Advanced

Energi- och inneklimatsimulering av behovsstyrt FTX för flerbostadshus - Baserat på mätningar av VOC och fukttillskott i 24 lägenheter

Blom, Karl LU (2015) In TVIT-5055 VBF820 20151
Division of Building Services
Division of Building Physics
Abstract
Energy use and climate impact are important topics in today’s society. To combat global warming, the EU has set a goal framework with a 20 % reduction target until 2020 for domestic energy use compared to 1990.
Today, the building sector in Sweden accounts for 30 % of the domestic energy use. To achieve the goals for energy and climate set by the EU, changes are required. The Swedish parliament has, in addition to a 20 % reduction in energy use until 2020, set a goal of 50 % reduction until 2050, both compared to the levels of 1990.
Between 1964 and 1975 more than one million apartments were built in Sweden, during the so called “Million Program”. These buildings are interesting from an energy efficiency point of view because of their... (More)
Energy use and climate impact are important topics in today’s society. To combat global warming, the EU has set a goal framework with a 20 % reduction target until 2020 for domestic energy use compared to 1990.
Today, the building sector in Sweden accounts for 30 % of the domestic energy use. To achieve the goals for energy and climate set by the EU, changes are required. The Swedish parliament has, in addition to a 20 % reduction in energy use until 2020, set a goal of 50 % reduction until 2050, both compared to the levels of 1990.
Between 1964 and 1975 more than one million apartments were built in Sweden, during the so called “Million Program”. These buildings are interesting from an energy efficiency point of view because of their quantity, similarities and need of renovation. A crucial part of reducing the energy use in these buildings is to improve the HVAC systems, for example installing an MHRV (Mechanical heat-recovery ventilation)
Wise Apartment Solution is a DCV (Demand Controlled Ventilation) with mechanical heat-recovery, developed by Swegon specifically for renovation of multifamily houses. The control parameters for this system are VOC (Volatile organic compounds) and moisture supply. In this thesis the HVAC system is evaluated from an energy efficiency and indoor air quality point of view, where the set points for the regulation are varied.
This specific system is installed in a multifamily building in Norrköping. Measurements of VOC and moisture supply have been collected from 24 apartments for almost a year. Based on the measurements, simulations have been conducted in IDA ICE, which is an energy and indoor climate simulation software. Multiple simulations with different settings of the control parameters have been run. All simulations are compared to the conventional alternative, which is a CAV with heat recovery.
The results from the simulations show that a potential in a reduction in energy use, and also a risk of increased energy use for the heating system, compared to the CAV. This largely depends on the control parameter set points, the users and the users’ behavior. For the indoor air quality, generally, a positive effect is achieved for all set points simulated. On average, the levels of VOC and relative humidity are lowered compared to the CAV. This also depends on how the comparison is done. The system can either reduce the energy used or improve the indoor air quality, depending on the set points.
The differences in energy use between the DCV simulations and the CAV, whether increased or decreased, are relatively small. This shows that the main energy reduction cause is the heat exchanger and additional reduction is small.
Compared to a DCV with CO2-control, the energy efficiency is marginally reduced. However, with the VOC-control, the indoor air quality can be improved due to the sensors ability to detect pollutants which a CO2-sensor is unable to. (Less)
Abstract (Swedish)
Energi och klimatpåverkan är ständigt aktuellt i dagens samhälle. För att motverka den globala uppvärmningen har EU tagit fram klimatmål där bland annat energianvändningen ska minska med 20 % mot 1990 års nivåer år 2020.

En stor andel av energianvändningen orsakas i Sverige idag av bygg- och fastighetsbranschen där byggnadsbeståndet står för ca 30 % av energianvändningen. För att klara EU:s klimatmål krävs kraftiga åtgärder och förändringar. Riksdagen har beslutat att energianvändningen ska minska med 20 respektive 50 % till år 2020 respektive 2050. Dessutom ska ökade incitament ges att renovera det befintliga bostadsbeståndet, där en stor del av potentialen till att energieffektivisera finns.
Under en period mellan 1964 – 1975... (More)
Energi och klimatpåverkan är ständigt aktuellt i dagens samhälle. För att motverka den globala uppvärmningen har EU tagit fram klimatmål där bland annat energianvändningen ska minska med 20 % mot 1990 års nivåer år 2020.

En stor andel av energianvändningen orsakas i Sverige idag av bygg- och fastighetsbranschen där byggnadsbeståndet står för ca 30 % av energianvändningen. För att klara EU:s klimatmål krävs kraftiga åtgärder och förändringar. Riksdagen har beslutat att energianvändningen ska minska med 20 respektive 50 % till år 2020 respektive 2050. Dessutom ska ökade incitament ges att renovera det befintliga bostadsbeståndet, där en stor del av potentialen till att energieffektivisera finns.
Under en period mellan 1964 – 1975 byggdes i Sverige närmare miljonen bostäder, under Miljonprogrammet. Dessa byggnader är energimässigt intressanta för att de är många, liknande och i stort behov av renovering. En viktig åtgärd för att minska energianvändningen för dessa byggnader är att se över bland annat ventilationssystemet, som ofta är självdrag (S), eller från- och tilluftssystem utan värmeväxling (FT), och byta ut dessa mot ett värmeåtervinnande system, till exempel FTX.
WISE Apartment Solution är ett behovsstyrt FTX-system utvecklat av Swegon. Systemet är specifikt framtaget för installation vid renovering av flerbostadshus. Systemet styr på mätningar av VOC (lättflyktiga organiska ämnen) i kombination med fukttillskott.

