Show simple item record

dc.contributor.advisorNovakovic, Vojislav
dc.contributor.advisorFoss, Alexander
dc.contributor.authorMadland, Kristoffer Hundsnes
dc.date.accessioned2017-09-15T14:00:52Z
dc.date.available2017-09-15T14:00:52Z
dc.date.created2017-06-10
dc.date.issued2017
dc.identifierntnudaim:17616
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/2454917
dc.description.abstractEffektiv Energi utvikler for tiden programvaren EE+ ''X'', med sikte på å lage et IKT-verktøy for enklere drift og vedlikehold av vannbårne oppvarmingsanlegg, og dermed oppnå mer energieffektive og velfungerende oppvarmingsanlegg. I samarbeid med EE+ ''X'' skal BIM (Bygningsinformasjonsmodellering) brukes for å dokumentere vannbårne oppvarmingssystemer slik de er installert. I forbindelse med utviklingen av denne applikasjonen, tar denne oppgaven for seg tre temaer knyttet til vannbårne oppvarmingssystemer: -Innregulering av vannmengder i eksisterende oppvarmingsanlegg -Optimal integrering av varmepumpe i eldre oppvarmingsanlegg -Adaptiv regulering av abonnentsentral for en høyest mulig kjøling av fjernvarmevann Inngregulering av vannmengder i et oppvarmingsanlegg sørger for at vannstrømmen i hver enkelt del av bygget er som ønsket, og i balanse. Det er derfor essensielt å ha et balansert oppvarmingsanlegg, ettersom det sikrer muligheten for å levere ønskede mengder varme i hver enkelt del av bygget. Ubalanse i et oppvarmingsanlegg kan føre til utilstrekkelig varmeleveranse i deler av bygget, og i ytterste konsekvens helt uoppvarmede rom. Det er i denne oppgaven blitt sett på to hovedprinsipper for innregulering av vannbårne oppvarmingsanlegg. Det første baserer seg på forhåndsberegning, og det andre benytter målinger utført i anlegget. Forinnstillingsmetoden, som benytter forhåndsberegning, er den mest diskuterte metoden i denne oppgaven. Denne måten å innregulere oppvarmingsanlegg på er ofte forbundet med feil, ettersom anleggene ikke alltid vil installeres, eller fungere, som planlagt. Effektiv Energi planlegger å dokumentere anleggene slik de er installert, noe som kan øke metodens pålitelighet. Det er funnet at det kreves trykktapsdata og karakteristikker for alle rør og komponenter i hele oppvarmingsanlegget, for å kunne utføre de nødvendige trykktapsberegningene. Videre ble det utført et casestudie på Haugerud Borettslag, som er en av Effektiv Energis kunder. Her ble det modellert to etasjer i en blokk i borettslaget, og beregnet strupebehov i alle radiatorkurser. Ved å implementere de beregnede strupeventilene i modellen, og deretter gjøre endringer på anleggets karakteristikker, ble det funnet hvor store utslag ulike feil i modellen vil gi. Resultatene for denne modellen fikk mest avvik i tilfellene hvor det var flere feil i modellen i kombinasjon, samt i tilfeller hvor det fantes relativt store ukjente trykktap i rørene. Feil i lengder viste seg ikke særlig utslagsgivende når feilene var små, men ble mer synlige når det var snakk om flere meter feil. Rørene i modellen var relativt glatte, og en økning i lengde ville derfor ikke tilsvare like store trykktap, som de hadde gjort dersom rørene hadde høyere grad av ruhet. Det viste seg at dersom alle rørene hadde høyere grad av ruhet, ville en feil i rørlengder ha en litt større betydning. Det ble også undersøkt isolert hvor stor påvirkning feil ruhetsverdier for rørene ville ha. Her kom det fram at økende feil i ruhetsgrad ville gi økende skeivhet i oppvarmingsanleggets balanse. Målemetodene krever langt mindre informasjon om anlegget, ettersom det viktigste er å dele inn anlegget i moduler. Denne prosessen kan muligens automatiseres, ved hjelp av en eksisterende BIM-modell av anlegget. Dersom dette er mulig vil EE+ ''X'' kunne gjøre forarbeidet til metoden, og deretter instruere brukeren gjennom hele balanseringsprosessen. Disse metodene krever også at brukeren kan gi inndata til EE+ ''X'', slik at den basert på målte data kan bestemme neste steg i innreguleringsprosessen. Begge målemetodene fører til en god innregulering av anlegget, men har litt forskjellige fordeler og ulemper, avhengig av om det er en eller flere personer som skal utføre innreguleringen. Ved integrering av varmepumper i eldre anlegg, er det flere viktige faktorer som påvirker hvor energieffektiv varmepumpen vil bli, i tillegg til lønnsomheten av investeringen. Av disse bør det nevnes dimensjonering av varmepumpe, temperaturforhold i anlegget, arbeidsmedium, varmekilde, samt anleggets evne til å avgi varme. Det ble funnet at godt forarbeid bør gjøres, for å finne data om det aktuelle anleggets karakteristikker. Varmepumpens effektfaktor er avhengig av hvor høyt temperaturløft den må levere. Dette medfører at et anlegg som er i stand til å levere varme ved lavere turtemperaturer i systemet, vil være gunstig for en varmepumpe. Det er i denne oppgaven diskutert ulike metoder for hvordan dette kan undersøkes, hvor en av de enkleste måtene virker å være testkjøring av anlegget ved lavere temperaturer, og logge temperaturforhold og varmeleveranse. En annen framgangsmåte vil være å bruke radiatorkarakteristikker til å regne ut levert varme som funksjon av turtemperatur og massestrøm. Det er vist at opphopninger av slam i radiatorer kan påvirke oppvarminganleggets evne til å levere varme. Det er derfor lurt å undersøke hvorvidt det er forekomster av dette, og i hvilken grad det påvirker varmeleveransen. Ved betydelige forkomster av slam, bør anlegget renses, for å forbedre varmeleveransen. Dimensjoneringen av varmepumpen har stor påvirkning på hvor god investeringen er. Det er derfor konkludert med at undersøkelser bør gjøres for å kartlegge byggets energibehov til oppvarming, og dets effekt-varighetskurve. Flere mulige metoder for dette er funnet, hvor blant annet dynamiske simuleringer, statistiske modeller og historiske energidata fra bygget kan benyttes. Videre bør det gjøres utredninger på hvilke varmekilder som er tilgjengelige på stedet, og deres fordeler og ulemper. Vesentlige faktorer her er varmekildens temperatur over året, samt tilknytningskostnadene. Adaptiv regulering av abonnentsentraler i fjernvarmesystemer har vist seg å kunne øke kjølingen av fjernvarmevannet. Dette vil være gunstig for fjernvarmeleverandører, ettersom en økt $\Delta T$ i systemet vil føre til mer økonomisk drift, med blant annet lavere varmetap og høyere effektivitet i varmeproduksjonsenhetene. Metoden baserer seg på finne optimal turtemperatur og massestrøm i radiatorkretsen, slik at returtemperaturen i fjernvarmekretsen minimeres. Dette gjøres ved bruk av en algoritme, som gjør seg kjent med radiatorkretsens karakteristikker, og gradvis oppdaterer anleggets fyringskurve. Denne oppdateringen er antatt å ta noen måneder, ettersom den må optimisere for ulike utetemperaturer og temperaturforhold. Utifra litteraturen virker ikke implementeringen av adaptiv regulering særlig omfangsrik, hvor det i hovedsak bare kreves en pumpe med turtallsstyring, samt muligheten til å styre turtemperaturen i anlegget, samt muligheten til å overvåke dette digitalt. Instrukser for monteringer av nødvendige sensorer med mer, bør kunne implenteres i EE+ ''X''. Den adaptive reguleringen kan også tenkes utført av dette IKT-verktøyet, dersom de riktige algoritmene implementeres.
dc.languagenob
dc.publisherNTNU
dc.subjectEnergi og miljø, Energiforsyning og klimatisering av bygninger
dc.titleReduksjon av energibruk i bygninger ved bruk av et intelligent IKT-verktøy
dc.typeMaster thesis


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record