Optimization of fluid-based heat-recovery systems

• Main Author: Engström, Olle
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Hållbara byggnader 2019
• Subjects: Heat recovery; fluid-based; ventilation; FTX; energy saving; Värmeåtervinning; vätskekopplad; batteriåtervinning; värmebatteri; glykol; vätskebaserad; energibesparing; Other Civil Engineering; Annan samhällsbyggnadsteknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-257876

This report aims to investigate how fluid-based heat-recovery systems for ventilation can be optimized. A high proportion of existing systems operate at lower efficiency than possible, and thus do not reach their full potential in terms of energy savings. The aim of this report has been to find out why, to identify which parameters affect the efficiency of such systems, and to develop a general methodology for optimization. As a method for execution, a literature study and field experiments were chosen. The results from the literature study showed that dimensioned efficiency, fluid flow in the circuit and degree of contamination of the system were important parameters that greatly affected performance. The field experiments largely confirmed this, but also showed that an implementation of the theoretically optimal fluid flow is not always beneficial to the performance, but higher flow should always be considered. The results also indicated a correlation between the fluid flow and the convective heat-transfer coefficient (U-value) in the heat exchangers. A methodology for optimization is presented in the discussion section. As a suggestion for further research, two possible directions are proposed - the potential of cleaning and the effect of the fluid flow.   === Den här rapporten har syftat till att utreda hur vätskekopplade värmeåtervinningssystem för ventilation kan optimeras. En hög andel befintliga system fungerar med lägre verkningsgrad än vad som är möjligt, och uppnår därmed inte sin fulla potential vad gäller energibesparing. Målet med den här rapporten har varit att ta reda på varför, att identifiera vilka parametrar som påverkar dylika systems verkningsgrad, och att ta fram en generell metodik för optimering. Som metod för utförande gjordes först en litteraturstudie och senare fältexperiment som utgick ifrån vad litteraturstudien indikerade. Resultatet från litteraturstudien visade att dimensionerad verkningsgrad, vätskeflödet i kretsen och försmutsningsgrad av systemet var viktiga parametrar som påverkade prestandan i hög grad. Fältexperimenten bekräftade detta till stor del, men visade också att en implementering av det teoretiskt optimala vätskeflödet inte alltid är till gagn för prestandan, utan högre flöde borde alltid övervägas. Resultaten indikerade också en korrelation mellan vätskeflödet och det konvektiva övergångstalet (U-värdet) i värmeväxlarna. En metodik för optimering presenteras i diskussionsavsnittet. Som förslag på vidare forskning föreslås två möjliga inriktningar – rengöringens potential samt vätskeflödets inverkan.