Students at work in the Air Conditioning and Refrigeration Department of the New York Trade School

Students in the Air Conditioning/Refrigeration Dept. of the New York Trade School are shown hard at work in the classroom. Notice the sign at the rear of the room that reads "Watch Out for Pipes on Floor." Black and white photograph.

TCA Evaluation : Lab Measurements, Modelling and System Simulations

The study reported here is part of a large project for evaluation of the Thermo-Chemical Accumulator (TCA), a technology under development by the Swedish company ClimateWell AB. The studies concentrate on the use of the technology for comfort cooling. This report concentrates on measurements in the laboratory, modelling and system simulation. The TCA is a three-phase absorption heat pump that stores energy in the form of crystallised salt, in this case Lithium Chloride (LiCl) with water being the other substance. The process requires vacuum conditions as with standard absorption chillers using LiBr/water. Measurements were carried out in the laboratories at the Solar Energy Research Center SERC, at Högskolan Dalarna as well as at ClimateWell AB. The measurements at SERC were performed on a prototype version 7:1 and showed that this prototype had several problems resulting in poor and unreliable performance. The main results were that: there was significant corrosion leading to non-condensable gases that in turn caused very poor performance; unwanted crystallisation caused blockages as well as inconsistent behaviour; poor wetting of the heat exchangers resulted in relatively high temperature drops there. A measured thermal COP for cooling of 0.46 was found, which is significantly lower than the theoretical value. These findings resulted in a thorough redesign for the new prototype, called ClimateWell 10 (CW10), which was tested briefly by the authors at ClimateWell. The data collected here was not large, but enough to show that the machine worked consistently with no noticeable vacuum problems. It was also sufficient for identifying the main parameters in a simulation model developed for the TRNSYS simulation environment, but not enough to verify the model properly. This model was shown to be able to simulate the dynamic as well as static performance of the CW10, and was then used in a series of system simulations. A single system model was developed as the basis of the system simulations, consisting of a CW10 machine, 30 m2 flat plate solar collectors with backup boiler and an office with a design cooling load in Stockholm of 50 W/m2, resulting in a 7.5 kW design load for the 150 m2 floor area. Two base cases were defined based on this: one for Stockholm using a dry cooler with design cooling rate of 30 kW; one for Madrid with a cooling tower with design cooling rate of 34 kW. A number of parametric studies were performed based on these two base cases. These showed that the temperature lift is a limiting factor for cooling for higher ambient temperatures and for charging with fixed temperature source such as district heating. The simulated evacuated tube collector performs only marginally better than a good flat plate collector if considering the gross area, the margin being greater for larger solar fractions. For 30 m2 collector a solar faction of 49% and 67% were achieved for the Stockholm and Madrid base cases respectively. The average annual efficiency of the collector in Stockholm (12%) was much lower than that in Madrid (19%). The thermal COP was simulated to be approximately 0.70, but has not been possible to verify with measured data. The annual electrical COP was shown to be very dependent on the cooling load as a large proportion of electrical use is for components that are permanently on. For the cooling loads studied, the annual electrical COP ranged from 2.2 for a 2000 kWh cooling load to 18.0 for a 21000 kWh cooling load. There is however a potential to reduce the electricity consumption in the machine, which would improve these figures significantly. It was shown that a cooling tower is necessary for the Madrid climate, whereas a dry cooler is sufficient for Stockholm although a cooling tower does improve performance. The simulation study was very shallow and has shown a number of areas that are important to study in more depth. One such area is advanced control strategy, which is necessary to mitigate the weakness of the technology (low temperature lift for cooling) and to optimally use its strength (storage).

