I det här arbetet har olika slutapparater presenterats för att ge en övergriplig bild över vilka typer av värme- och kylavgivande hydroniska slutapparater som finns på marknaden. Hur de olika slutapparaterna fungerar och hur de installeras tillsammans med för- och nackdelar har också beskrivits. Vilka typiska framledningstemperaturer gällande värme och kyla som de olika slutapparaterna oftast arbetar med och vilken värmeöverföringskoefficient de oftast har, har också presenterats. Slutapparaterna har även sammanställts och jämförts mot varandra gällande hur väl de arbetar med låga framledningstemperaturer gällande värmeavgivande slutapparater samt höga framledningstemperaturer gällande kylavgivande slutapparater.
För att visa hur väl de olika slutapparaterna presterar i en modern kontorsbyggnad för låg systemtemperatur respektive högtemperaturkyla har slutapparaterna analyserats i IDA ICE med avseende på termisk komfort. Resultatet har presenterats som PPD för samtliga slutapparater för olika framledningstemperaturer.
De främsta slutsatserna som kan dras från det här arbetet är:
• Slutapparatens uppskalningsförmåga har stor inverkan på hur bra termisk komfort slutapparaten klarar av vid låg framledningstemperatur
• Kylbehovet i en modern kontorsbyggnad placerad i Stockholms klimat är tillräckligt lågt för att samtliga slutapparater ska klara av att bibehålla mycket bra termisk komfort, även vid hög framledningstemperatur
-72-
• De slutapparater med hög andel strålning ger högre termisk komfort än de med låg andel strålning
• Vid framledningstemperatur 30°C och högre klarar samtliga slutapparater förutom värmelist av att bibehålla termisk komfort på en rimlig nivå.
Utifrån resultatet visade det sig att samtliga slutapparater avseende kyla gav en termisk komfort på runt 5
% PPD. Det innebär att alla slutapparater som har undersökts för att kyla kan användas med höga framledningstemperaturer och behålla mycket god termisk komfort. Ur en design och ett ekonomiskt perspektiv hade det därför varit intressant att se hur väl varje enskild apparat kyler per krona och/eller per m2 för att på så sätt utvärdera deras kylkapacitet vid likvärdig installationskapacitet. Ett förslag på framtida arbete är därför att utföra en CFD analys på värmeöverföringsförmågan i relation till installationskostnaden och ytan som apparaten tar upp vid installation, för de kylavgivande slutapparaterna.
-73-
Litteraturförteckning
[1] Naturvårdsverket. (2017). Parisavtalet. Hämtad: http://www.naturvardsverket.se/Miljoarbete-i-
samhallet/EU-och-internationellt/Internationellt-miljoarbete/miljokonventioner/Klimatkonventionen/Parisavtalet/ [20 Februari, 2018]
[2] E. Unionen. (2018). Klimatåtgärder. Hämtad: https://europa.eu/european-union/topics/climate-action_sv [20 Februari, 2018]
[3] S. Riksdag. (2018). Klimatfärdplan 2050 - strategi för hur visionen att Sverige år 2050 inte har några nettoutsläpp av växthusgaser ska uppnås. Hämtad: https://www.riksdagen.se/sv/dokument-
lagar/dokument/kommittedirektiv/klimatfardplan-2050---strategi-for-hur-visionen_H2B153#Utredaren ska [20 Februari, 2018]
[4] Energimyndigheten, "Energistatistik för småhus, flerbostadshus och lokaler 2016," Juni 2017, Hämtad: 20 Februari 2018.
[5] Energimyndigheten, "Underlagsrapport till Energikommissionen energianvändning och
energitillförsel," 18 December 2015, Hemsida:
http://www.energikommissionen.se/app/uploads/2015/12/Underlagsrapport-till-Energikommissionen_anv%C3%A4ndning-och-tillf%C3%B6rsel_Energimyndigheten.pdf, Hämtad: 21 Februari 2018.
[6] Naturvårdsverket. (2017). Energianvändning i bostäder och lokaler. Hämtad:
http://www.naturvardsverket.se/Sa-mar-miljon/Statistik-A-O/Klimat-energianvandning-i-bostader-och-lokaler/ [21 Februari, 2018]
[7] Naturvårdsverket. (2017). Utsläpp av växthusgaser från uppvärmning av bostäder och lokaler. Hämtad:
http://www.naturvardsverket.se/Sa-mar-miljon/Statistik-A-O/Vaxthusgaser-utslapp-uppvarmning-av-bostader-och-lokaler/ [21 Februari, 2018]
[8] Boverket. (2017). Termiskt klimat. Hämtad: https://www.boverket.se/sv/PBL-kunskapsbanken/regler-om-byggande/boverkets-byggregler/termiskt-klimat/ [7 Mars, 2018]
[9] F. författningssamling, "Folkhälsomyndighetens allmänna råd om temperatur inomhus,"
Folkhälsomyndigheten, 4 Februari 2014, Hemsida:
https://www.folkhalsomyndigheten.se/globalassets/publicerat-material/foreskrifter1/fohmfs-2014-17.pdf, Hämtad: 7 Mars 2018.
[10] P.-E. Nilsson, "God inomhusmiljö," Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut, Februari 2000, Hemsida:
https://www.sp.se/sv/index/research/effektiv/publikationer/Documents/Temarapporter/Rapp ort%2000-02.pdf, Hämtad: 7 Mars 2018.
[11] Folkhälsomyndigheten. (2015). Ventilation. Hämtad:
https://www.folkhalsomyndigheten.se/livsvillkor-levnadsvanor/miljohalsa-och- halsoskydd/inomhusmiljo-allmanna-lokaler-och-platser/kompletterande-vagledning-om-ventilation/ [8 Mars, 2018]
[12] Socialstyrelsen, "Temperatur inomhus," September 2005, Hämtad: 28 maj 2018.
[13] Arbetsmiljöverket, "Arbetsplatsens utformning," Februari 2009, Hämtad: 30 Maj 2018.
[14] Betongföreningen, "Hållbart byggande med betong," 2 April 2013, Hämtad: 30 Maj 2018.
[15] U. S. G. B. Council, "Reference guide for building design and construction," 1 July 2014, Hämtad:
30 Maj 2018.
[16] Ergonomi för den termiska miljön – Analytisk bestämning och bedömning av termisk komfort med hjälp av indexen PMV och PPD samt kriterier för lokal termisk komfort (ISO 7730:2005), 2006.
[17] D. Gavhed & I. Holmér, "Det termiska klimatet på arbetsplatsen," Februari 2006, Hemsida:
http://nile.lub.lu.se/arbarch/arb/2006/arb2006_02.pdf, Hämtad: 7 Mars 2018.
[18] Energiföretagen Sverige. (2017). Fjärrvärmeleveranser. Hämtad:
https://www.energiforetagen.se/statistik/fjarrvarmestatistik/fjarrvarmeleveranser/ [16 Februari, 2018]
[19] K. Abrahamsson & J. Nilsson, "Kartläggning av marknaden för fjärrkyla,"
Energimarknadsinspektionen, 2013, vol. Ei R2013:18, Hemsida:
https://www.ei.se/Documents/Publikationer/rapporter_och_pm/Rapporter%202013/EI_R201 3_18.pdf, Hämtad: 16 Februari 2018.
-74-
[20] Energiföretagen Sverige. (2017). Fjärrkyla. Hämtad:
https://www.energiforetagen.se/statistik/fjarrkylaleveranser/ [16 Februari, 2018]
[21] S. Gehlin, "Guide för geoenergi," Offentliga Fastigheter, 2017, Hemsida:
https://webbutik.skl.se/bilder/artiklar/pdf/7585-572-1.pdf?issuusl=ignore, Hämtad: 12 Februari 2018.
[22] S. Gehlin & O. Andersson, "Geothermal Energy Use, Country Update for Sweden," presented at the European Geothermal Congress 2016, Strasbourg, Frankrike, 19-24 September, 2016.
Hämtad: http://media.geoenergicentrum.se/2017/02/Gehlin_Andersson_2016_-EGC-2016-CU-Sweden.pdf [19 Februari 2018]
[23] A. Hesaraki & S. Holmberg, "Energy performance of low temperature heating systems in five new-built Swedish dwellings: A case study using simulations and on-site measurements," Building and Environment, vol. 64, pp. 85-93, 2013.
[24] M. Tunzi et al., "Method to investigate and plan the application of low temperature district heating to existing hydraulic radiator systems in existing buildings," Energy, vol. 113, pp. 413-421, 2016.
