Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
En studie av uteluftkonvektor som komplement till bergvärmepump
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2014 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Study of complementing a geothermal heat pump with a convector (English)
Abstract [sv]

Idag finns det många alternativ för uppvärmning av fastigheter, till exempel oljebrännare, elpanna och fjärrvärme. Det som har blivit populärt på senare tid är de energieffektiva värmepumparna, framförallt bergvärmepumpar. En bergvärmepump tar till vara på värmen som finns lagrad i berget som sedan används till husets värmesystem. I de flesta fall fungerar ett sådant system felfritt, men när allt fler fastighetsägare i tätbebyggda områden installerar bergvärmepumpar finns det risk att berget inte hinner återhämta sig under sommarhalvåret. Följderna blir att medeltemperaturen i berget sjunker och sänker prestandan på bergvärmepumpen och i värsta fall orsakar driftstopp.

Projektets syfte är att ta reda på om det är ekonomiskt och energimässigt försvarbart att återladda bergvärmepumpens borrhål med en uteluftkonvektor vid varma perioder under året då effektuttaget är lågt. Uteluftkonvektorn sitter på köldbärarslingan och värmer upp köldbärarvätskan innan den återförs ner i berget. Studien inriktar sig på en normalvilla med en värmeförbrukning på ca 19 000 kWh/år exklusive 5000 kWh/år i tappvarmvatten och som har ett befintligt borrhål som är 100 meter djupt.  Systemet arbetar enligt fyra olika driftfall:

  1. Då utomhustemperaturen är högre än returtemperaturen från berget, och uteluftdelen spetsar borrhålskretsen.
  2. Då utomhustemperaturen är tillräckligt hög för enbart drift av uteluftdelen.
  3. Då utomhustemperaturen är låg, endast borrhålet används.
  4. Då utomhustemperaturen är hög och borrhålet kan återladdas med energi

Projektmålet är att skapa en fungerande modell för en jämförelsestudie. Den ska baseras på de fyra driftfallen och ge ett resultat på hur ett referenshål påverkas av återladdning eller inte. Modellen ska också se hur ett borrhålskluster i Bromma påverkas av återladdning eller inte.

Problemet angrips med en modell som använder superpositionering för beräkning av temperaturförändringen i borrhålet. Resultatet visar att borrhålets medeltemperatur kan sjunka till -10°C vilket påverkar värmepumpens driftsäkerhet och effektivitet. När uteluftkonvektorn är inkopplad och arbetar enligt de fyra driftfallen understiger borrhålstemperaturen inte 0°C. Att återladda ett enskilt borrhål med en uteluftskonvektor är inte energimässigt och ekonomiskt försvarbart. Om borrhålet däremot har sex kringliggande borrhål med lika stort effektuttag så är det både energimässigt och ekonomiskt försvarbart att installera en uteluftskonvektor.

Abstract [en]

Today there are many options for building heating, for example distric heating and oil burners. What has become popular in these days is the energy-efficient heat pumps, particularly ground source heat pumps. A ground source heat pump uses the heat stored in the ground which is then used in the heating system of the house. In most cases, these systems operates flawlessly, but as more and more property owners are installing geothermal heat pumps, there is a risk that the ground does not have time to recover during the summer months. The consequences are that the average temperature in the ground decreases and lowers the performance of the heat pump and at worst causes a downtime.

The project aims to find out whether it is economically and energetically feasible to recharge the ground source heat pump boreholes with a outdoor air convector the warm periods during the year when the power output is low. The outdoor air convector is coneccted on the brine circuit and heating the brine before it is returned into the ground. The study focuses on a normal house with a heat consumption of around 19 000 kWh/year, excluding 5000 kWh/year in hot water and have an existing borehole that is 100 meters deep. The system operates according to four different operating modes:

  1. When the outdoor temperature is higher than the return temperature from the borehole, and the outdoor convector boost the borehole circuit.
  2. When the outdoor temperature is high enough, only the outdoor convector is used.
  3. When the outdoor temperature is low, only the borehole is used.
  4. When the outdoor temperature is high and the borehole can be recharged with energy

The project goal is to create a working model for a comparison study. It will be based on the four modes of operation and give a result of how a reference hole is affected if it recharges or not. The model will also see how borehole clusters in Bromma is affected if it recharges or not.

The problem is solved with a model that uses superposition to calculate the temperature change in the borehole. The result shows that the borehole average temperature may drop to -10°C, which affects the heat pump reliability and efficiency. When the outdoor air convector is connected and working according to the four modes of operation below, the borehole temperature is over 0°C. To recharge a single borehole with a outdoor air convector is not energetically and economically feasible. If the borehole, however, has six surrounding boreholes with equal power output, it is both energetically and economically feasible to install a outdoor air convector.

Place, publisher, year, edition, pages
2014.
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-148092OAI: oai:DiVA.org:kth-148092DiVA: diva2:735258
Available from: 2014-08-21 Created: 2014-07-21 Last updated: 2014-08-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2091 kB)186 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2091 kBChecksum SHA-512
bcac51a2c5389471abd53e0cb6cace69f2bd04df6474c833155a47eb256ad4cbfa4ce4d43994a32b288fcb821a963499ee01bc0891744db3d7a7cdde74385c75
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 186 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 181 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf