Energy Efficiency through Thermal Energy Storage : Possibilities for the Swedish Building Stock

The need for heating and cooling in buildings constitutes a considerable part of the total energy use in a country and reducing this need is of outmost importance in order to reach national and international goals for reducing energy use and emissions. One important way of reaching these goals is to increase the proportion of renewable energy used for heating and cooling of buildings. Perhaps the largest obstacle with this is the often occurring mismatch between the availability of renewable energy and the need for heating or cooling, hindering this energy to be used directly. This is one of the problems that can be solved by using thermal energy storage (TES) in order to save the heat or cold from when it is available to when it is needed. This thesis is focusing on the combination of TES techniques and buildings to achieve increased energy efficiency for heating and cooling. Various techniques used for TES as well as the combination of TES in buildings have been investigated and summarized through an extensive literature review. A survey of the Swedish building stock was also performed in order to define building types common in Sweden. Within the scope of this thesis, the survey resulted in the selection of three building types, two single family houses and one office building, out of which the two residential buildings were used in a simulation case study of passive TES with increased thermal mass (both sensible and latent). The second case study presented in the thesis is an evaluation of an existing seasonal borehole storage of solar heat for a residential community. In this case, real measurement data was used in the evaluation and in comparisons with earlier evaluations. The literature reviews showed that using TES opens up potential for reduced energy demand and reduced peak heating and cooling loads as well as possibilities for an increased share of renewable energy to cover the energy demand. By using passive storage through increased thermal mass of a building it is also possible to reduce variations in the indoor temperature and especially reduce excess temperatures during warm periods, which could result in avoiding active cooling in a building that would otherwise need it. The analysis of the combination of TES and building types confirmed that TES has a significant potential for increased energy efficiency in buildings but also highlighted the fact that there is still much research required before some of the technologies can become commercially available. In the simulation case study it was concluded that only a small reduction in heating demand is possible with increased thermal mass, but that the time with indoor temperatures above 24 °C can be reduced by up to 20%. The case study of the borehole storage system showed that although the storage system worked as planned, heat losses in the rest of the system as well as some problems with the system operation resulted in a lower solar fraction than projected. The work presented within this thesis has shown that TES is already used successfully for many building applications (e.g. domestic hot water stores and water tanks for storing solar heat) but that there still is much potential in further use of TES. There are, however, barriers such as a need for more research for some storage technologies as well as storage materials, especially phase change material storage and thermochemical storage.

Energieffektivisering via termisk energilagring

Uppsatta mål för kraftigt minskad mängd köpt energi inom byggnadssektorn öppnar upp för alternativa tekniker när både befintliga och nya byggnader ska energieffektiviseras. Genom att lagra värme och/eller kyla kan tillgänglig energi flyttas i tid och bidra till energieffektivisering genom t.ex. en ökad andel förnyelsebar energi eller minskad toppeffekt.

Thermal energy storage in Swedish single family houses : a case study

In a Nordic climate, space heating (SH) and domestic hot water (DHW) used in buildings constitute a considerable part of the total energy use in the country. For 2010, energy used for SH and DHW amounted to almost 90 TWh in Sweden which corresponds to 60 % of the energy used in the residential and service sector, or almost 24 % of the total final energy use for the country. Storing heat and cold with the use of thermal energy storage (TES) can be one way of increasing the energy efficiency of a building by opening up possibilities for alternative sources of heat or cold through a reduced mismatch between supply and demand. Thermal energy storage without the use of specific control systems are said to be passive and different applications using passive TES have been shown to increase energy efficiency and/or reduce power peaks of systems supplying the heating and cooling needs of buildings, as well as having an effect on the indoor climate. Results are however not consistent between studies and focus tend to be on the reduction of cooling energy or cooling power peaks. In this paper, passive TES introduced through an increased thermal mass in the building envelope to two single family houses with different insulation standard is investigated with building energy simulations. A Nordic climate is used and the focus of this study is both on the reduction of space heating demand and space heating power, as well as on reduction of excess temperatures in residential single family houses without active cooling systems. Care is taken to keep the building envelope characteristics other than the thermal mass equal for all cases so that any observations made can be derived to the change in thermal mass. Results show that increasing the sensible thermal mass in a single family house can reduce the heating demand only slightly (1-4 %) and reduce excess temperatures (temperatures above 24 degrees C) by up to 20 %. Adding a layer of PCM (phase change materials) to the light building construction can give similar reduction in heating demand and excess temperatures, however the phase change temperature is important for the results.