[25] A. Hesaraki et al., "Integrating Low-temperature Heating Systems into Energy Efficient Buildings," Energy Procedia, vol. 78, pp. 3043-3048, 2015.
[26] P. Lauenburg, "Improved supply of district heat to hydronic space heating systems,"
Doktorsavhandling, Avdelningen för energihushållning, Lunds Tekniska Högskola, 2009.
[27] P. Ovchinnikov et al., "Utilization potential of low temperature hydronic space heating systems: A comparative review," Building and Environment, vol. 112, pp. 88-98, 2017.
[28] VTT, "Heating and Cooling with Focus on increased energy efficiency and improved comfort - Guidebook to IEA ECBCS Annex 37
Low Exergy Systems for Heating and Cooling of Buildings Summary Report," VTT, Helsingfors, 2004, Hemsida: http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2004/T2256.pdf, Hämtad: 7 Februari 2018.
[29] J. A. Myhren, "Potential of Ventilation Radiators: Performance assessment by numerical, analytical and experimental investigations," Doktor Doktorsavhandling, Department of Civil and Architectural Engineering, Kungliga Tekniska Högskolan, Haninge-Stockholm, 2011.
[30] M. Kretz. (2015). Högtemperaturkyla och drift på Energi & Miljödagen. Hämtad: http://www.energi-miljo.se/energi-miljo/hogtemperaturkyla-och-drift-pa-energi-miljodagen [21 Februari, 2018]
[31] A. Hesaraki et al., "Experimental study of energy performance in low-temperature hydronic heating systems," Energy and Buildings, vol. 109, pp. 108-114, 2015.
[32] D. P. Muniak, Radiators in Hydronic Heating Installations Structure, Selection and Thermal Characteristics (Studies in Systems, Decision and Control, no. 101). Springer, 2017.
[33] ClimateMaster, "Essentials of Hydronics for GSHP Professionals," 7 Februari 2011, Hämtad: 28 Februari 2018.
[34] J. Ren et al., "Very low temperature radiant heating/cooling indoor end system for efficient use of renewable energies," Solar Energy, vol. 84, no. 6, pp. 1072-1083, 2010.
[35] K.-N. Rhee & K. W. Kim, "A 50 year review of basic and applied research in radiant heating and cooling systems for the built environment," Building and Environment, vol. 91, pp. 166-190, 2015.
[36] O. B. Kazanci & B. W. Olesen, "IEA EBC Annex 59 - Possibilities, Limitations and Capacities of Indoor Terminal Units," Energy Procedia, vol. 78, pp. 2427-2432, 2015.
[37] T. Cholewa & M. Rosiński, "HEAT TRANSFER IN ROOMS WITH PANEL HEATING SYSTEMS," presented at the 41th International Congress on Heating, Refrigerating and Air-Conditioning, Belgrad, Serbia, Januari, 2010. [20 Mars 2018]
[38] I. Sarbu & C. Sebarchievici, "A study of the performances of low-temperature heating systems,"
Energy Efficiency, vol. 8, no. 3, pp. 609-627, 2014.
[39] T. Persson, "LÅGTEMPERATURVÄRMESYSTEM - En kunskapsöversikt," Högskolan
Dalarna, Borlänge, November 2000, Hemsida:
http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:522704/FULLTEXT01.pdf, Hämtad: 28 Februari.
[40] J. A. Myhren & S. Holmberg, "Flow patterns and thermal comfort in a room with panel, floor and wall heating," Energy and Buildings, vol. 40, no. 4, pp. 524-536, 2008.
[41] Purmo. (2018). Produkter. Hämtad: http://www.purmo.com/se/index.htm [1 Mars, 2018]
[42] K. Kerrigan et al., "A naturally aspirated convector for domestic heating application with low water temperature sources," Energy and Buildings, vol. 67, pp. 187-194, 2013.
-75-
[43] Z. Nagy et al., "Balancing envelope and heating system parameters for zero emissions retrofit using building sensor data," Applied Energy, vol. 131, pp. 56-66, 2014.
[44] J. A. Myhren & S. Holmberg, "SUMMERTIME COOLING WITH VENTILATION RADIATORS," presented at the The 6th International Conference on Indoor Air Quality, Ventilation & Energy Conservation in Buildings IAQVEC 2007, Sendai, Japan, 28-31 Oktober, 2007. [21 Mars 2018]
[45] A. Hesaraki, "Low-Temperature Heating and Ventilation for Sustainability in Energy-Efficient Buildings," Doktor Doktorsavhandling, Department of Civil and Architectural Engineering, Kungliga Tekniska Högskolan, Stockholm, 2015.
