Show simple item record

dc.contributor.advisorLindberg, Karen Byskov
dc.contributor.authorHengebøl, Camilla
dc.date.accessioned2020-06-11T16:00:23Z
dc.date.available2020-06-11T16:00:23Z
dc.date.issued2020
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/2657741
dc.description.abstractFra januar 2020 er oppvarming i bygninger basert på olje og gass ulovlig i Norge. I tillegg forventes det et strengere lovverk for bygninger fremover, for å kunne møte målene som er satt med tanke på reduksjon av CO2-utslipp. Dette påtvinger nye løsninger for optimal bruk av elektrisitet og varme i bygninger. Denne masteroppgaven er en videreutvikling av en allerede eksisterende modell som er utviklet gjennom en masteroppgave skrevet i 2018 [1], og videreutviklet i en masteroppgave skrevet i 2019 [2]. Modellen er et MILP implementert i programmeringsspråket Python, med modellbyggingsbiblioteket Pyomo. Bruken av denne modellen har tidligere vært begrenset til en energieffektiv enebolig. Målet med denne masteroppgaven er å bruke den allerede eksisterende modellen til å bestemme om punktkilde-varme eller vannbåren varme er den beste løsningen for oppvarming. Dette blir testet for en enebolig, et leilighetskompleks og et kontorbygg. I tillegg til å teste selve varmesystemet, blir alle tre bygnings-typene testet for to forskjellige bygnings-standarder. Dette er for å se om isoleringen av ytterveggene på boligen har innflytelse på hvilket system som er foretrukket. På bakgrunn av dette er nye bygnings-typer med tilhørende lastprofiler implementert i modellen. I tillegg er det gjennomført en gjennomgang av de eksisterende input-verdiene for modellen, og nye investeringskostander for større systemer er innhentet. For å sammenligne resultatene har det blitt laget fire forskjellige løsninger for utforming av systemet som sammenlignes med hverandre. Den enkleste løsningen er et punktvarme-system i en bygning med eldre bygnings-standard som innebærer dårlig isolerte yttervegger. Denne løsningen er kalt PS. En etter-isolering av denne bygningen kan gjøres, som resulterer i den andre løsningen, PS_R2. De to siste løsningene som testes har oppgradert fra punktvarme til et vannbårent varmesystem. Dette resulterer i andre typer teknologier som kan brukes til å varme opp bygningen. Disse to løsningene testes også for en eldre dårlig isolert bygning, WB og en etter-isolert bygning WB_R2. Gjennom arbeidet med denne masteroppgaven har kompleksiteten i valget av varmesystem for en bygning blitt tydelig. Fra resultatene kan det ses at en oppgradering fra punkt-varme til vannbårent system resulterer i reduserte kostnader for selve energisystemet og energibruken. Likevel viser de totale kostnadene for energisystemet og renoveringene at reduksjonen i energikostnadene ikke er store nok til å veie opp for renovasjonskostnadene. Samtidig vil endringer i strømprisene og strengere krav for CO2-utslipp favorisere det vannbårne systemet på lengre sikt.
dc.description.abstractFrom January 2020, heating systems based on oil or gas are not allowed in Norway. In addition, stricter building regulations in order to meet the goals set for reduced CO2-emissions is expected. This enforces new solutions for optimal use of electricity and heating in buildings. This master thesis is a further development of an existing model developed in a master thesis from 2018 [1], and further developed in a master thesis from 2019 [2]. The model is a Mixed Integer Linear Program (MILP) implemented in the programming language Python, with the modelling extension library Pyomo. The use of the model has been limited to an energy-efficient Single Family House (SFH). The objective of this thesis is to use the already existing model in order to decide whether a point-source or a waterborne heating system is the favorable option in regard to heating. This is investigated for a SFH, an apartment block and an office building. In addition to the heating system itself, all three buildings have been investigated for two different building standards. The objective was to see if the insulation of the building had an impact on which heating system that was the favorable option. For this purpose, an implementation of new building types with associated heating loads has been done. In addition to this, a review of input values for the model has been done, and new investment costs for larger building has been found. In order to compare the results, four different cases has been decided. Whereas the base case PS is a point-source system where the building standard implies an old badly insulated building, an upgrade including post-insulation of the building can be done. This upgrade results in the second case for the point-source system, PS_R2. The two other cases have both updated from point-source system to a waterborne heating system which results in different applicable technologies for the heating. These two cases are also divided in one case where the building standard is the same as in the base case WB, and one case where the building standard is upgraded by post-insulating WB_R2. Throughout the work of this thesis, the complexity of the choice of heating system has become clear. It can be stated that an upgrade of heating system from point-source to waterborne system will reduce energy system costs. Nevertheless, the results show that the reduction of costs for the energy system is not high enough in order to earn the cost of the renovation. At the same time, changes in electricity price and stricter restrictions of CO2 emissions will favor the waterborne solution when seeing the problem in a long-time perspective.
dc.languageeng
dc.publisherNTNU
dc.titleA study on optimal utilization of electric heating for buildings
dc.typeMaster thesis


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record