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
Simulering av spillvattenflödet i Solnaverkets värmepumpar
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology, Applied Thermodynamics and Refrigeration.
2015 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Simulation of the waste water flow in the heat pump plant in Solna (English)
Abstract [sv]

Norrenergi har fyra värmepumpar i sitt värmeverk i Solna. Värmepumparna använder spillvatten från Bromma reningsverk för att göra fjärrvärme att distribuera i Solna och Sundbyberg. Detta spillvatten leds in i en kanal där det sedan pumpas upp i värmepumparnas förångare. Spillvattnet pumpas först upp i värmepump 1. Det vatten som inte pumpas upp i första värmepumpen, pumpas upp i den andra värmepumpen om den är i drift. På vinterhalvåret är spillvattenflödet till kanalen begränsat och temperaturen kan vara lägre. Detta medför att spillvattnet in till värmepump 2 kan ha lägre temperatur på grund av att det delvis redan har passerat genom förångaren i värmepump 1.

Syftet med detta arbete är att simulera denna anläggning och se hur en omfördelning av spillvattnet kan påverka den totala värmeeffekten ut från värmepump 1 och 2, samt att se om det går att köra värmepumparna med bättre ekonomi.

Genom att ta fram värmepumpsspecifika ekvationer baserade på uppmätta data i anläggningen och bygga en modell i Excel, har dessa frågeställningar besvarats matematiskt. Resultatet visar att det inte är lönsamt att omfördela flödet genom att minska flödet in i värmepump 1 för att få en högre temperatur in i värmepump 2. Detta för att ett lägre flöde genom förångaren i värmepump 1 påverkar värmegenomgångstalet negativt, vilket i sin tur leder till en sämre värmeöverföring från spillvattnet till köldmediet. Det leder också till lägre förångningstryck i denna förångare vilket gör att risken för frysning ökar.

För att säkerställa driften av både värmepump 1 och 2 bör istället effekten på värmepump 1 regleras ner för att nå en ingående spillvattentemperatur i värmepump 2 som är tillräckligt hög för att den ska kunna vara i drift.

Abstract [en]

Norrenergi has four heat pumps in their heating plant in Solna. These heat pumps use waste water from the Bromma sewage treatment plant as a heat source to produce district heating to distribute in Solna and Sundbyberg. This waste water is led into a duct where it is pumped through the evaporators of the heat pumps. The waste water is first pumped up into the first heating pump. The water that is not used in the first heat pump is passed by to be pumped up into the second heat pump, if it is in operation. In the winter months, the waste water flow into the duct is limited and the temperature can be lower. The consequence of this is that the waste water to heat pump 2 may have lower temperature, because it has already partially passed through the evaporator in heat pump 1.

The aim of this study is to simulate this plant and investigate the possibility to optimize the distribution of the waste water to increase the total heating capacity of heat pump 1 and 2, and investigate if it is possible to operate the heat pumps with better economy.

By developing heat pump specific equations based on measured data in the plant and build a model in Excel, these questions have been answered mathematically. The results of this study shows that it is not profitable to redistribute the waste water flow by reducing the flow into the evaporator of heat pump 1, to achieve a higher temperature of the water into heat pump 2. This is due to a lower flow through the evaporator in heat pump 1 affecting the overall heat transfer coefficient negatively, which in turn leads to a poorer heat transfer from the waste water to the refrigerant. It also results in a lower evaporation pressure within the evaporator of heat pump 1, which means the risk of freezing increases.

To secure the operation of both heat pump 1 and 2, the heating capacity of heat pump 1 should be reduced to reach an incoming waste water temperature into heat pump 2 that is high enough to keep the second heat pump in operation.

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
Keyword [sv]
värmepumpar
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-169697OAI: oai:DiVA.org:kth-169697DiVA: diva2:824688
Subject / course
Refrigerating Engineering
Educational program
Master of Science in Engineering - Mechanical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-06-29 Created: 2015-06-22 Last updated: 2015-06-29Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1351 kB)172 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1351 kBChecksum SHA-512
8aa3736d43ab642817898187b1043667d3d980f33eb3a2bead3f40c465a0ad5266579a3e17a1920296c4c3d4c524296e31dcde2e255eada5e1b4c412d474bf21
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Applied Thermodynamics and Refrigeration
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 172 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: 347 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