[46] A. Ploskić & S. Holmberg, "Performance evaluation of radiant baseboards (skirtings) for room heating – An analytical and experimental approach," Applied Thermal Engineering, vol. 62, no. 2, pp.
382-389, 2014.
[47] J. A. Myhren & S. Holmberg, "Design considerations with ventilation-radiators: Comparisons to traditional two-panel radiators," Energy and Buildings, vol. 41, no. 1, pp. 92-100, 2009.
[48] A. Ploskić & S. Holmberg, "Heat emission from thermal skirting boards," Building and Environment, vol. 45, no. 5, pp. 1123-1133, 2010.
[49] A. Ploskić, "Low-Temperature Baseboard Heaters in Built Environments," Licentiatavhandling, Kungliga Tekniska Högskolan, Haden-Stockholm, 2010.
[50] A. Ploskić & S. Holmberg, "Low-temperature baseboard heaters with integrated air supply – An analytical and numerical investigation," Building and Environment, vol. 46, no. 1, pp. 176-186, 2011.
[51] T. Gibson & M. Espinosa. (2013). Chilled Beams: What They Are, Why You Should Use Them.
[54] M. V. (ed.) et al., Chilled Beam Application Guidebook. REHVA(Federation of European Heating and Air-conditioning Associations), 2007.
[55] W. P. Ljungquist. (2017). Understanding Chilled Beam Systems: Passive and Active. Hämtad:
https://www.facilitiesnet.com/hvac/article/Understanding-Chilled-Beam-Systems-Passive-and-Active-Facilities-Management-HVAC-Feature--17468 [7 Mars, 2018]
[56] KRUEGER, "FAN COIL ENGINEERING," 2012, Hemsida: https://www.krueger-hvac.com/file/9263/Fan_Coil_Engineering.pdf, Hämtad: 8 Mars 2018.
[57] CIBSE, Fan coil units CIBSE TM43: 2008. CIBSE, 2008.
[58] Quartz. (2014). Amber
Horizontal Waterside Control Fan Coil Units. Hämtad: https://versatile.ie/wp-content/uploads/2014/06/Versatile-Quartz-Amber.pdf [13 Mars, 2018]
[59] T. Dwyer. (2016). Module 101: The evolution of fan coils for efficient conditioning of room air
This module explores how fan coil unit applications are offering improved opportuinities for flexible and efficient operation.
Hämtad: https://www.cibsejournal.com/cpd/modules/2016-10-fan/ [7 Mars, 2018]
[60] DUNNAIR. (2015). CHILLED Flow
Fan Coil Units. Hämtad: http://www.dunnair.com.au/au/download/brochures/ [9 Mars, 2018]
[61] bryant, "WATER - TO - WATER SYSTEM DESIGN GUIDE," Oklahoma City, 2011, Hemsida: http://www.climatemaster.com/downloads/BR402.pdf.
[62] A. Bring et al., "Models for Building Indoor Climate and Energy Simulation, A Report of Task 22
Building Energy Analysis Tools," Kungliga Tekniska Högskolan, December, 1999, Hämtad: 23 Mars 2018.
-76-
[63] J. Travesi et al., "Empirical Validation of Iowa Energy Resource Station Building Energy Analysis Simulation Models
A Report of Task 22, Subtask A Building Energy Analysis Tools Project A.1 Empirical Validation," IEA, Juni 2001, Hemsida: https://iea-shc.org/data/sites/1/publications/Iowa_Energy_Report.pdf, Hämtad: 26 Mars 2018.
[64] Equa Simulation AB, "Validation of IDA Indoor Climate and Energy 4.0 with respect to CEN Standards EN 15255-2007 and EN 15265-2007," November 2010, Hemsida:
http://www.equaonline.com/iceuser/validation/CEN_VALIDATION_EN_15255_AND_1526 5.pdf, Hämtad: 26 Mars 2018.
[65] Equa Simulation AB, "Validation of IDA Indoor Climate and Energy 4.0 build 4 with respect to
ANSI:ASHRAE Standard 140-2004," April 2010, Hemsida:
http://www.equaonline.com/iceuser/validation/ashrae140-2004.pdf, Hämtad: 26 Mars 2018.
