Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Analysis of a hybrid heating system with alternative control strategies
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The potential of a hybrid heating system with the possibility to utilize both district heating and a ground source heat pump is of great interest due to the high prices for district heating in dense populated areas. By controlling a hybrid heating system in a more cost effective manner there might be a possibility to trim the lifetime cost of the entire system. By using the different heating sources to their full strength, the ground source heat pump for space heating needs and the district heating for peak coverage and domestic hot water a more efficient heating system could be achieved.

The overall objective for this thesis is to construct and test alternative control strategies for a hybrid heating system in place at the multi-family housing cooperative BRF Artilleriberget 8 in Stockholm, Sweden. These control strategies were to be investigated from a lifetime cost and COP perspective over a time period of 18 years. Two alternative control strategies was constructed and tested by comparing them to the control strategy already in place. The simulation software TRNSYS was used to model and simulate the hybrid heating system. A model of the hybrid heating system with the same control which is used in the actual system was created and validated with measured data from the site.

By applying a control strategy where the ground source heat pump is used to cover the full space heating demand instead of only being operational during a period between 1st September to 30th April it was shown in this study that the total cost of the 18 simulated years could be decreased by 4%. It was also shown that the the higher load on the boreholes did not affect the temperature inside the boreholes to any high extent, instead the temperature in the borehole decreased throught the simulated time with 5 ˚C.

Abstract [sv]

Potentialen för ett hybridvärmesystem med möjligheten att använda sig av både fjärrvärme och bergvärmepumpar är av stort intresse speciellt då priserna för fjärrvärme är höga i tätbebodda områden. Genom att styra ett hybridvärmesystem på ett mer kostnadseffektivt sätt finns det möjligheter att trimma kostnader för systemet. Genom att använda de olika värmekällornas specifika styrkor, bergvärmepumparna för radiatorerna och fjärrvärmen för tappvarmvattnet, är det möjligt att systemet uppnår en högre effektivitet.

Målet med denna uppsats är att skapa och testa alternativa kontrollstrategier för ett existerande hybridvärmesystem installerat hos bostadsrättsförmedlingen Artilleriberget 8 i Stockholm, Sverige. Kontrollstrategierna ska utvärderas ur ett perspektiv innefattande livstidskostnad och COP över en tidsperiod på 18 år. Två alternativa kontrollstrategier skapades och testades genom att jämföra dem med kontrollstrategin som installerades då värmesystemet sattes i bruk. Simuleringsprogrammet TRNSYS användes för att modellera och simulera hybridvärmesystemet. En modell av hybridvärmesystemet med samma kontroll som är installerad i det verkliga systemet skapades och validerades med uppmätt data från anläggningen.

Genom att använda en kontrollstrategi där bergvärmepumpen är aktiv hela året istället för att enbart vara aktiv under perioden mellan 1:a september till den 30:e april visade det sig att den totala kostnaden över den simulerade 18 års perioden kunde minskas med 4%. Det visade sig även att den mer omfattande användningen av borrhålen inte påverkade temperaturen i borrhålen i någon större utsträckning. Istället visade det sig att temperaturen i borrhålen minskade utöver den simulerade perioden med 5 ˚C.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 38 p.
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-194366OAI: oai:DiVA.org:kth-194366DiVA: diva2:1039678
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-10-25 Created: 2016-10-25 Last updated: 2016-10-25Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1802 kB)16 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1802 kBChecksum SHA-512
2c9d7f297ea34d803d44b9d4b6db4294314f020e61ad82e670fffe5ccc370d69a11cf23fccc19eadd92c0c9af4879ffb116e5e4a46fc1b3cf84761cc7cea0bbb
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 16 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

Total: 26 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link