Umeå universitets logga

umu.sePublikationer
Ändra sökning
Avgränsa sökresultatet
1234567 1 - 50 av 549
RefereraExporteraLänk till träfflistan
Permanent länk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Träffar per sida
  • 5
  • 10
  • 20
  • 50
  • 100
  • 250
Sortering
  • Standard (Relevans)
  • Författare A-Ö
  • Författare Ö-A
  • Titel A-Ö
  • Titel Ö-A
  • Publikationstyp A-Ö
  • Publikationstyp Ö-A
  • Äldst först
  • Nyast först
  • Skapad (Äldst först)
  • Skapad (Nyast först)
  • Senast uppdaterad (Äldst först)
  • Senast uppdaterad (Nyast först)
  • Disputationsdatum (tidigaste först)
  • Disputationsdatum (senaste först)
  • Standard (Relevans)
  • Författare A-Ö
  • Författare Ö-A
  • Titel A-Ö
  • Titel Ö-A
  • Publikationstyp A-Ö
  • Publikationstyp Ö-A
  • Äldst först
  • Nyast först
  • Skapad (Äldst först)
  • Skapad (Nyast först)
  • Senast uppdaterad (Äldst först)
  • Senast uppdaterad (Nyast först)
  • Disputationsdatum (tidigaste först)
  • Disputationsdatum (senaste först)
Markera
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 tapputrustning2011Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (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.2022Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    För att Sverige ska nå miljömålen till 2045 så måste kommunerna sänka på utsläppen fråntransportsektorn. I Örnsköldsviks kommun mäts luftkvalitén inne i staden kontinuerligtmed dåliga värden som resultat och bussarna är de som släpper ut störst andel koldioxidekvivalenta gaser. Nu planeras en ersättning av de nuvarande bussarna med elbussar föratt komma en bit på vägen mot nollutsläpp.När elbussar planeras att börja användas i stadstrafiken så måste man planera vilken sortselbussar som man vill använda. I Örnsköldsvik är de mest relevanta alternativen idagantingen depåladdade eller tilläggsladdade bussar.Vilken av busstyperna som kommunen väljer att implementera kommer påverka dom liteolika. Väljer dom depåladdade bussar kommer fordonen bli dyrare men det kommer intebehövas läggas till lika mycket infrastruktur och omloppsplaneringen kommer inte bli likapåverkad som i det andra fallet. Förutom att vissa av linjerna är för långa för att köra heladagen så någon gång måste bussen köras tom till depån för att bytas mot en laddad buss.Väljs tilläggsladdning så kommer infrastrukturen bli dyrare (fast infrastruktur har en lågtotal kostnad jämfört med fordonens kostnad då dessa har längre avskrivningstid) ochomloppsplaneringen kommer behöva ändras för att bussarna ska få tid för att ladda någraminuter vid ändhållplatserna.Med nuvarande elbussteknologi skulle elbussar kunna fungera i Örnsköldsviks tätort. Deflesta linjer klarar sig med endast depåladdning, några linjer kan behöva tilläggsladdning.Det har givits rekommendationer för en ny depås placering, storlek och eleffekten sombehövs levereras dit. Dessutom rekommenderas ett pilotprojekt med 6 elbussar istället föratt ”slå på stort” för att skaffa mer erfarenhet innan full implementering.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 3.
    Adam, Nyström
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energideklarationsanalys: En inblick i energiläget i Umeå kommun2021Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 4.
    Agrell, Daniel
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Optimerad design och tillverkningsmetod av koncentrerande solfångare2015Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 300 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Publikationen är tillgänglig i fulltext från 2025-09-01 20:46
  • 5.
    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 utrustning2014Självständigt arbete på grundnivå (högskoleexamen), 180 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    Metsä Board Husum har idag ett flertal olika modeller av massapumpar vid blekeri 4 och 5. Dessa är av deplacerande typ (HC-pump, Sunds Defibrator PTD-60) samt centrifugalmodell (MC-pump, MCA 42-200, MCP 30/20), centrifugalmodellen regleras med strypventiler vilket innebär en extra förlust, speciellt märkbar är denna då produktionen tas ned. Vid blekeriet finns även kemikaliemixrar för att mixa in ClO2 innan pappersmassan pumpas till ett uppehållstorn där blekprocessen sker.

