Fortsatt forskning

För att avgöra vilket borrhålslager som är lämpligast att anlägga under DN-huset måste både det minsta borrhålsavståndet och det maximala borrhålsdjupet bestämmas. Utan denna bedömning är det lätt hänt att en optimal konfiguration missas och att det därför blir en sämre investering. Från tabellerna i 4.2.2.2 Påverkan av konservativa val går det att se att det skulle vara gynnsamt att borra längre än 300 meter. Om det är möjligt att borra djupare skulle detta kunna innebära lägre investeringskostnad, men samtidigt tar vissa borrentreprenörer mer betalt vid djupa djup. Att veta mer exakt vad som är möjligt skulle bidra till möjligheten att anlägga ett billigare lager.

Spetseffekterna för de framtagna borrhålslagren är bedömda enligt de maximi- och minimieffekter som är nödvändiga för energibalans och utifrån att värmepumparna kan belasta borrhålslagret med 1 600 kW på förångarsidan vid värmeuttag. Eftersom spetseffekterna som är möjliga att ta ut är relaterade till temperaturkraven i borrhålslagret är det under korta perioder möjligt att belasta borrhålslagret med högre effekter än vad som har redovisats i examensarbetet. Förenklat kan sägas att desto kortare tid, desto högre effekt är möjligt att belasta borrhålslagret med. Hur stora effekter som kan belasta borrhålslagret vid olika tider på året, borde undersökas då det är möjligt att borrhålslagren kan prestera bättre än dimensionerat. Värmepumparnas begränsning om att de bara kan belasta borrhålslagret med 1 600 kW på förångarsidan är i underkant nu när en tredje värmepump ska köpas in, vilket medför att en högre effekt kan tas ut än vad som har räknats med i detta examensarbete. Detta har också implikationer då det rent teoretiskt skulle kunna vara möjligt att pausa driften av borrhålslagret innan en förväntad topp i kyl- eller värmeuttaget. Genom att pausa driften innan en topp hinner temperaturerna närmast borrhålsväggarna samt i fluiden återställas lite och därför kan en högre effekt sedan täckas under en kort tid. På detta sätt skulle, eventuellt, borrhålslagret kunna täcka hela effekttoppen förutsatt att den varar under kort tid. Detta effektproblem skulle kunna utredas, då det åtminstone teoretiskt sett kan påverka hur stor kyl- och värmeeffekt som borrhålslagret kan täcka. Därför påverkar detta både den abonnerade effekten fjärrvärme och hur stor kyleffekttäckning som kyltorn/kmk behöver täcka, vilket kan innebära en billigare investering i nya kyltorn/kmk.

En intressant tanke som inte har utretts i uppsatsen skulle vara att använda borrhålslagret för att kapa spetsar i kylbehovet, detta fall har inte utretts alls. Vidare är det möjligt att spetsdumpa värme i borrhålslagret med betydligt större effekter och i större omfattning än vad som har simulerats i detta examensarbete, på grund av att kollektorerna klarar av högre temperaturer än vad som var känt innan slutfasen av examensarbetet. Detta skulle potentiellt kunna påverka valet av ersättning för kyltornen och detta skulle kunna utredas när det är bestämt vilket borrhålslager som ska byggas. Vidare är det intressant att utreda påverkan av att ändra driftstrategi för de mindre borrhålslagren åt

spetsdumpningshållet, med bibehållen storlek på borrhålslagren. Detta är möjligt i och med att kollekterna tål betydligt högre temperaturer än vad som borrhålslagren dimensionerades för. Desto lägre tryck det kan vara i kollektorerna, desto högre temperatur tål dem – varför samtliga borrhålslager klarar av en högre kyleffekt än angivet. Med bibehållen energimängd kommer inte detta att påverka den erforderliga temperaturen, balanstemperaturen eller tidsåtgången för uppvärmningsfasen, under förutsättningen att den nya maximitemperaturen aldrig nås. Detta öppnar även upp för en ekonomisk optimering för att minimera den reella återbetalningstiden, med utgångspunkt i storlek på borrhålslagret (initial investering) och tidsåtgång för uppvärmningsfasen (återbetalningstid och storlek på borrhålslagret). När ändå en optimering gör för att öka maximitemperaturkravet kan påverkan av att belasta borrhålslagret enbart med den planerade nya värmepumpen utredas, då denna klarar av lägre köldbärartemperaturer än de befintliga. Det kanske är möjligt att sänka minimitemperaturkravet i EED lägre än 3,5 °C, vilket skulle innebära en lägre balanstemperatur och därmed en kortare uppvärmningsperiod.