Fjärrvärmedrivna vitvaror : Erfarenheter från utveckling, installationer och kostnadsberäkningar

Värmedrivna vitvaror eller HWC-maskiner som de kallas av tillverkaren värms med varmt vatten från en cirkulerande krets via en värmeväxlare inbyggd i maskinen, till skillnad från konventionella maskiner som värms med el. Denna teknik skall inte förväxlas med maskiner som är anslutna till varmvattenledningen och fylls på med varmt vatten och som därmed begränsas till disk- och tvätt. Syftet med fjärrvärmedrivna vitvaror är alltså att använda fjärrvärme, som har lägre kvalitet och pris än elenergi för uppvärmning och torkning och på så sätt spara el och utöka fjärrvärmeunderlaget. En jämförelse av koldioxidutsläpp och primärenergianvändning mellan konventionella vitvaror och fjärrvärmedrivna vitvaror visar att både koldioxidutsläpp och primärenergianvändning blir lägre för fjärrvärmedrivna vitvaror om biobränsle anses koldioxidneutralt och den el som ersätts är producerad i kolkraftverk eller gaskombikraftverk.   Denna rapport beskriver utveckling och kommersialisering av värmedrivna vitvaror (disk- och tvättmaskiner samt torktumlare och torkskåp) och hur de kan anslutas mot fjärrvärmesystem i olika systemlösningar. Dessutom har de energimässiga och ekonomiska förutsättningarna för tekniken undersökts. Erfarenheterna från fältprovning är dock mycket begränsade, eftersom de byggen där fälttesterna skulle ske försenades. Under 2013 färdigställs ett flerbostadshus med värmedrivna vitvaror i 160 lägenheter i Västerås.   De utvecklade maskinernas värmeanvändning som andel av total energianvändning vid 60 graders framledningstemperatur har uppmätts till ca 50 % för diskmaskinen, 67 % för tvättmaskinen, 80 % för torktumlaren och 93 % för torkskåpet. I det studerade flerbostadshuset av passivhusstandard uppgår lasten från värmedrivna vitvaror komfortgolvvärme och handdukstorkar till upp mot 30 % av husets totala värmeanvändning. För småhus är motsvarande siffra upp mot 20 %. Att använda fjärrvärme istället för elvärme till dessa installationer som normalt är elvärmda kan allts minska elbehovet betydligt i lågenergibebyggelse vilket också minskar både koldioxidutsläppen och primärenergianvändningen.   Ekonomiska analyser har genomförts för två olika systemkoncept (separat vitvarukrets och Västeråsmodellen) för nybyggda småhusområden och flerfamiljshus där fjärrvärme inte bara används till vitvaror utan också till handdukstorkar och komfortgolvvärme. De ekonomiska analyserna visar att Västeråsmodellen är den mest ekonomiskt intressanta systemlösningen med värmedrivna vitvaror, handdukstork och komfortgolvvärme. I flerfamiljshus kan den vara konkurrenskraftig mot de elvärmda alternativen (konventionellt system med eldrivna vitvaror, komfortgolvvärme och handdukstorkar) om prisskillnaden mellan el och fjärrvärme är större än 0,7 kr/kWh. En parameterstudie visar att kapitalkostnaden blir ganska hög jämfört med energikostnaden, vilket betyder att lång livslängd och många cykler är viktigt för att förbättra de ekonomiska förutsättningarna för värmedrivna vitvaror. För passiva småhus blir kostnaden för Västeråsmodellen med värmedrivna vitvaror, handdukstork och komfortgolvvärme likvärdig med de elvärmda alternativen vid energiprisskillnader på 0,7 kr/kWh inklusive moms, medan det krävs prisskillnader på 0,9 kr/kWh inklusive moms för normalisolerade småhusområden.   Sammanfattningsvis kan sägas att i kommuner med ett konkurrenskraftigt fjärrvärmepris finns det viss lönsamhet för hela konceptet enligt Västeråsmodellen med värmedrivna vitvaror, komfortgolvvärme, och handdukstorkar. Om man däremot ser på konkurrensen för enskilda vitvaror är det främst torktumlaren som är konkurrenskraftig i bostäder. Målpriset på 1000 kr extra för värmedrift har inte kunnat uppnås inom projektet för diskmaskiner och tvättmaskiner. Det krävs lägre priser och låga anslutningskostnader för att räkna hem diskmaskinen och tvättmaskinen som enskilda komponenter.   Värmedrivna tvättmaskiner och torktumlare är konkurrenskraftiga i flerfamiljstvättstugor. Speciellt i de fall där beläggningen är god och flera maskiner delar på anslutningskostnaden till fjärrvärmecentralen kan värmedrift bli riktigt lönsam. Torkskåpens konkurrenskraft har inte kunnat utvärderas, då priset ännu inte fastställts. Att använda VVC-systemet för värmedistribution till värmedrivna vitvaror kan vara mycket intressant, men det kräver att legionellaproblematiken kan lösas. I nuläget finns ingen lösning som uppfyller formuleringarna i boverkets byggregler. Ett annat distributionssätt som kan vara intressant, men som inte undersökts i studien är att använda VVC för varmvattendistribution och en gemensam radiator- och vitvarukrets med konstant framledningstemperatur. Den aktör som förväntas ha störst ekonomiskt intresse av att tekniken implementeras är sannolikt fjärrvärmebolagen som får sälja mer värme och det ligger därmed främst på deras ansvar att marknadsföra tekniken i mötet med sina kunder.

Energieffektivisering av klimatskal med hänsyn till kulturhistorisk värdering : Fallstudier av tre befintliga småhus från 1900-talet ur bevarandesynpunkt

Allt hårdare lagkrav gör att det är svårt att energieffektivisera befintliga byggnader utan att förändra deras utseende. Syftet med examensarbetet är att utreda hur stor energieffektivisering, för tre befintliga småhus uppförda under 1900-talet, som är möjlig att uppnå genom förbättring av byggnadernas klimatskal, det vill säga tak, väggar, golv, fönster och dörrar, utan att förvanska byggnadernas utseende och samtidigt bevara deras kulturhistoriska värden. Arbetet bestod av en förstudie där tre byggnader identifierades, ett undersökningsskede där information om byggnaderna togs fram och ett slutsatsskede där energibesparande åtgärdsförslag togs fram och utvärderades. Byggnader som var goda representanter för sin tid och stil söktes. Byggnader från 1910-talet, 1930-talet och 1970-talet, lokaliserades. Sedan gjordes det fallstudier med intervjuer och inventeringar. För att utreda byggnadens klimatskal utfördes u-värdesberäkningar och energiberäkningar av befintliga byggander och byggnader baserade på föreslagna åtgärdsförslag. Ingen av byggnaderna nådde efter föreslagna åtgärder ner till passivhuskravet 59 kWh/år/m2 Atemp eller BBR-kravet 110 kWh/år/m2 Atemp för en byggnads specifika energianvändning. Den största möjliga energieffektivisering för de tre byggnaderna uppförda under 1900-talet, som är möjlig att uppnå utan att förvanska byggnadernas utseende och samtidigt bevara deras kulturhistoriska värden är 13,0 kWh/år/m2 Atemp, 49,7 kWh/år/m2 Atemp respektive 64,8 kWh/år/m2 Atemp. Slutsatser från arbetet är att byggnader från 1910-tal kan åtgärdas genom att isolera fönstren, sätta dit en extra dörr på insidan av ytterdörren samt tilläggsisolera snedtaket. Byggnader från 1930-tal kan åtgärdas genom att isolera fönstren med en isolerruta på insidan av fönstret och dörrarna med en extra dörr på insidan av ytterdörren. Byggnader från 1970-tal kan åtgärda fönstren genom att byta ut dem till energifönster, ingen åtgärd för golvet men fasaden isoleras utvändigt med vakuumisolering. Byggnaden från 1970-talet klarade sig bäst i jämförelsen eftersom den var i autentiskt skick från början vilket gjorde att förbättringen blev större än för till exempel byggnaden från 1910-talet som redan var ombyggd innan åtgärder föreslogs.

An analysis of embodied energy of office buildings by height

Aims to compare the energy embodied in office buildings varying in height from a few storeys to over 50 storeys. The energy embodied in substructure, superstructure and finishes elements was investigated for five Melbourne office buildings of the following heights: 3, 7, 15, 42 and 52 storeys. The two high-rise buildings have approximately 60 percent more energy embodied per unit gross floor area (GFA) in their materials than the low-rise buildings. While building height was found to dictate the amount of energy embodied in the “structure group” elements (upper floors, columns, internal walls, external walls and staircases), other elements such as substructure, roof, windows and finishes seemed uninfluenced.