    Anläggningens nuläge genomgick en mindre kartläggning där specifikationer och mätdata samlades in för att ge en bakgrund till det energibehov som finns idag. Tillgänglighet för reservdelar har varit av intresse för de äldre HC-pumparna.

    Tillsammans med Sulzer har uppfordringshöjd beräknats för positioner utrustade med PTD -60 då uppgifter för denna saknades. Sulzer och Valmet har offererat ny utrustning för dessa positioner som jämförs mot uppmätta värden för att beräkna återbetalningstid. Inkomna offerter förutsätter frekvensomriktare och baseras på en önskad produktionsökning till 50 ADMt/h för blekeri 4 och 60 ADMt/h för blekeri 5. Detta är en ökning på 10 ADMt/h och blekeri. Erforderlig effekt för drifter i inkomna offerter och uppmätt effekt är ej angiven vid samma driftpunkt. De offererade pumparnas driftpunkt har därför räknats om för att motsvara driftpunkt vid tillfället för insamling av data. Detta för att enkelt kunna jämföra offerter mot nuläge.

    På blekeri 4 återfinns en MC-pump av modell MCA 42-200 med posnummer 441PU255. Vid denna position gjordes en djupare undersökning då nivåregleringen ej fungerar som tänkt. Nivåhållning sker via reglerventil och varvtalsreglering med frekvensomriktare. För att kunna köra driften har frekvensomriktaren manuellt ställts i ett fast varvtal och reglerventilen lagts i automatik. Ventilen styr därmed nivå i fallröret och har vid normal drift en öppningsgrad på 40-50 %. Vid genomgången upptäcktes att parametrar i styrsystem gällande de varvtal motorn skall arbeta vid inte korrigerats efter en ombyggnation. Detta har medfört att nivån inte gått att reglera i automatik utan att systemet börjat självsvänga. För att undersöka skillnad mellan varvtalsstyrning och strypreglering gjordes ett försök där varvtalet sänktes från 1520 rpm till 1100 rpm vilket resulterade i en effektminskning på 82 kW eller 342 081 kr per år jämfört med strypreglering; detta var vid en produktion av 36 ADMt/h. Försöket gjordes med något lägre produktion än önskvärt; på grund av detta kommer besparingen minska något vid högre produktion.

    Samtliga positioner uppvisar minskat energibehov med ny utrustning. Dock gör hög investeringskostnad och krav på kort återbetalningstid att endast några få positioner är lämpliga kandidater för ombyggnad i dagsläget. För MC-pumparna kan däremot majoriteten av besparingen uppnås genom att bygga om dagens strypreglering till varvtalsreglering. Detta sker till en betydligt lägre kostnad än vid uppgradering av pump.

    Arbetet visar att det finns stor potential att minska energikonsumtion vid blekning av pappersmassa, detta gäller speciellt för de befintliga MC-pumparna som är kraftigt överdimensionerade och regleras med strypventil. De gamla kemikaliemixrarna använder stora mängder energi för att mixa in ClO2, nya mixrar använder mindre än hälften av energin och ger överskådliga återbetalningstider.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Analys av massapumps- och mixerarbete vid Metsä Board Sverige AB, Husums Fabriker
  • 6.
    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 collectors2018Ingår i: Energy Conversion and Management, ISSN 0196-8904, E-ISSN 1879-2227, Vol. 174, s. 295-308Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    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.

  • 7.
    Ahlsvik, Gustav
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Analys av solcellsinstallation på en betongelementfabrik i norra Jämtland2020Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Ladda ner fulltext (pdf)
    Analys av solcellsinstallation på en betongelementfabrik i norra Jämtland
  • 8.
    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 Sweden2024Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Exploring the possibilities of Positive Energy Districts in a high latitude region - A case study from northern Sweden
  • 9.
    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 Plants2016Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Solar Heat in Industrial Processes
  • 10.
    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 reactor2021Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 300 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    Roterande bäddreaktorer används inom hela processindustrin. De används bådeinom den kemiska industrin och andra industriella sektor såsom, läkemedel och textilindustrin vid avfärgning på grund av biprodukter eller föroreningar. SpinChemAB tillverkar roterande bed reaktorer (RBR) för att utföra kemiska reaktioner mellan vätska och fasta material. Det fasta materialet består av sfäriska partiklar på0,1 mm - 1 mm i diameter som packas mellan två cylindrar i RBRn.

    Målet med detta projektarbete var att bestämma effekt nummer, effekt som krävsvid det effekt nummer, kravet på vridmoment från motorn samt den axiella kraftensom den roterande bäddreaktorn upplever när ett fullt utvecklat turbulent flöde uppnåtts. Syftet med arbetet var optimera teknologin ur energianvändningssynpunkt, göra den enkel och lättillgänglig för kemiska och industriella processer som ett bidragför hållbar samhällsutveckling. För att kunna uppnå syftet och målet med projekten användes, avancerade beräkningsmetoder i födes mekanik (CFD) i kombinationmed experimentella modeller. Beräkningar gjordes i COMSOL Multiphysics för tvåturbulenta modeller. I de användes roterande maskineriet med en medföljande mesh (moving mesh) för både standard k-ε modellen och SST k-ω modellen. Resultatet jämfördes sedan med de empiriska modellerna.

    Undersökningarna gjordes för två modeller av RBR. Ena modellen heter RBR S2med relativt små tillstorlek och RBR S14 som är mycket större version. För RBR S2visar den experimentella resultaten ett effekt nummer på 3,4, vridmoment på 0,03Nm, effekt förbrukning på 3 W och en axiellkraft ("thrust force") på 0,11 N. Simuleringsresultatet visar ett effekt nummer på 1,2, vridmoment på 0,013 Nm, effektförbrukning på 2 W och en axiellkraft på 0,8 N. För RBR S14 visade det experimentella resultatet ett effekt nummer på 0,53, vridmoment på 0,41 Nm, effektförbrukning på 6 W och en axiellkraft ("thrust force") på 4,16 N. Simuleringsresultatetvisade att effekt nummer var 0,34, vridmoment på 0,40 Nm, effektförbrukning på4,14 W och en axiellkraft på 3,61 N.

    Med hjälp av de framräknade effektnummer kan effekten som behövs rotera RBRnbestämmas. Effektnummer bestäms när ett fullt utvecklat turbulent flöde uppnåtts. För RBRS2 uppnås ett fullt utvecklat turbulent flöde vid Re = 2,8·04 och vinkelhastigheten är 830 RPM vid det Reynolds nummer. Effekten som krävs för att drivaRBRn vid det läge är ca 4 W för RBRS2. För RBRS14 uppnås ett fullt utvecklatturbulent flöde vid Re = 1,5·105 och då har vi en hastighet på 83 RPM. Vid denhastighet visas effekten vara ca 20 W.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 11.
    Allard, Ingrid
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Nära-nollenergibyggnader2011Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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!

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 12.
    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 methods2018Ingår i: Building Simulation, ISSN 1996-3599, E-ISSN 1996-8744, Vol. 11, nr 4, s. 725-737Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    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.

  • 13.
    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 (Övrig (populärvetenskap, debatt, mm))
    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 14.
    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 simulations2022Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    Byggnadssektorn står för nästan en tredjedel av den globala energianvändningen och har därför stor potential till energibesparing. Eftersom en stor del av energimixen består av olja, kol och naturgas är det viktigt att sträva mot att introducera mer hållbara energikällor. För ett energisystem är det vanligt att använda sig av mer än en energikälla för att öka effektiviteten. Med ökad effektivitet i kombination med förnyelsebara energikällor kan den totala energikonsumtionen, samt utsläppen, minska.

     

    Målet var att designa ett energisystem med fler än en energikälla och låga utsläpp för ett höghus i Tyskland. För att göra det konstruerades en förenklad design, också kallad option 1, som användes som en referensdesign samt två andra designer, kallade design 1 och design 2, med olika energikällor. Designförslagen togs fram i samarbete med Transsolar. Design 1 använder sig av en kompressionskylmaskin och har tre olika varianter, option 2, 3 och 4, som gjordes för att utvärdera för- och nackdelar med en stor kallvattentank för energilagring och för att bestämma storleken på kompressionskylmaskinen. Design 2, option 5, använder sig av en absorptionskylmaskin och skapades för att undersöka möjligheten att använda sig av fjärrvärme. Simuleringar gjordes för design 1 och 2 med hjälp av simuleringsverktyget TRNSYS där resultatet presenterades i grafer. Värdena tagna från simuleringarna användes till att beräkna utsläpp, investeringskostnad och nuvärdet för den totala kostnaden över 40 år. Nuvärdet beräknades utan att ta emissionskostnader i åtanke, med en lägre emissionskostnad samt med högre emissionskostnad. Resultatet utvärderades och jämfördes för att kunna framföra ett förslag om vilket av alternativet som passar byggnaden bäst.

     

    Resultatet från design 1, som har en naturgaspanna för att försörja toppvärmebehovet och en kompressionskylare för kylbehovet, visar att kompressionskylaren uppnår en högre kapacitet jdän den installerade kapacitet under sommaren och lägre kapacitet under vintern. För varianten med en större kallvattentank kunde kylarmaskinens kapacitet bestämmas till 175 kW medan den behövde en kapacitet på 410 kW för varianten med en liten kallvattentank. Vid jämförelse av de två varianterna visas att kostnaderna minskades för alternativet med kallvattentanken eftersom den krävde en lägre kapacitet för kompressionskylaren. Däremot visades det att utsläppen minskar vid användning av en större kylmaskin eftersom det minskar värmebehovet från gaspannan eftersom kylaren kyler och värmer parallellt när den är i drift. Den tredje varianten som både använder en stor kallvattentank samt en överdimensionerad kylare på 340 kW skapades för att minska gasanvändningen. Alternativet med en kylare på 175 kW behövde att 15% av värmebehovet kom från gaspannan, medan kylaren på 340 kW behövde att 3% av värmebehovet kom från gaspannan. Reduceringen av gasanvändningen sänkte utsläppen från 52 ton CO2-ekv./år till 41 ton CO2-ekv./år, med en jämförbar kostnad över tid med ingen eller låg emissionskostnad och lägre kostnad över tid med hög emissionskostnad. Alternativet med en stor kallvattentank och överdimensionerad kompressionskylare är därför det mest passande alternativet av design 1 eftersom den har lägst utsläpp medan den är ekonomiskt försvarbar.

     

    Design 2 har en av de lägsta investeringskostnaderna och har lägst utsläpp som är 61% lägre än referensdesignen och 19% lägre än design 1. Med högre emissionskostnader är design 2 billigast, annars har den jämförbara kostnader. Därmed föreslås att byggnaden ska använda design 2.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Energy supply system for a high-rise building in Germany
  • 15.
    Andersson, Björn
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energiinventering av Universumhusets elanvändning2017Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 16.
    Andersson, Cristian
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Förundersökning: Uppförande av vindkraftverk på Åsberget, Hudiksvalls kommun2011Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 17.
    Andersson, Joakim
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energibesparande åtgärder i en fastighet med skilda verksamheter.2014Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 18.
    Andersson, Josefin
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Utredning av värmesystem i Boliden AB:s anläggning vid Tara-gruvan2013Självständigt arbete på grundnivå (högskoleexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Utredning av värmesystem i Boliden AB:s anläggning vid Tara-gruvan
  • 19.
    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 offices2015Självständigt arbete på grundnivå (kandidatexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    I det här projektet har ett hus bestående av två identiska kontor byggts upp. Programmet IDA ICE har använts till att få byggnaden att reflektera tillbaka till 70-80 talet. Som uppvärmning av de två kontoren används vattenburna panelradiatorer som är konstruerade för att klara vinterförhållandet i det valda klimatet. Byggnaden har även ett ventilationssystem som håller en konstant temperatur på tilluften i rummen. Värmesystemet består av en varm tank som förser både panelradiatorerna och ventilationssystemet med värme. En kall tank är konstruerad för att kunna kyla ventilationssystemet under sommaren. Olika lokala styrenheter till panelradiatorerna testas under projektets gång för att undersöka förhållandet mellan innetemperaturen i rummen och massflödet genom systemet. P-regulatorn reglerar massflödet till panelradiatorerna proportionerligt med avseende på hur mycket innetemperaturen stigit eller sjunkit från den önskade temperaturen. Den visar en ganska stabil innetemperatur men massflödet blir ostabilt. När termostaten används som lokal styrenhet åt panelradiatorerna oscillerar både temperaturen och massflödet mycket. En P-regulator med P-band visar stor potential, men med ett högre P-band visar det sig att både temperaturen och massflödet blir mer ostabilt. PI-regulatorn håller den jämnaste temperaturen, men med ett ostabilt massflöde. Den årliga elkonsumtionen för pumparna i byggnaden analyseras, det visar sig att stora mängder energi kan sparas bara man väljer rätt styrenhet. Den första styrenheten som testades är en termostat som mäter ute temperaturen, det resulterade i en nästan dubbelt så hög elkonsumtion jämfört med den andra styrenheten. Den andra styrenheten som testades är en P-regulator med P-band. Den här regulatorn mäter innetemperaturen och det visade sig vara en bra strategi för den här typens styrning.

    Ladda ner (pdf)
    spikblad
  • 20.
    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 modification2019Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 21.
    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 fjärrvärme2020Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 22.
    Andersson, Pierre
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energieffektivisering genom dynamisk uppvärmning av en byggnad.2017Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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. 

  • 23.
    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 AB2017Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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. 

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 24.
    Andersson, Ronny
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Rosterkylning för biopanna-Ålidhems värmeverk2016Självständigt arbete på grundnivå (högskoleexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 25.
    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 ICE2016Självständigt arbete på grundnivå (högskoleexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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. 

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Energisparåtgärder i samband med påbyggnad av nya bostäder
  • 26.
    Andersson, Sara
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Våningspåbyggnad av miljonprogrammets flerbostadshus: Simulering av energiprestanda i IDA ICE2016Studentarbete övrigt, 5 poäng / 7,5 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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. 

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Våningspåbyggnad av miljonprogrammets flerbostadshus
  • 27.
    Andersson, Staffan
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Utvärdering av energieffektiva armaturer2015Rapport (Övrigt vetenskapligt)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 28.
    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 Västernorrland2013Självständigt arbete på grundnivå (högskoleexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
  • 29.
    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, Umeå2019Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    I framtiden eftersträvas nya drivmedel för att minimera klimatavtrycket på jorden. Med detta har eldrivna fordon blivit en växande trend där det syns en årlig ökning av personbilstyperna hybrid- samt elbilar, även elektrifierade bussar har blivit fler. De nya elfordonen kommer belasta elnätet då laddning krävs, ibland på dygnets allt känsligare timmar där övrigt effektbehovet är större. Syftet med detta examensarbete var att få en djupare förståelse i hur svenskt elnät är uppbyggt samt även besvara frågorna om området Tomtebo kommer klara av en elektrifiering av personbilar, och därtill, även hur effektprognosen för detta kommer se ut. För beräkningarna nyttjas en excelmodell framtagen av Sweco där en utvärdering om denna modell går applicera på mindre områden och om eventuella förbättringar kan göras. Elbilarnas belastning på elnätet ställs upp utifrån tre tilltänkta scenarion kopplade från en rapport av Sweco och med hjälp av excelmodellen beräknas effektbehovet eller belastningen fram. Excelmodellen behandlar dessa tre scenarion med olika trafikarbeten på el, där scenario ett motsvarar dagens elektrifieringsgrad på trafikarbetet, scenario två motsvarar dubbel elektrifieringsgrad på trafikarbetet och i scenario tre, en full elektrifiering samt också en ny trafikhierarki där man med hjälp av rapporten från Sweco menar att det kommer användas mer kollektivtrafik som resulterar i mindre effektbehov för trafiken. Det kommer i alla tre scenarion antas att elbilen laddas på natten av typen långsamladdning vilket då ger en laddningseffekt på 2.3 kW, detta motsvarar då laddning direkt från eluttaget. Tomtebo är ett bostadsområde som byggs ut och förväntas växa kommande år dessutom så är befolkningen där mest yngre familjer, med detta ges sannolikheten att chansen till en fossilfri personbil ökar. För att uppskatta andelen elbilar för området har SCB samt Regionfakta används och de gav att i Umeå finns totalt 1 400 elbilar och 95 av dessa uppskattades finnas på Tomtebo. Utifrån den mängden elbilar uppskattades mängden plugin hybrider, PHEV, samt rena elbilar, BEV, vilket gav en fördelning 75/25 procent. Med känt antal bilar krävdes en uppskattning av resväg vilket kunde uppskattas till två mil. I excelmodellen applicerades värden in för scenario ett vilket gav effektbehov för de 95 bilarna en total effekt på 18 kW per timme. Med ett nät som belastas med totala effekter upp mot 3.7 MW per timme så är bilarnas effektbehov en minimal belastning och ett likvärdigt resultat kom av både scenario två och tre. Med dessa tre resultat kom slutsatsen att med den mängd bilar som finns där idag kommer ingen större belastning ske på elnätet och därmed krävdes en större mängd bilar. Umeå har som kommunmål att 2050 uppnå 200 000 invånare vilket då skulle ge Tomtebo 12 000 invånare och detta skulle resultera i att det finns uppskattningsvis 6 100 bilar där. Av dessa med dagens fördelning skulle det då finnas 200 elbilar men då detta scenario är så långt fram i framtiden antogs att alla fordon år 2050 skulle vara en elbil vilket då leder till att det är fullt elektrifierat på Tomtebo. De 6 100 elbilarnas effekt gav 6 MW totalt effektbehov för dagens elnät vilket i framtiden mest troligt gör att det inte skulle klara av det. För att då finna brytpunkten för hur många elbilar som nätet klarar av antogs att Tomtebos alla bilar idag, motsvarande 3 780 stycken, skulle vara elbilar och genom att förflytta långsamladdningsschemat till tidigt morgon kunde ett resultat som tyder på att elnätet bör klara av ungefär så många bilar.

    ii Det som är viktigt att förstå är att elnätet inte har ett maximalt tak för belastning utan det hela handlar om jämvikt där man eftersträvar en jämn effektbalans på dygnets alla timmar. Behövs mer effekt hos konsument så överför elbolagen det men underdimensionerad infrastruktur kan sätta stopp för detta. På frågan om Tomtebos elnät klarar av belastningen så är svaret att en full elektrifiering av Tomtebo är fullt möjlig men att framtida investeringar är något som bör ses över. Angående excelmodellen kan man se att med de parametrar och antaganden som gjorts så ges ett resultat som speglar verkligheten. Det svåra med att använda modellen enligt min åsikt är uppskattandet av bilantal där det i en stad som Umeå inte existerar kameror eller kontroller kring vilken biltyp som rör sig var, vilket det gör på andra platser, exempelvis Göteborg och Stockholm. Vidare finns tankar kring utformning av modellen samt även fundering kring urladdningsdjup men detta tas inte upp här utan går att läsa under det relevanta avsnittet. Det som styr hur snabbt en omväxling från fossildrivna- till ickefossila fordon sker är till resultat av styrmedel där subventioner och beskattning kommer i fokus, sen självklart lagar och regler. Det som gör att det är så svårt att uppskatta hur framtiden kommer att se ut i teorin är att morgondagen kan ha en ny lag där endast ickefossila fordon skall existera.

  • 30.
    Andreas, Domeij
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energieffektivisering av en gammal kulturmärkt prästgård2014Självständigt arbete på grundnivå (högskoleexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    Att minska och förbättra energianvändningen är något som är aktuellt i dagsläget, för både plånbok och för miljön. Energimål har satts upp för att göra energianvändningen bättre och effektivare. Detta gör att nybyggnationer uppförs så energieffektiva som möjligt men det gäller även att se över det befintliga byggnadsbeståndet. Denna rapport riktar sig mot en gammal kulturmärkt prästgård från 1700-talet som, med sin höga energianvändning, ska analyseras och energieffektiviseras i energiberäkningsprogrammet VIP Energy.

    Informationen om prästgården är begränsad. Många antaganden gällande byggnadens konstruktion och brukarbeteende har tillämpats då dokumentation saknats och byggnaden i dagsläget står tom. En ombyggnation är aktuell då Svenska kyrkan har för avsikt att bedriva verksamhet där i framtiden. En modell skapades i VIP med mål att efterlikna prästgården då det fortfarande bedrevs verksamhet i byggnaden. I modellen har sedan olika åtgärder simulerats som varit tilläggsisolering, renovering av fönster samt installation av från- och tilluft med värmeväxlare (FTX). Kulturmärkningen har gjort att åtgärder som påverkar fasaden, som utvändig isolering eller fönsterbyte, har bortsetts ifrån. Resultatet från modellen visade att med samtliga åtgärder går det att minska prästgårdens specifika energianvändning från 252 kWh/m

    2 till 111 kWh/m2. Därmed uppfyller byggnaden boverkets byggregler (BBR) för specifik energianvändning, något som är långt ifrån i dagsläget. Vissa faktorer har medvetet bortsetts ifrån i mån av tid som exempelvis fukt. Samma sak gäller den ekonomiska biten, förutom ventilationen där en livskostnadskalkyl mellan en roterande värmeväxlare och en plattströmsvärmeväxlare jämförts för att ersätta det befintliga frånluftssystemet. Anledningen till detta är att ventilationen är den mest genomförbara åtgärden för anpassning till framtida bruk. Livskostnadscykeln (LCC) visade en vinst till den roterande värmeväxlarens favör med en prisskillnad på ungefär 70 000 SEK efter kalkylperioden gentemot nollalternativet, utan installationskostnader eller reparationer.

  • 31.
    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-analyser2017Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

  • 32.
    Anette, Nyström
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Undersökning av smarta energilösningar för en planerad livsmedelsbutik2015Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Undersökning av smarta energilösningar för en planerad livsmedelsbutik
  • 33.
    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 Densities2021Ingår i: Biomacromolecules, ISSN 1525-7797, E-ISSN 1526-4602, Vol. 22, nr 9, s. 3800-3809Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 34.
    Apelqvist, Bo-Isak
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Energikartläggning av LKAB:s underjordsgruva i Malmberget2013Självständigt arbete på grundnivå (högskoleexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

  • 35.
    Arnqvist, Kristoffer
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Analys av jordning för kraftproducerande anläggningar2012Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 36.
    Arén, Axel
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    The effect of resident related input data on the specific energy use2016Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 37.
    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 Climate2018Konferensbidrag (Refereegranskat)
    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.

  • 38.
    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 data2020Ingår i: Building and Environment, ISSN 0360-1323, E-ISSN 1873-684X, Vol. 186, artikel-id 107355Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 39.
    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) (Övrigt vetenskapligt)
  • 40.
    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 Offices2021Ingår i: Energies, E-ISSN 1996-1073, Vol. 14, nr 19, artikel-id 6296Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 41. 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?2020Ingår i: Energy & Fuels, ISSN 0887-0624, E-ISSN 1520-5029, Vol. 34, nr 12, s. 16294-16301Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 42.
    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 reactors2019Ingår i: International journal of thermal sciences, ISSN 1290-0729, E-ISSN 1778-4166, Vol. 137, s. 242-252Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    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.

  • 43.
    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 Step2019Ingår i: Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Mechanical Engineering, ISSN 2228-6187, Vol. 43, s. 117-140Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    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.

  • 44.
    Bassem, Mohammad
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Förbränning av träpellets och pelleterad halm i en 40 kW rosterreaktor2012Självständigt arbete på grundnivå (högskoleexamen), 180 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Slutrapport 20140519
  • 45.
    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 detection2020Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 46.
    Berggren, Daniel
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Återladdning av bergvärmesystem och dess långsiktiga effekter: En metodik och beräkningsmodell2023Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 47.
    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 betongstationer2011Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 48.
    Berglund, Beatrice
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Analys av dimensionerande temperaturer från värmeåtervinningsbatteri till frånluftsvärmepump2012Självständigt arbete på avancerad nivå (yrkesexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    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.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 49.
    Bergman, Jonathan
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Technical Solutions in Dimensioning an Industrial Torrefaction Facility2017Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 300 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Ladda ner fulltext (pdf)
    Technical Solutions in Dimensioning an Industrial Torrefaction Facility
  • 50.
    Bergmark, André
    Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik.
    Verifiering av värmeeffektbehov och energianvändning i ombyggd skola: En del i arbetet för certifieringen Miljöbyggnad 3.0 av Maja Beskowskolan2022Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    För att Sverige ska nå regeringens miljömål för ”God bebyggd miljö” måste både tjänste- och bostadssektorn minska sin totala slutliga energianvändning. Genom att certifiera befintliga och nya byggnader mot Miljöbyggnad ser man till att dem håller en hög standard sett till energieffektivitet och hållbarhet. Detta är viktigt eftersom vi, med en ökande befolkning får ett ökat behov utav fastigheter inom alla sektorer, inte minst skola.

    Maja Beskowskolan undergick under åren 2017 till 2019 en helrenovering där två skolformer, högstadium och gymnasium slogs ihop och fokus lades på klimatneutral ombyggnation och moderna utrymmen och inomhusmiljö för skolans 1600 elever. Skolan certifierades mot Miljöbyggnad 3.0 nivå silver, vilket bygger på krav ur Boverkets byggregler för nybyggnation (BBR-24).

    Syftet med detta arbete var att undersöka huruvida verklig drift-data överensstämmer med projekterade siffror för att verifiera energianvändning och värmeeffektbehovet i det sökta miljöcertifikatet och vid eventuella avvikelser, lokalisera och komma med åtgärdsförslag. Nödvändiga mätdata hämtades från skolans DUC, Umeå energi, och TFE väderstation för hela året 2021.

    Skolan visade sig klara den sökta certifieringsnivån Silver med god marginal gällande både värmeeffektbehovet och energianvändningen. Den verkliga energianvändningen beräknades vara drygt 55 procent lägre än den projekterade med 43,52   och värmeeffektbehovet dryga 16 procent lägre än gränsvärdet för det sökta betyget med 26,1  Diskussion förs kring tillförlitligheten av resultatet och faktorer som kan ha haft inverkan på det.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
1234567 1 - 50 av 549
RefereraExporteraLänk till träfflistan
Permanent länk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf