Digitala Vetenskapliga Arkivet

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
Field Measurement Analysis of Reversible Heat Pumping Systems: A Techno-Economical Study of Natural Refrigerants in Air- and Ground-Source Systems
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2025 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The use of natural refrigerants in modern heat pumping systems as well as building them to be more efficient are key factors towards attaining a more sustainable future. Through this work two systems using CO2 as a refrigerant for an ASHP and a GSHP have been analyzed through use of field measurements. The ASHP system is reversible meaning it can provide AC as well as heating, while the GSHP has a shared borehole with an adjacent supermarket. Through models created on these field measurements the performance has been evaluated as well as compared to alternative refrigerants to see how they compare and what improvements could be made. The study concludes that the systems have high potential for improvements by properly tuning the discharge pressure levels to more efficiently extract heat. The SP F of the systems could be improved from 1.8 to 3.3 for the ASHP and from 3.2 to 3.3 for the GSHP. It was also shown that other natural refrigerants are feasible alternatives though CO2 does perform well and without compromising the safety of the buildings it operates in. A future connection for the GSHP to support cooling will probably be positive for performance. While the current borehole in the GSHP is beneficial for the apartment building investigated it could be out-performed by more direct supply of recovered heat from the adjacent supermarket although it creates a dependency towards the supermarket.

Abstract [sv]

Användningen av naturliga köldmedel i moderna värempumpssytem samt att bygga dem effektivare är viktigt för att uppnå en mer hållbar framtid. I detta arbete har ett luft- samt ett bergvärmepumpsystem som båda använder CO2 som köldmedel utvärderats med hjälp av mätvärden från installationerna. Luftvärmepumpen är ett system som kan köras reversibelt så att det fungerar både för uppvärmning och nedkylning medan bergvärmepumpen har ett delat borrhål tillsammans med en närliggande matbutik. Med hjälp av modeller skapade utifrån mätvärdena har prestandan av systemen kunnat mätas samt jämföras med alternativa köldmedel för att se hur de förhåller sig samt vad för förbättringsmöjligheter som existerar. Arbetet kommer fram till att systemen har hög potential för förbättring genoma att ordentligt se över trycknivåerna i systemen. Enligt modellen kan SP F för luftvärmepumpen öka från 1,8 till 3,3 samt för bergvärmepumpen öka från 3,2 till 3,3. Studien visade även att andra naturliga köldmedel är jämförbara alternativ men att CO2 utförde arbete väl utan att kompromissa på några säkerhetsaspekter i byggnaderna. Vidare skulle även en framtida AC utbyggnad vara fördelaktigt för prestandan i bergvärmeinstallationen. För det delade borrhålet så är situationen idag fördelaktig för lägenhetsbyggnaden men en direkt väremåtervinning utan att gå via borrhålet hade enligt andra studier varit mer effektivt med nackdelen att det sätter lägenhetsbyggnaden i beroendeställning till matbutiken.

Place, publisher, year, edition, pages
2025. , p. 28
Series
TRITA-ITM-EX ; 2024:546
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-362403OAI: oai:DiVA.org:kth-362403DiVA, id: diva2:1952242
Subject / course
Energy Technology
Educational program
Degree of Master
Presentation
2025-03-03, 00:00
Supervisors
Examiners
Available from: 2025-04-15 Created: 2025-04-15 Last updated: 2025-04-15Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1673 kB)44 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1673 kBChecksum SHA-512
fd14d4d331b06d56c98fe9fdeccfce20ab8d18a9f03f3b8daf1f81e7966227611f4fb2f9c71a9f8747e64689bc1242518639d58f715dbfff46b1c232ea96e11b
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 45 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: 285 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