[66] S. Kropf & G. Zweifel, "Validation of the Building Simulation Program IDA-ICE According to CEN 13791 „Thermal Performance of Buildings - Calculation of Internal Temperatures of a Room in Summer Without Mechanical Cooling - General Criteria and Validation Procedures”,"
HOCHSCHULE FÜR TECHNIK+ARCHITEKTUR LUZERN, Hemsida:
http://www.equaonline.com/iceuser/validation/ICE_vs_prEN%2013791.pdf, Hämtad: 26 Mars 2018.
[67] Swegon, "Swegon Luftburna Klimatsystem 2007," 2007, Hemsida:
https://swegon.com/Global/PDFs/Air%20diffusers/General/_sv/teknik_luftburna.pdf, Hämtad: 16 April 2018.
[68] Boverket & SMHI. (2017). Öppna data - Dimensionerande vinterutetemperatur (DVUT 1981-2010) för 310 orter i Sverige. Hämtad: https://www.boverket.se/sv/om-boverket/publicerat-av-boverket/oppna-data/dimensionerande-vinterutetemperatur-dvut-1981-2010/ [30 April, 2018]
[69] Fortum Värme, "Installationsanvisning
Fjärrkylacentral," 10 December 2014, Hemsida:
https://www.stockholmexergi.se/content/uploads/2017/05/Installationsanvisningar_fjarrkyla.p
[71] S. T. Forskningsinstitut, "Oberoende test av radiatorfläktar," Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, 26 Januari 2012, Hämtad: 15 Maj 2018.
[72] hekos, "thermodul
radiant skirting board heating systems by hekos," 12 Juni, 2015, Hemsida: http://www.atc-vertrieb.com/images/THERMODUL-technical-manual.compressed.pdf, Hämtad: 6 Maj 2018.
[73] DiscreteHeat. (2016). Performance & Technical Information. Hämtad:
http://www.discreteheat.com/thermaskirt/technical-information/performance-data.aspx [6 Maj, 2018]
[74] VARIOTHERM, "FLOOR HEATING FOR SCREED FLOORS," Januari 2016, Hämtad: 15 Maj 2018.
[75] VARIOTHERM, "DRYWALL CONSTRUCTION WALL HEATING/COOLING," Januari 2016, Hämtad: 15 Maj 2018.
[76] Zehnder, "Heating and cooling ceiling systems Suspended ceiling systems," Oktober 2014, Hämtad: 15 Maj 2018.
[77] F. Woods, "Projekteringshandledning Kylbafflar," November 2008, Hämtad: 15 Maj 2018.
[78] V. Group. (2018). NIVA FAN COIL - Technical information. Hämtad: https://vasco.eu/en-gb/heating-cooling [18 Maj, 2018]
-I-
Bilaga 1
Nedan redovisas returtemperaturerna för alla framledningstemperaturer och slutapparater för varje timme under kontorstid i zonerna K och C för plan 1 respektive 2.
Figur 93. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 94. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-II-
Figur 95. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 96. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-III-
Figur 97. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 98. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-IV-
Figur 99. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 100. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-V-
Figur 101. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 102. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-VI-
Figur 103. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 104. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-VII-
Figur 105. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 106. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-VIII-
Figur 107. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 108. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-IX-
Figur 109. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 110. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-X-
Figur 111. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 112. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-XI-
Figur 113. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 114. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-XII-
Figur 115. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 116. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-XIII-
Figur 117. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 1 i zon K.
Figur 118. Returtemperatur för varje framledningstemperatur och timme för plan 2 i zon C.
-XIV-
Bilaga 2
I Figur 119 visas medelvärdet av PPD under kontorstid för zon C när enbart basventilationen är i drift för att täcka kylbehovet under sommarfall med en utomhustemperatur på 29°C. Nämnvärt att kommentera är att med ingen slutapparat installerad uppnås ändå inte allt för höga värden av PPD.
Figur 119. Medelvärde av PPD under kontorstid för de utplacerade personerna i zon C när enbart basventilation är i drift vid utomhustemperatur på 29°C. Zon C är ett av de öppna kontorslandskapen för plan 2, se Figur 19.
-XV-
Bilaga 3
Originalritning för de två plan som används i det här arbetet visas i Figur 120. Nedre del av figuren visar plan 1 och övre del plan 2.
Figur 120. Originalritning för de plan som används i det här arbetet.