Eftersom den stationära värmeförlusten ökar med ett minskande lager, kan det vara intressant att utreda påverkan av att ha flera små borrhålslager i DN-huset. Givet flera borrhålslager borde det initialt vara enorma värmeförluster medan den stationära värmeförlusten på sikt är mindre än de som simulerats fram i examensarbetet. I Fabeges fall finns det ett stort kylbehov och en större värmeförlust är därför fördelaktigt då en större del av DN-husets kylbehov kan täckas. Det är inte helt klart vad som ska ersätta kyltornen. Kunskap om detta skulle innebära mer rättvisande kalkyler för energikostnaden för samtliga lager, då dessa i nuläget bygger på att de befintliga kyltornen är kvar eller att något med exakt samma elförbrukning per MWh och kW ersätter dem. Vidare antas det att det som ersätter dem kan användas för spetsdumpning med en bas till borrhålslagret. Om detta inte är fallet måste kalkylerna justeras och borrhålslagrena som är framtagna för basdumpning skulle därmed kunna vara olämpliga.

Slutligen borde skillnaden mellan simuleringsteknikerna som har diskuterats i denna uppsats valideras med något annat mer avancerat simuleringsprogram än EED, dels för att bekräfta diskussionen och dels för att avgöra säkert vilken simuleringsteknik som är bäst. Om de borrlager som har tagits fram med balanstemperatur-simuleringar är genomförbara i verkligheten kan besparingar göras på investeringskostnaden. Slutligen är det intressant att simulera övergången mellan uppvärmningsfasen och den kontinuerliga driften med både värme- och kyluttag. Påverkan av de transienta värmeförlusterna efter uppvärmningsfasen är inte känt. I just detta examensarbete är detta inte ett problem då temperaturerna i kollektorerna kan vara upp till cirka 60 °C utan att garantin påverkas. Med andra förutsättningar och en fast övre temperaturgräns skulle detta däremot kunna ha en stor påverkan, i alla fall med tanke på att borrhålslängden fick ökas för att kompensera för de stationära värmeförlusterna – vilka är mindre än de transienta.

9 Bibliografi

Acuña, J. 2010. Improvements of U-pipe borehole heat exchangers. Licentiatavhandling. Kungliga Tekniska högskolan, Stockholm, Sverige.

Acuña, J. 2013a. Distribuerat Termisk Respons

Test i UB4 – DN huset, Stockholm.

Rapportnummer 1301 ‐ 2.1.

Acuña, J. 2013b. Termisk Respons Test i UB1 – DN huset. Rapportnummer 1301 ‐ 1.1.

Alvarez, H. 2006a. Energiteknik Del 1. 3e upplagan, Lund: Studentlitteratur.

Alvarez, H. 2006b. Energiteknik Del 2. 3e upplagan, Lund: Studentlitteratur.

Andersson, O. 2007. BTES for heating and cooling of the astronomy house in Lund. Kapitel i: Thermal Energy Storage for Sustainable Energy Consumption, NATO Science Series, volym 234, s. 229-233.

Autodesk. 2014a. 3D programvara | CAD-design | AutoCAD 2014. Hämtad den 8:e mars

2014 från:

http://www.autodesk.se/products/autodesk-autocad/overview

Autodesk. 2014b. Navisworks | Project Review Software | Autodesk. Hämtad den 8:e mars

2014 från:

http://www.autodesk.com/products/autodesk-navisworks-family/overview

Bergius, B. 2013. Driftchef för Trängkåren 7. Personligt möte på Sweco. 16 december 2013, kl. 15-17.

Björk, E., Acuña, J., Granryd, E., Mogensen, P., Nowacki, J-E., Palm, B. & Weber K. 2013. Bergvärme på djupet: Boken för dig som vill veta mer om bergvärmepumpar. Stockholm: US-AB.

Blocon, 2008, EED 3.0 Earth Energy Designer. Manual. Reviderad 26 maj 2008. Hämtad den

21:a januari 2014 från:

http://www.buildingphysics.com/manuals/EED3 .pdf

Blomberg, T., Claesson, J., Eskilson, P., Hellström, G. & Sanner. B. 2010. EED. Hämtad

den 8:e mars 2014 från:

http://www.buildingphysics.com/index-filer/Page1099.htm

Claesson, J. 1985. Markvärme: en handbok om

termiska analyser, Statens råd för

byggnadsforskning, Stockholm: Liber Tryck AB. Ekestubbe, J. 2014. Telefonsamtal. 17 februari. Elforsk. n.d. Miljövärdering av el – med fokus på utsläpp av koldioxid. Hämtad den 3:e december

