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
Potentialen av värmebesparing i ett avlopps luftningsledning
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2015 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
The potential for heat saving in a drain stack’s air vent (English)
Abstract [sv]

I denna avhandling beräknas värmeförlusterna i en konventionell fastighets luftningsledning med tillhörande takventil stam. För dessa undersöks, på begäran av uppdragsgivande kund, passande värmebesparande åtgärder som är möjliga att implementera samtidigt som ett relining-arbete utförs och som ger en lämplig payback tid för den ekonomiska satsning som därigenom måste göras. Värmeförlusterna baseras på indata som antagits ligga inom rimliga gränser för typiska fastigheter i Stockholmsområdet men som lätt kan varieras efter behov. Genomgående är att beräkningarna görs med avseende på gjutjärnsrör vilka fortfarande utgör den vanligaste varianten av avloppsrör i Sverige samt på vilka relining-arbete utförs. De beräkningar för vilka många variabler tas i hänsyn har genomförts i Matlab R2014a och de termodynamiska egenskaperna som använts därtill har tagits från EES.

I denna avhandling tas tre olika typer av värmeförluster i luftningsledningen i beaktning. Dessa är värmeövergång genom konvektion, strålning och luftflöde. De jämförs därefter med desamma för de fall där värmebesparande åtgärder implementerats. Därefter jämförs den besparade värmen med praktikaliteten av åtgärderna samt deras respektive payback tid.

Resultaten visar på att värmeförlusterna i en luftningsledning implementerad på konventionellt vis är tämligen små för ett trevåningshus i Stockholmsregionen trots ofta låga inomhustemperaturer. Detta i kombination med de svåra praktikaliteterna för installation och liknande gör att satsningar på värmepumpar och värmeväxlare inte är att rekommendera. För den 3 meter långa luftningsledningen i gjutjärn uppgår konvektions- och stålningsförlusterna till mellan 6 och 30 W beroende på temperaturen som omger ledningen. För luftningsledningens ventil ovan tak uppgår de sammanlagda förlusterna till mellan ca 3 och 13 W. I de isolerade fallen kan besparingarna ligga på mellan 15 och 4 W för luftningsledningen samt ca 6 och 2 W för ventilen.

Till detta kommer förlusten av uppvärmd luft som strömmar ut ur luftningsledningen. Denna förlust uppgår till mellan ca 2 och 17 W om flödet antas variera mellan 0,1 och 1 liter per sekund. Med stor sannolikhet är dessa flöden momentana och värmeförlusterna därigenom näst intill obefintliga. Dock förhindrar byggregler att denna luft tas tillvara på.

Med kvadratmeterpriset för isolering på 28 SEK/m2 blir payback-tiden ca 5 månader och med ett kvadratmeterpris på 50 SEK/m2 blir den ca 9 månader. För dessa besparingar har inte arbetskostnaden för isoleringsarbetet adderats. Detta bör läggas till av företaget på vilkas begäran denna avhandling gjorts för att på så vis kunna få ett rimligt svar på om en satsning på isolering är rimlig eller ej.

Rekommendationen efter att ämnet i denna rapport avhandlats är att isolering av luftningsledning med takventil kan vara en god satsning för fastigheter som har åtminstone 3 meter luftningsledning, ligger i områden med låga medeltemperaturer eller för fastigheter med många spillvattenflöden

Abstract [en]

This thesis aims at determining the heat losses in a property vent stack and its roof valve. Upon request of a company, the vent stack is analysed for possible heat recovering solutions to be implemented, while relining of the drain system is executed and with a suitable payback time for the economic investments. The heat loss calculations are based on data for properties that are located in the Stockholm region, but also easy to change depending on the situation. The calculations are done on pipes made out of cast iron, which still is the most common type of drain pipe in Sweden, and these are the pipes that relining is usually made on. The calculations that needed to take several variables into account have been done in MatlabR2014a and the thermos dynamical properties that were used in those calculations have been extracted from EES.

Three different types of heat losses in the vent stack have been taken into consideration in this thesis. The three types of heat losses are convection, radiation and one through airflow. These are calculated and subsequently compared with the losses present after possible heat recovering solutions have been implemented. Lastly the heat recovering solutions are evaluated with regards to their practicality and their respective payback time.

The results show heat losses are fairly small in a vent stack implemented in a conventional way for a three story residential home in the Stockholm region. Furthermore, combined with the difficulties in the practical installation, excludes an investment in a heat pump or heat exchanger. The total heat losses for a 3-meter vent stack made out of cast iron varies from 6 and 30 W depending on the temperature surrounding the stack. The total heat loss for the valve on at the top of the vent stack, on the roof, varies from 3 to 13 W. If insulation is used around the vent stack, one is able to save around 4 to 15 W and between 2 and 6 W for the valve.

In addition to this, there are losses due to heated air flowing out from the vent stack. This loss is estimated to be between 2 and 17 W if the flow of air is between 0,1 and 1 litre per second. It is however very likely that these flows are momentary and the heat losses therefore are practically non-existent. However, regulations regarding buildings prohibit the recirculation or any other usage of this air.

With a price of 28 SEK/m2 for the insulation a payback time of approximately 5 months is achieved, if the price is increased to 50 SEK/m2 the payback time is increased to 9 months. These calculations only include the cost of materials and not the cost of executing the work. The company requesting this thesis will need to make this evaluation of work related cost in order to determine if the insulation is a potential investment. 

As a result, this thesis recommends that insulation of the vent stack with a roof valve may be a good solution for properties with a vent stack of at least 3 meters, if the property is in the area with low average temperatures or for properties with many sewage flows entering the drainage pipe. 

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-170918OAI: oai:DiVA.org:kth-170918DiVA: diva2:840964
Subject / course
Energy Technology
Educational program
Master of Science in Engineering - Industrial Engineering and Management; Master of Science in Engineering - Design and Product Realisation
Available from: 2015-07-13 Created: 2015-07-09 Last updated: 2015-10-12Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1308 kB)117 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1308 kBChecksum SHA-512
7275638d66f08fa97319d11bde8c716cf67941fd75fb7e8ad6cd2fb6494e4926e7ca7e1a60dca9e272eb966a1f85698d8d1c31fae8d218955f60d7b7b05f73e9
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 117 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: 180 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