT och en industrivärmepump med varvtalsreglering från Kylma. Dessa beräkningar och simuleringar har utförts i programmet Coils och Microsoft Excel.

    De fall som har undersökts är:Fall 1: Luvata-batteri anslutet till Kylma-värmepumpFall 2: Retermia-batteri anslutet till Kylma-värmepumpFall 3: Luvata-batteri anslutet till IVT-värmepump

    För att få en bild av hur lönsamt det är att värma tappvatten med värmepump kontra fjärrvärme har fjärrvärmepriser och elpriser jämförts. Dessutom har vilket av fallen som ger den lägsta årliga kostnaden beräknats.

    De resultat som fås när värmeåtervinningsbatterierna jämfördes utifrån simuleringar och beräkningar var att Luvata-batteriet kan tillgodogöra sig mer värme jämfört med Retermia-batteriet i de flesta parametervariationerna eftersom dess temperaturverkningsgrad ligger något högre, cirka 81 %jämfört med 79 %.

    COP-värden för Kylma-värmepumpen beräknades till mellan 3,9 och 4,1 och för IVT-värmepumpen mellan 2,6 och 2,8. Vid beräkning av totalvärmefaktor för anläggningen blev fall 1 och 2 de bästa alternativen med en totalvärmefaktor på cirka 3,8 medan fall 3 gav en totalvärmefaktor på cirka 2,5.

    Vid beräkning av vilket alternativ som är mest lönsamt gav fall 2 den lägsta årliga kostnaden per producerad värmeenergi på cirka 390 kr/MWh jämfört med fallet där en fjärvärmeväxlare installeras på 640 kr/MWh.

    Utifrån de beräkningar som gjorts för både totalvärmefaktor och ekonomi kan slutsatsen dras att fall 2, när Retermia-batteri är kopplat till en Kylma-värmepump, är det bästa alternativet.

    Fulltekst (pdf)
    fulltext
1234567 1 - 50 of 580
RefereraExporteraLink til resultatlisten
Permanent link
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annet format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annet språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf