Effektreduksjon med vannbåren gulvvarme ved aktiv bruk av bygningens termiske masse
Bachelor thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/2613417Utgivelsesdato
2019Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Det norske strømnettet blir presset av et økende effektuttak. Hvis den maksimale samtidigeeffektbruken i ikke reduseres, må strømnettet utbygges. Dette er et prosjekt som vil kosteopp mot 140 milliarder kroner og det er derfor viktig å finne løsninger for å redusere detmaksimale effektuttaket. Denne oppgaven inneholder tre deler. Den første delen handlerom et litteraturstudie som fokuserer på hvordan gulvvarmesystem fungerer generelt oghvordan den termiske massen i bygninger kan utnyttes for å redusere effekttopper. Denandre delen går på metoden som er brukt til å gjennomføre simuleringene i IDA ICE ogMATLAB før resultat, diskusjon og konklusjon blir presentert i den tredje og siste delen.
Litteraturstudiet viser at det er mulig å benytte den termiske massen i bygninger somet midlertidig varmelager. Den termiske tregheten og varmelagringskapasiteten gjør atbygninger kan absorbere varmeenergien i de periodene hvor det er varmeoverskudd, ogakkumulere den slik at varmeenergien kan frigis på tidspunkter når det er underskuddav varme. Ved å endre tidspunktet for når varmeenergien som er lagret benyttes, er detmulig å forskyve effekttoppene i systemet slik at varmeoverføringen kan reguleres mellomtemperaturen i rommet og byggets termiske masse. Dette er en driftsstrategi som kalleslastforskyvning og forskning finner at et system som reguleres med en slik strategi kanforbedre og utnytte systemvirkningsgraden til varmeproduksjonen.
Simuleringen som blir presentert i oppgaven viser at det er mulig å redusere det maksimaleeffektuttaket med 24 % og med minimale endringen i termisk komfort. Det viser at deter mulig å fjerne effekttoppene som oppstår om morgenen og ettermiddagen ved brukav forskjellige metoder slik som lastforskyvning. Videre i oppgaven brukes programmetMATLAB for å støtte opp og sjekke påliteligheten til resultatene fra IDA ICE.
Simuleringsresultatene kan betraktes som en veiledning fordi simuleringsmodellen ikkebaserer seg på et realistisk bygg, men er gjort som en forenkling for å vise at det er muligå redusere effekttoppene og underbygge teorien. Resultatene vurderes likevel som påliteligfordi lastforskyvningstrategien fungerer. Det konkluderes derfor med at det er mulig åinnføre en strategi for lastforskyvning på varmesystemet uten at det går på bekostning avden termiske komforten i bygningen. The Norwegian electricity grid is being pushed to the limit by an increasing power output.If the maximum simultaneous power is not reduced, the electricity grid must be expanded.This is a project that will cost up to NOK 140 billion and it is therefore important to findsolutions to reduce the maximum power output. This thesis contains three parts. Thefirst part is about a literature study that focuses on how the floor heating system worksand how the thermal mass in buildings can be utilized to reduce power peaks. The secondpart is based on the method used to implement simulations in IDA ICE and MATLABbefore the result, discussion and conclusion are presented in the third and last part.
The results of the literature study show that it is possible to utilize the thermal massin buildings as a thermal storage. The thermal inertia and heat storage capacity allowbuildings to absorb the thermal energy during periods of excess heat and accumulate it sothat the thermal energy can be released at times when there is heat loss. By changing thetime when the thermal energy stored is used, it is possible to displace the power peaks inthe system so as to control the heat transfer between the temperature of the room andthe thermal mass of the building. This is an operating strategy called load displacementand the studied literature shows that a system that is regulated with strategies like thiscan be improved and utilize the system efficiency of the heat production.
The simulation presented in the thesis shows that it is possible to reduce the maximumpower output by 24 % without compromising any drastic change in thermal comfort. Itshows that it is possible to remove the power peaks that occur in the morning and in theafternoon using different methods such as load displacement. The program MATLAB isused to support and to check if the results for IDA ICE are relieble.
The results for the simulation can be considered a guide because the simulation model isnot based on a realistic building. It is made as a simplification to show that it is possibleto reduce power peaks and support the theory. The results are still considered reliable andconcludes that it is possible to introduce a strategy for load displacement on the heatingsystem without compromising the thermal comfort of the building.