Thermal simulation studies of a low energy university building in Australia

A key criterion by which any building will be judged when its environmental impact is assessed is its thermal performance. This paper describes the simulation of an office module in a three-storey university building in south eastern Australia. The module, located at the north-west corner of the top floor of the building, was chosen because it is likely to have the highest cooling load - a primary concern of energy conscious designers of commercial buildings for most parts of Australia.

In the paper, the initial key assumptions are stated, together with a description of a "reference" or base case, against which improvements in thermal performance were measured. The simulation process identified the major influences on thermal performance. This enabled changes in materials and construction, as well as basic design concepts to be evaluated. Features incorporated into the base case such as a metal roof and glazed walkway were found to have adverse influence on energy consumption, and were consequently rejected in preference for an improved design which included a hypocaust slab system on the roof of the office module. The final design was predicted to reduce the annual energy consumption for heating and cooling by 72% and 76% respectively.

La performance thermique est l'un des critegraveres cleacutes de l'eacutevaluation environnementale de tout bacirctiment. Cet article deacutecrit la simulation d'un module de bureau appartenant agrave un immeuble de trois eacutetages d'une universiteacute du sud-est de l'Australie. Ce module, situeacute agrave l'angle nord-ouest de l'eacutetage supeacuterieur du bacirctiment a eacuteteacute choisi car c'eacutetait lui qui, vraisemblablement, avait la charge de refroidissement la plus eacuteleveacutee, ce qui est une preacuteoccupation majeure des concepteurs conscients des problegravemes d'eacutenergie des bacirctiments commerciaux dans la plus grande partie du pays. Le processus de simulation a fait apparaicirctre trois influences principales sur la performance thermique par rapport agrave un cas de base. Cela a permis d'eacutevaluer les modifications apporteacutees aux mateacuteriaux et agrave la construction ainsi qu'aux avant-projets. Les caracteacuteristiques inteacutegreacutees dans le cas de base comme le toit meacutetallique et la passerelle vitreacutee avaient une influence neacutefaste sur la consommation d'eacutenergie et ont donc eacuteteacute rejeteacutees au beacuteneacutefice d'un concept ameacutelioreacute qui comprenait une dalle de type hypocauste sur le toit du module de bureau. Le concept final devrait reacuteduire la consommation annuelle d'eacutenergie pour le chauffage et le refroidissement de 72 % et 76 % respectivement, ce qui donne une ideacutee de la valeur ajouteacutee au processus de production agrave partir de proceacutedures avanceacutees de modeacutelisation et de simulation.

The nature and severity of urinary incontinence in post-natal women

This study investigated the frequency, nature and experience of urinary incontinence in post-natal women. Surveys were completed by 224 women, 50% of whom indicated that they had experienced accidental urine loss. The majority of women who had experienced any symptoms were moderately to greatly bothered by them. A variety of strategies were used to manage the problem; however, 42% of the women who experienced accidental urine loss had taken no action to ease the problem. Women received information about urinary incontinence and pelvic floor exercises from a variety health care professionals, but this was not consistently provided. The implications of these findings are discussed.

Simulation of condensation problems in a roller-skating centre

A commercial roller-skating centre in southern Australia had condensation problems on both the roof and floor. The building is a typical warehouse-type structure with a high level of natural ventilation due to poor construction and permanently open vents. A computer model of the building, using the thermal simulation software TRNSYS, was calibrated from a sensitivity analysis of three key parameters, namely air exchange rate, roof surface heat transfer coefficient and deep ground temperature. The predicted times of condensation on the roof were compared with site observations. The time of year was predicted with acceptable accuracy, although earlier in the morning than had been observed. The effect of installing foil insulation in the roof was simulated. Under normal winter conditions, this modification was enough to stop the condensation. However, in unusually cold and humid conditions, condensation still occurred on both surfaces. This was overcome by heating the floor (15 W/m 2 ) for approximately eight hours. Subsequent modifications have demonstrated the value of the simulations.