Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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
Investigation of potentials in thermal energy storage for space heating applications in Sweden
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Sustainable development, Environmental science and Engineering.
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Sustainable development, Environmental science and Engineering.
2018 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Undersökning av potentialen hos värmelagring för rumsuppvärmningsapplikationer i Sverige (Swedish)
Abstract [en]

The aim of this study was to investigate the economic and energy-efficiency potentials for configuring thermal energy storage (TES) units in Swedish residential buildings. Consequently, the goal was to carry out economical and energy calculations over two applications of coupling two different types of heat pumps with a TES unit (water tank) for providing space heating in a detached single-family house in Stockholm, Sweden during winter time. The heating systems with the heat pumps and TES unit were modeled and simulated using the software MATLAB. Different criteria were applied to govern when the heat pumps would charge the TES unit, for example one criterion stated that the charging process would only occur if the electricity price was lower than a certain value. The results showed that there were savings both in terms of energy and economy for coupling a TES unit with a heat pump, for both types of heat pumps and regardless of criteria selection. The conclusions of the study is that there is potential for configuring TES units with heat pumps in detached single-family households in Sweden. However, since the models in this study included several simplifications, it is necessary to perform similar simulations with wider and more accurate models.

Abstract [sv]

Energieffektivisering i byggnader är ett mycket aktuellt område i miljödiskussioner idag. Den totala energianvändningen i villor i Sverige 2014 motsvarade 31.2 TWh. Ett av forskningsområdena inom energieffektivisering i villor är värmelagringssystem (thermal energy storage systems, TES). Med TES kan man lagra energi och således uppstår möjligheten att frikoppla energianvändningen från energiproduktionen. Det finns olika typer av lagringsmetoder men denna rapport fokuserade på sensibel värmelagring i form av en tank, med vatten som lagringsmedium, kopplad till en värmepump. Syftet var att undersöka både ekonomisk- och energipotential för att konfigurera TES-enheter i fristående svenska villor. Således var målet att utföra beräkningar för ekonomiska- och energibesparingar för de två olika typer av värmepumpar kopplade med TES-enheten som tillgodoser värmebehovet för en fristående villa i Sverige under en vintervecka i februari.

Värmebehovet för hushållet räknades fram timvis för den vecka som studerades. Utifrån detta behov bestämdes värmepumpens uteffekt per dag. För timmar där effekten producerad av värmepumpen översteg värmebehovet laddades TES-enheten för senare användning vid timmar med värmebehov som översteg effekten producerad av värmepumpen. TES-enheten som var en vattentank dimensionerades utefter det största värmebehovet under  veckan.

De två värmesystemskonfigurationer presenterades som case A och B, där case A inkluderade en TES-enhet kopplad med en bergvärmepump med ett konstant COP-värde och case B en luftvattenvärmepump med ett varierande COP-värde kopplad med en TES-enhet. För att kunna utföra beräkningar användes datorprogrammet MATLAB, där olika kriterier styrde hur värmepumparna laddade TES-enheten. Båda casen undersöktes med och utan hänsyn till ett elektricitet-prisvariationskriterium samt ett COP-variationskriterium för case B.

Resultatet indikerade att för ett värmesystem med en TES-enhet kopplad till en värmepump finns både ekonomisk-och energibesparing. Besparingarna varierade beroende på typ av värmepump och kriterier som togs till hänsyn. Men oavsett typen av värmesystem och kriterier fanns det besparingspotential. Slutsatserna är att det finns potential att implementera TES-enheter med värmepump i fristående svenska villor men att det behövs undersökningar med noggrannare modeller för att erhålla ett mer ackurat resultat. Detta då flera förenklingar och antaganden har gjorts i denna studie.

Place, publisher, year, edition, pages
2018. , p. 49
Series
TRITA-ABE-MBT ; 18206
Keywords [en]
thermal energy storage, heat pump, energy efficiency
Keywords [sv]
värmelagring, värmepump, energieffektivitet
National Category
Energy Systems
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-229664OAI: oai:DiVA.org:kth-229664DiVA, id: diva2:1213812
Educational program
Master of Science in Engineering - Energy and Environment
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-08-09 Created: 2018-06-05 Last updated: 2018-08-09Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1033 kB)3 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1033 kBChecksum SHA-512
6198db0f448180742535085bc339b88281c9d22bf745abfb4420b9ea7626fb1da1f9a2b101209de131139535e9f7be130712b8650aad1fb5726374fb67bf52c3
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Sustainable development, Environmental science and Engineering
Energy Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 3 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: 29 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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