Energy Efficiency through Thermal Energy Storage - Evaluation of the Possibilities for the Swedish Building Stock, Phase 1

As a first step in assessing the potential of thermal energy storage in Swedish buildings, the current situation of the Swedish building stock and different storage methods are discussed in this paper. Overall, many buildings are from the 1960’s or earlier having a relatively high energy demand, creating opportunities for large energy savings. The major means of heating are electricity for detached houses and district heating for multi dwelling houses and premises. Cooling needs are relatively low but steadily increasing, emphasizing the need to consider energy storage for both heat and cold. The thermal mass of a building is important for passive storage of thermal energy but this has not been considered much when constructing buildings in Sweden. Instead, common ways of storing thermal energy in Swedish buildings today is in water storage tanks or in the ground using boreholes, while latent thermal energy storage is still very uncommon.

Evaluation of a high temperature solar thermal seasonal borehole storage

A solar thermal system with seasonal borehole storage for heating of a residential area in Anneberg, Sweden, approximately 10 km north of Stockholm, has been in operation since late 2002. Originally, the project was part of the EU THERMIE project “Large-scale Solar Heating Systems for Housing Developments” (REB/0061/97) and was the first solar heating plant in Europe with borehole storage in rock not utilizing a heat pump. Earlier evaluations of the system show lower performance than the preliminary simulation study, with residents complaining of a high use of electricity for domestic hot water (DHW) preparation and auxiliary heating. One explanation mentioned in the earlier evaluations is that the borehole storage had not yet reached “steady state” temperatures at the time of evaluation. Many years have passed since then and this paper presents results from a new evaluation. The main aim of this work is to evaluate the current performance of the system based on several key figures, as well as on system function based on available measurement data. The analysis show that though the borehole storage now has reached a quasi-steady state and operates as intended, the auxiliary electricity consumption is much higher than the original design values largely due to high losses in the distribution network, higher heat loads as well as lower solar gains.

Module property verification : A method to plan and perform quality verifications in modular architectures

Modular product architectures have generated numerous benefits for companies in terms of cost, lead-time and quality. The defined interfaces and the module’s properties decrease the effort to develop new product variants, and provide an opportunity to perform parallel tasks in design, manufacturing and assembly. The background of this thesis is that companies perform verifications (tests, inspections and controls) of products late, when most of the parts have been assembled. This extends the lead-time to delivery and ruins benefits from a modular product architecture; specifically when the verifications are extensive and the frequency of detected defects is high. Due to the number of product variants obtained from the modular product architecture, verifications must handle a wide range of equipment, instructions and goal values to ensure that high quality products can be delivered. As a result, the total benefits from a modular product architecture are difficult to achieve. This thesis describes a method for planning and performing verifications within a modular product architecture. The method supports companies by utilizing the defined modules for verifications already at module level, so called MPV (Module Property Verification). With MPV, defects are detected at an earlier point, compared to verification of a complete product, and the number of verifications is decreased. The MPV method is built up of three phases. In Phase A, candidate modules are evaluated on the basis of costs and lead-time of the verifications and the repair of defects. An MPV-index is obtained which quantifies the module and indicates if the module should be verified at product level or by MPV. In Phase B, the interface interaction between the modules is evaluated, as well as the distribution of properties among the modules. The purpose is to evaluate the extent to which supplementary verifications at product level is needed. Phase C supports a selection of the final verification strategy. The cost and lead-time for the supplementary verifications are considered together with the results from Phase A and B. The MPV method is based on a set of qualitative and quantitative measures and tools which provide an overview and support the achievement of cost and time efficient company specific verifications. A practical application in industry shows how the MPV method can be used, and the subsequent benefits

Hanteringen när medarbetares privata problem inverkar negativt på arbetsplatsen : En studie ur ett ledarskapsperspektiv

Uppsatsens syfte var att undersöka hur ledare hanterar situationer där medarbetares privata problem inverkar negativt på arbetet för både arbetsgivare och övriga medarbetare. För att få svar på det har vi inspirerats av vinjettstudie som utgår från diskussioner av fiktiva fall. Vi har genomfört studien med fyra enskilda semistrukturerade intervjuer och en fokusgruppsintervju där vi först introducerade respondenterna med vinjetterna. Deltagarna till undersökningen valdes ut genom ett subjektivt urval där vi riktade in oss på ledare, angående vilken organisation de tillhörde var av mindre vikt. I teoridelen introducerades teorierna ledarskap, medarbetarskap, individen i gruppen, ekonomi, hälsa, lagar, organisationskultur och föreskrifter samt försäkringskassans roll. Resultatet analyserades sedan mot teorierna och vi kan konstatera att respondenterna generellt menade att det var viktigt att prioritera kommunikation och relationer. Betydelsefullt var att relationerna etablerades innan problemen uppstår eftersom det anses vara svårt att skapa relationer i konfliktfyllda lägen. Tiden har betydelse vid hantering av problem av den orsaken att gränsen för vad som är acceptabelt förflyttas med tidens gång. Beroende på problem varierade graden av toleransnivå hos chefer och övriga medarbetare i vår undersökning. Resultatet visade att gränsen för privatlivets påverkan på arbetslivet går när arbetet blir misskött och när kunder och andra medarbetare påverkas. Utifrån ett genusperspektiv ansåg intervjupersonerna att det saknade betydelse om chefen var en man eller kvinna när det handlade om att hantera problem som uppkom, det ansågs vara personligt.

Samhällets roll i besöksnäringens utveckling

Studien föranleds av den nya konkurrenslagstiftningen som påverkar gränsdragningen mellan privat och offentligt engagemang inom turismen. I studien görs ett försök att förstå den historiska utvecklingen utifrån institutionell teori. Att över tid följa hur turismen från att ha legat utanför samhällets intressesfär till att i allt högre grad inkluderas i och bli föremål för samhällsåtaganden till att i betydande utsträckning åter överflyttas till den privata sfären blir enligt författarnas mening begripligare om förändringsförloppet förstås i den referensram som den institutionella teorin erbjuder. Den pendelrörelse som på detta sätt kan urskiljas beträffande gränsdragningen mellan privat och offentligt är också en del i hur man skall förstå hur synen på konkurrensbetingelser inte är statisk utan i hög grad konstruerad och framförhandlad från tid till annan. Men det som gälller tid tycks också ha en geografisk dimension där vad som anses tillåtet i en del av landet inte uppfattas så på ett annat ställe. Det som uppfattas som ett juridiskt spörsmål i förstone vilar i realiteten i en komplex kontext med ingredienser av historia, ekonomi och geografi.

”Kan regeringen lägga 48 miljarder extra på invandringen, kan man tycka att ett par miljoner kan gå till oss som bor här och är sjuka i hepatit C?” : Hur invandring och mångkultur uttrycks i insändare, en innehållsanalys

Under många år har ”invandringsfrågan” varit en mycket debatterad fråga. Detta märks inte minst i alla de insändare som publicerats i Dalarnas morgontidningar. Integration och ekonomi är exempel på ämnen som nämns i dessa insändare då diskursen invandring diskuteras. En betydande faktor i debatten har bland annat varit Sverigedemokraternas valframgångar. Med denna undersökning vill vi försöka kartlägga hur diskursen invandring framställs i insändare från Dala-demokraten. Detta har gjorts med en innehålls- och diskursanalys. Analysen har utgått från insändare mellan tidsperioden augusti-april 2002/2003 och 2014/2015, vilket motsvarar tiden kring de båda riksdagsvalen.Analysen har genererat fyra teman (mångkultur och svenskhet, integrationsfrågan och invandring, demokrati och yttrandefrihet och ekonomi och välfärd) som diskursen invandring kretsar kring. Utifrån dessa teman har vår analys visat att Sverigedemokraternas valframgångar tenderar att delvis influera diskursen invandring som insändarskribenterna förmedlar. Diskursen invandring har gått från att kretsa kring integrationsproblematik 2002/2003 till ekonomisk problematik 2014/2015. Analysen har även visat på ett ”vi och dem”-tänk som genomsyrar diskursen invandring under bägge tidsperioder. Detta sker både genom fördomsfulla framställningar av andra människor och i uppdelningen av vilka som ”bör” få ta del av Sveriges gemensamma medel.