2013 från:

http://www.elforsk.se/Global/Trycksaker%20oc h%20broschyrer/miljovardering_elanvand.pdf Energimagasinet. 2002. Svensk "geotermifeber". Nummer 4, 2002. Hämtad den 21:a mars 2014 från:

http://www.energimagasinet.com/em00/nr4_0 2/geo.asp

Energimarknadsinspektionen. 2013. Kartläggning av marknaden för fjärrkyla. Ei R2013:18. Eskilstuna: Elanders Sverige AB. Hämtad den 31:a mars 2014 från: http://www.energimarknadsinspektionen.se/Do cuments/Publikationer/rapporter_och_pm/Rap porter%202013/EI_R2013_18.pdf

Energimyndigheten. 2007. ”Energimyndigheten - Värmepumpar fångar 15 TWh förnybar energi i Sverige”. Pressmeddelande. Hämtad den 3:e

december 2013 från:

http://www.energimyndigheten.se/Press/Press

meddelanden/Pressmeddelanden- 2007/Varmepumpar-fangar-15-TWh-fornybar-energi-i-Sverige/

Energimyndigheten. 2010. Energimyndigheten – Beräkna LCC. 9 mars 2010. Hämtad den 3:e

december 2013 från:

http://www.energimyndigheten.se/Foretag/Ene rgieffektivisering-i-foretag/Finansiering-och-inkop/Livscykelkostnad/Berakna-LCC/

Energimyndigheten. 2011. Förslag till nationell lägesrapport om utvecklingen av förnybar energi. ER 2011:19. Hämtad den 13:e januari

2014 från:

http://webbshop.cm.se/System/TemplateView. aspx?p=Energimyndigheten&view=default&id=8 cb5b6bfba984de697826265f9f380a8

Energimyndigheten. 2013. Energiläget 2013. ET2013:22. Hämtad den 13:e januari 2014 från: http://webbshop.cm.se/System/TemplateView. aspx?p=Energimyndigheten&view=default&id=7 1ec0a13155b4f9481536295e9c96573

Europaparlamentet. 2009. “Directive 2009/28/EC of the European Parliament and of the Council of 23 April 2009 on the promotion of the use of energy from renewable sources and amending and subsequently repealing Directives 2001/77/EC and 2003/30/EC (Text with EEA relevance)”. Official Journal of the European Union. L 140, 5.6.2009, p. 16–62 (EN). Hämtad den 3:e december 2013 från:

http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CE LEX:32009L0028:en:NOT

Europeiska kommissionens beslut. 2013/114/EU. “2013/114/EU: Kommissionens beslut av den 1 mars 2013 om fastställande av riktlinjer för medlemsstaterna för beräkning av förnybar energi från värmepumpar som använder olika värmepumpteknik i enlighet med artikel 5 i Europaparlamentets och rådets direktiv 2009/28/EG [delgivet med nr C(2013) 1082] Text av betydelse för EES”. Europeiska unionens officiella tidning. OJ nr. L062, 06/03/2013 s. 27 - 35. Hämtad den 18:e februari 2014 från:

http://eur-lex.europa.eu/legal-content/SV/ALL/?uri=CELEX:32013D0114

Fabege. 2013. Trängkåren 7 - Fabege. Hämtad den 13:e januari 2014 från:

http://www.fabege.se/For-vara- hyresgaster/Fastigheter/Trangkaren-7/#description

Fortum. 2013. Miljöredovisning 2012. Publicerad 2013-02-04. Hämtad den 5:e februari 2014 från: http://www.fortum.com/countries/se/om- fortum/energi-och-produktion/miljoeffekter- per-produktionsform/varmeproduktion/miljoredovi sning/documents/fortum_varme_miljoredovisni ng_2012.pdf

Fortum. 2014a. PRISAVTAL 2014 FJÄRRKYLA KOMFORT. Hämtad den 5:e februari 2014 från: http://www.fortum.com/countries/se/foretag/fj

arrkyla/priser-2014/Documents/Fjarrkyla_prisavtal_komfort_1 31104.pdf

Fortum. 2014b. PRISAVTAL 2014 FJÄRRVÄRME FLEXIBEL. Hämtad den 5:e februari 2014 från: http://www.fortum.com/countries/se/SiteColle ctionDocuments/prisavtal-flexibel-2013.pdf GeoTec. 2009. Geoenergi - Underlagsrapport Vägval energi. Hämtad den 7:e december 2013 från:

http://www.iva.se/PageFiles/9145/V%C3%A4gv al_geoenergi.pdf

GeoTec & Svensk Geoenergi. 2012. Geoenergin i samhället – En viktig del i en hållbar energiförsörjning. 1:a upplagan.

Geotrainet. 2011. “Geotrainet Training Manual for Designers of Shallow Geothermal Systems”. Geotrainet, European Federation of Geologists. Bryssel. Hämtad den 3 december 2013 från: http://www.Geotrainet.eu/moodle/file.php/1/D idactic_Materials/Geotrainet%20Manual%20for %20Designers%20on%20Shallow%20Geothemal .pdf

Granryd, E. 2009. HEAT TRANSFER Collection of formulas and Tables of Thermal Properties. KTH. Stockholm. Institutionen för Energiteknik, avdelningen för Tillämpad termodynamik och kylteknik.

Hallén, T. 2013. Akademiska Hus - Vad beställaren måste veta om geoenergi. Powerpoint-presentation under Geoenergidagen 2013 på Clarion Arlanda Airport. 4 oktober 2013.

Hellström, G., Sanner, B., Klugescheid, M., Gonka, T. & Mårtensson, S. 1997. Experiences with the borehole heat exchanger software EED. Megastock 1997. Konferensmaterial. Sapporo, Japan.

Hellström, G. 2008. Termisk responstest: Thorshavn, Färöarna.

Henkel, H. 2006. Geotermisk energi: en vitbok för Sverige. Stockholm: Institutionen för mark och vattenteknik, Kungliga Tekniska högskolan. Hämtad den 21:a mars 2014 från: http://www2.lwr.kth.se/Publikationer/PDF_File s/LWR_REPORT_3014.pdf

Hägg, M. 2013. Personligt möte på Sweco. 16 december 2013, kl. 10-12.

IVL Svenska Miljöinstitutet. 2012. Emissionsfaktor för nordisk elproduktionsmix, PM För Energimyndigheten. IVL Rapport B2118. Hämtad den 5:e januari 2013 från: http://www.ivl.se/download/18.372c2b801403 903d2751cbb/1377869576146/B2118.pdf Melinder, Å. 1997. Thermophysical properties of liquid secondary refrigerants: charts and tables

= Termofysikaliska egenskaper för

köldbärarvätskor: diagram och tabeller. Svenska kyltekniska föreningens handbok, 0281-4544 ; 12. Med beräkningsprogram på diskett. Järfälla: Svenska kyltekniska föreningen.

Nils Holgersson Gruppen. 2013. Fastigheten Nils Holgerssons underbara resa genom Sverige - en avgiftsstudie för 2013. 11 november 2013. Hämtad den 7:e december 2013 från: http://www.nilsholgersson.nu/

Nilsson, A. 2014. Personligt möte på Sweco. 10 januari 2014, kl. 10-12.

Nord Pool Spot. 2013. Nord Pool Spot. Hämtad den 5:e januari 2013 från: http://www.nordpoolspot.com/How-does-it-work/

REPAB AB, 2010. Underhållskostnader 2013: [mark, bygg, måleri, installationer]. 26:e upplagan. Göteborg: Litorapid Media AB. SABO. 2013. Miljövärdering av energianvändningen i ett fastighetsbestånd Rekommendation, uppdaterad version 2013. Hämtad den 5:e januari 2013 från: http://www.sabo.se/kunskapsomraden/energi/ Sidor/Miljovardering.aspx

SEC Projekt AB. 2013. Energimodell för DN-huset.

SMHI. 2013. Solstrålning i Sverige sedan 1983 | Strålning | Meteorologi | Klimatdata | SMHI. uppdaterad 23 augusti 2013. Hämtad den 6:e

januari 2014 från:

http://www.smhi.se/klimatdata/meteorologi/st ralning/Solstralning-i-Sverige-sedan-1983-1.8243

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut. 2012. Borrhåls- och grundvattenlager. Praktisk handbok om geoenergi. December 2012. Statens geotekniska institut. 1991. Information 12 – Termiska egenskaper i jord och berg. Jan Sundberg. Linköping: Tryck-Center. Hämtad den

22:a april 2014 från:

http://www.swedgeo.se/upload/publikationer/I nfo/pdf/SGI-I12.pdf

Sveriges geologiska undersökning. 2008. Normbrunn -07, Att borra brunn för energi och vatten – en vägledning, Normförfarande vid utförande av vatten- och energibrunnar. April. Växjö: Davidsons Tryckeri AB.

Yard, S. 2000. ”Developments of the payback method”, International Journal of Production Economics, vol. 67, nr. 2, 10 september 2000, s. 155-167.