I detta examensarbete utvärderas systemets energieffektivitet och dess effekt på inneklimatet i en simulering av ett flerbostadshus med olika gränsvärden för styrparametrarna. Mätdata för analysen har samlats in från ett system som är installerat för 24 lägenheter i ett flerbostadshus i Norrköping. Med detta underlag har systemet simulerats i IDA ICE, med varierande gränsvärden och förutsättningar. Olika styrstrategier för ventilationen har jämförts mot ett traditionellt konstantflödessystem (CAV - Constant Air Flow).

Resultatet från simuleringarna visar att det både finns en potential till energibesparing, men också en risk för en ökad energianvändning. Detta beror i stor del på gränsvärden, styrparametrar samt belastningen från brukarna. Beroende på inställningen av systemet kan antingen energibesparing eller förbättring av innemiljö uppnås med systemet.
Skillnaden i energianvändning mellan de olika styrstrategierna är dock relativt liten. Energiåtervinningen som orsakas av värmeväxlaren är den största energibesparingsåtgärden, och ytterligare besparing med behovsstyrning är liten. Simuleringarna visar dock att inneklimatet förbättras betydligt med ett behovsstyrt system som kör på VOC och fukttillskott. Jämfört med ett system som styrs med CO2 är energieffektiviteten marginellt lägre. Däremot innebär VOC-styrningen att föroreningar som inte registreras av en CO2-givare kan ventileras bort och förbättra inneklimatet. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Blom, Karl LU
supervisor
organization
course
VBF820 20151
year
type
H3 - Professional qualifications (4 Years - )
subject
keywords
Indoor Air Quality, Multi-family houses, VOC, Demand Controlled Ventilation
publication/series
TVIT-5055
ISSN
1652-6783
language
Swedish
additional info
Examinator Dennis Johansson
id
7861371
date added to LUP
2015-10-09 15:37:28
date last changed
2015-10-09 15:37:28
@misc{7861371,
  abstract     = {Energy use and climate impact are important topics in today’s society. To combat global warming, the EU has set a goal framework with a 20 % reduction target until 2020 for domestic energy use compared to 1990.
Today, the building sector in Sweden accounts for 30 % of the domestic energy use. To achieve the goals for energy and climate set by the EU, changes are required. The Swedish parliament has, in addition to a 20 % reduction in energy use until 2020, set a goal of 50 % reduction until 2050, both compared to the levels of 1990. 
Between 1964 and 1975 more than one million apartments were built in Sweden, during the so called “Million Program”. These buildings are interesting from an energy efficiency point of view because of their quantity, similarities and need of renovation. A crucial part of reducing the energy use in these buildings is to improve the HVAC systems, for example installing an MHRV (Mechanical heat-recovery ventilation)
Wise Apartment Solution is a DCV (Demand Controlled Ventilation) with mechanical heat-recovery, developed by Swegon specifically for renovation of multifamily houses. The control parameters for this system are VOC (Volatile organic compounds) and moisture supply. In this thesis the HVAC system is evaluated from an energy efficiency and indoor air quality point of view, where the set points for the regulation are varied.
This specific system is installed in a multifamily building in Norrköping. Measurements of VOC and moisture supply have been collected from 24 apartments for almost a year. Based on the measurements, simulations have been conducted in IDA ICE, which is an energy and indoor climate simulation software. Multiple simulations with different settings of the control parameters have been run. All simulations are compared to the conventional alternative, which is a CAV with heat recovery.
The results from the simulations show that a potential in a reduction in energy use, and also a risk of increased energy use for the heating system, compared to the CAV. This largely depends on the control parameter set points, the users and the users’ behavior. For the indoor air quality, generally, a positive effect is achieved for all set points simulated. On average, the levels of VOC and relative humidity are lowered compared to the CAV. This also depends on how the comparison is done. The system can either reduce the energy used or improve the indoor air quality, depending on the set points.
The differences in energy use between the DCV simulations and the CAV, whether increased or decreased, are relatively small. This shows that the main energy reduction cause is the heat exchanger and additional reduction is small. 
Compared to a DCV with CO2-control, the energy efficiency is marginally reduced. However, with the VOC-control, the indoor air quality can be improved due to the sensors ability to detect pollutants which a CO2-sensor is unable to.},
  author       = {Blom, Karl},
  issn         = {1652-6783},
  keyword      = {Indoor Air Quality,Multi-family houses,VOC,Demand Controlled Ventilation},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  series       = {TVIT-5055},
  title        = {Energi- och inneklimatsimulering av behovsstyrt FTX för flerbostadshus - Baserat på mätningar av VOC och fukttillskott i 24 lägenheter},
  year         = {2015},
}