En väg till utveckling? : Betydelsen av väginvesteringar för regional utveckling - exemplet Falun-Borlänge

Denna rapport behandlar förutsättningar för regionala utvecklingseffekter av en väginvestering. Projektet är en inledande studie kring effekterna av vägen mellan Falun och Borlänge som öppnades för trafik 2005. Projektet är finansierat av Vägverket. Projektet avser att besvara två huvudsakliga frågeställningar: Vilka samhälleliga effekter får en ny väg mellan två städer som ligger inom samma lokala arbetsmarknad? Kan betydelsen för en region av en väginvestering påverkas genom medvetet arbete från regionens aktörer för att utnyttja dess potential? I vår studie går vi bortom själva tidsvinsten och fördjupar oss i hur utbytet mellan de två kommunerna ser ut och förändras. Vi vill också komma åt orsakerna till dessa förändringar. Det är intressant för oss hur aktörernas perspektiv och förväntningar omvandlas till beslut kring resande, byggande, kollektivtrafiksatsningar osv. Betydelsen av den nya vägen avgörs till stor del av hur regionens aktörer ser på den och agerar för att ta vara på dess potential.Studien kan ses som en förstudie. Avsikten har varit att studera utbytet mellan orterna innan vägens färdigställande och att kartlägga synen på regionens potential, vägens betydelse hos företrädare för näringslivsorganisationer, större arbetsgivare, politiker, m fl. Frågorna måste besvaras genom flera olika delstudier med skilda perspektiv. Vi har arbetat med intervjuer med beslutsfattare i den berörda regionen, vi har studerat pendlingsrörelser, analyserat kollektivtrafikens utveckling och vi har försökt att sätta in vägen i ett regionalpolitiskt utvecklingsperspektiv. Fokus i studien ligger på institutionella förhållanden och begrepp och processer i regional utveckling.

The effects of attitudes and personality traits on mode choice

We hypothesise that differences in people's attitudes and personality traits lead them to attribute varying importance to environmental considerations, safety, comfort, convenience and flexibility. Differences in personality traits call be revealed not only in the individuals' choice of transport, but also in other actions of their everyday lives-such as how much they recycle, whether they take precautions or avoid dangerous pursuits. Conditioning on a set of exogenous individual characteristics, we use indicators of attitudes and personality traits to form latent variables for inclusion in an, otherwise standard, discrete mode choice model. With a sample of Swedish commuters, we find that both attitudes towards flexibility and comfort, as well as being pro-environmentally inclined, influence the individual's choice of mode. Although modal time and cost still are important, it follows that there are other ways, apart from economic incentives, to attract individuals to the, from society's perspective, desirable public modes of transport. Our results should provide useful information to policy-makers and transportation planners developing sustainable transportation systems.

Barriers to adapt eCommerce by rural microenterprises in Sweden : a case study

Research has shown that small and medium-sized enterprises (SMEs) are rapidly adopting the e-commerce. However, there is nearly no research into how microenterprises are adopting eCommerce. Present paper focus on microenterprise adaption of eCommerce in terms of barriers in relation to already known research on SMEs. A case study, carried out by 12 microenterprises to find out barriers to adapt eCommerce had been done. The empirical results show that the microenterprises share most of the barriers to adapt the eCommerce with studies of SMEs, but also reveal additional factors affecting adaptation option of eCommerce; supplier agreement, communication and customer strategy. Conclusions are that microenterprises need additional support and communication and customer strategy to adapt eCommerce, depending of their requirement and needs of eCommerce.

