Horizontal wastewater heat recovery heat exchanger, a model

The residential and service sector amounts to approximately 40 percent of Sweden’s entire energy demand. In which 90 percent of that is used by households and non-residential buildings. All in all about 80 TWh are used for heating and the provision of hot water in households and non-residential buildings. Since heating has always been such a large part of the energy consumption for buildings in Sweden, it is only natural that there have been several improvements along the way. There’s a new facility just installed last year in the building Pennfäktaren 11, a horizontal wastewater heat recovery heat exchanger. This thesis study will be focused on creating a TRNSYS model of a waste water heat exchanger, where the crucial parameters such as water flow rate, temperature, and more can be used as inputs to assess the technical performance of the heat exchanger. The model developed in TRNSYS can simulate the performance of a single heat exchanger unit, with a few input parameters needed. The model was developed by using measurement data from the facility in Stockholm to get realistic results depending on time and actual measurements. From the measured data, there were a few parameters that needed to be calculated, first off the mass flow rate of the waste water flow, this was done by an energy balance over the heat exchanger. Following the mass flow rate the cold water set point had to be determined, so that the heat recovered was not larger than the heat that could be utilized by the building. Since data was available from a single site, there was not much else to do than accept the data as true, there were some data points that had to be sorted out however, such as negative flow rates and flow rates much higher than should be possible. The finished model uses all the data from the measurements as well as the calculated values, it provided heat transfer rate along with the outgoing temperatures of both waste water and the preheated water. The first reference scenario provided 25,3 MWh of recovered energy, but the best scenario with an increased waste water temperature as well as increased flow rate it could provide a total of 47,2 MWh, almost twice the original value. To conclude the model seems to simulate a waste water heat exchanger well and returns feasible data. It should be possible to use the model to see if a building is a good “candidate” to install a waste water heat exchanger in.Byggnads och servicesektorn står för cirka 40 procent av Sveriges energibehov. Av de 40 procenten består 90% av energibehov ifrån hushåll och kontorsbyggnader. Totalt sett 80 TWh används för uppvärmning av byggnader samt varmvatten. Då uppvärmning alltid varit en stor del av energibehovet i Sverige är det naturligt att det skett en rad förbättringar på vägen. Det finns en ny anläggning på Pennfäktaren 11 i Stockholm, en horisontell värmeväxlare för avloppsvatten. Den här uppsatsen fokuserar på att skapa en modell i TRNSYS av en värmeväxlare där parametrar som vattenflöde, temperatur, och mer kan användas för att bedöma den tekniska aspekten av en installation av värmeväxlare i en byggnad. Modellen kan simulera prestandan av en ensam värmeväxlare, med endast ett fåtal parametrar som behövs. Modellen baseras på mätdata ifrån anläggningen på Pennfäktaren, denna mätdata har sedan använts för att beräkna först massflödet av avloppsvatten men också för att bestämma hur mycket värme som är möjligt att återvinna utan att överskrida det byggnaden faktiskt kan använda. Då det bara finns data ifrån en källa fick den anses som korrekt, dock gjordes en del ändringar där data helt enkelt var omöjligt, t.ex. negativa avloppsflöden och flödesmängder så höga att de inte ska kunna vara möjliga. Den färdiga modellen använder mätdata tillsammans med de beräknade värdena. Detta används för att genom modellen beräkna temperaturvärden för utgående vatten och avlopp samt den totala mängden återvunnen värme. I referensscenariot kunde totalt 25,3 MWh värme återvinnas men det bästa scenariot med ökad avloppstemperatur och avloppsflöde kunde närmare 47,2 MWh återvinnas, nästan det dubbla från referensvärdet. För att sammanfatta ger modellens simulationer rimliga värden för värmeväxlaren. Det bör därför vara fullt möjligt att använda modellen för att bedöma ett hus rimlighet till en värmeväxlarinstallation