Portals for microenterprises in rural area : two cases

Research has shown that microenterprises have ability to survive and grow with the support of portals that include eCcommerce. However, almost no research has demonstrated how it’s done and what support microenterprises want. Results of our study shows that the portals have to be improved to support the use of advanced ICT applications, make it usable to use, and give more time for core business for the participating microenterprises. We have seen that portals have to solve problem with the technical solution and the process of payment. The network building activities in the portals do not happen in such extent that we have expected based on previous research. If portals will get businesses to grow in microenterprises, we propose that in addition to providing access to advanced ICT applications need to climbs one step higher in the DTI ladder and create more of eCommerce to increase sales in a greater market. We also propose that portals which support cooperation between microenterprises in rural areas from different branches have the best chances to succeed in the future.

W-dalaprojektet - Vinnande partnerskap mellan näringsliv och högskola

Samverkan mellan företag, stat, kommuner, landsting o.s.v. och högskolor representerar tillsammans den plattform vilken ofta benämns som Triple Helix. Denna typ av samverkan utgår från antagandet att de inblandade aktörerna kan få belöningar som överstiger de bidrag som de själva sätter in. En sådan samverkan antas också ge företag och den region de befinner sig i konkurrensfördelar och möjligheter att växa och utvecklas. Syftet med Wdalaprojektet, som startade våren 2005 och som skulle avslutas i och med utgången av 2006, var att bygga upp en sådan varaktig samverkan. Den frågan som är i fokus är hur framgångsrikt W-dalaprojektet varit i dessa avseenden? Den här studien försöker:a) beskriva hur projektet initierats och implementeratsb) värdera i vilken utsträckning projektets mål har uppnåtts samtc) identifiera och värdera funktionaliteten hos den samverkansmodellsom använtsErfarenheterna från projektet kan sammanfattas i sex punkter för vad som kan antas vara väsentligt för en långsiktig samverkan att fungera.1. Det behövs fora för kontinuerliga möten och en formaliserad organisation2. ”Kontaktpunkter” för att koordinera samarbetet spelar en viktig roll3. Högskolans ”leveransförmåga” måste förbättras4. ”Kulturkrockar” och en bristande ömsesidig tilltro5. Förmågan att definiera behov av samverkan behöver förbättras6. Långsiktig hållbar ekonomi

Hur når man framgång med småskaliga energibesparingsprojekt? : Nätverk en möjlighet

Föreliggande rapport baseras på ett examensarbete på avancerad nivå inom ämnesområdet företagsekonomi. Bakgrunden är att det i dagsläget finns avancerade system för driftoptimering av energiförbrukning, vilka energibolagen tillämpar i större energisystem i form av exempelvis fjärrvärme. Det har kommit fram ny teknik som billigt möjliggör övervakning av mindre sådana system. Rapportens syfte var att undersöka om ett sådant system kan appliceras i liknande form i småskaliga energibesparingsprojekt. Resultatet av föreliggande rapport är att småskaliga energibesparingsprojekt för kommunala fastigheter kan organiseras genom en generisk nätverksmodell där både kommunala interna resurser och externa resurser kan sammanföras. Nätverket innefattar en kunskapstjänst från ett energibolag/energikonsult. Tjänsten är erbjuden till kunden i syfte att sänka dennes energiförbrukning till en nivå för vad som anses vara rimlig för liknande fastigheter. När förbrukningen har nått en sådan nivå kopplas ett tekniskt mätsystem in för att bevaka energinivån och sända signaler vid avvikelser i energiförbrukning. En lönsamhetsberäkning påvisar i en praktisk tillämpning att projektet kan resultera i att dess initialkostnad återbetalas inom en ettårsperiod. Möjligen kan denna återbetalningsperiod bli något längre vid tillämpningar i andra småskaliga system, men en tydlig lönsamhet är påvisad. Eftersom den relativa ekonomiska fördelen med att bilda denna typ av nätverk för specifika tillämpningar är så tydlig, finns det goda möjligheter till snabb spridning av nätverksmodellen. Dock har verifieringen av affärsmodellen genom tillämpning av energieffektiviseringsåtgärderna och uppföljning inte genomförts på grund av examensarbetenas tidsbegränsning.