| dc.description.abstract | Denne oppgaven gir en introduksjon til viktigheten av løsninger for peak shaving i Norge. Peak shaving er flytting av effektforbruk fra tider på døgnet når forbruket er høyt, til tider på døgnet når forbruket er lavere. Det gjøres for å frigjøre kapasitet i strømnettet, slik at en kan utnytte eksisterende infrastruktur mer effektivt.
I denne masteroppgaven sammenlignes fire forskjellige ovner for å bestemme om de er egnet til peak shaving i norske boliger. Tre av ovnene er allerede i bruk i norske husholdninger. Disse er en standard gulvovn fra Mill, en oljefylt radiator fra DeLonghi, og en panelovn med glassoverflate fra Mill. Den fjerde ovnen er ennå ikke tilgjengelig på det norske markedet. Denne ovnen består av 5 varme-elementer der 4 er knyttet opp til en termisk masse bestående av 70 kg magnetitt. Ovnen er utviklet til det britiske markedet hvor den bidrar til peak shaving i dag. I tillegg testes det hvilken betydning termiske masser har for ovnenes yteevne.
I tillegg er gulvovnens oppvarmings- og nedkjølings-forløp simulert i SolidWorks, sammen med en termisk masse. Ovnene er også fotografert med infrarødt kamera, og et forsøk i en garasje med høyere U-verdier enn forsøksrommet er utført for ovnen fra England.
Resultatene fra forsøkene viser at gulvovnen varmer opp rommet raskt, men den holder heller ikke oppe varmen i rommet etter at effekten til ovnen kobles ut. Den blir derfor ikke anbefalt til videre arbeid. Den oljefylte radiatoren, varmer også opp rommet raskt, men holder bedre på varmen. Det bør derfor arbeides videre for å finne ut hvordan en kan forbedre den nok til å kunne bidra til peak shaving. Panelovnen bruker lang tid på å varme opp rommet, og holder middels bra på varmen. Det anbefales derfor å jobbe videre med muligheter for å forbedre ovnen, slik at den kan benyttes til peak shaving. Ovnen fra England presterer meget bra, den bruker lang tid på å varme opp rommet. Til gjengjeld holder den oppe temperaturen i rommet i 19 timer under drift, selv om effekten er koblet. Den holder også oppe temperaturen jevnt over tid. Begge disse egenskapene gjenskapes til en viss grad i forsøket i garasjen. Alle ovner holder temperaturen i forsøksrommet oppe lengre etter utkoblet effekt, når en termisk masse blir tilført i rommet. Bildene tatt med varmekamera, viser at ovnene har ujevn varmefordeling på overflaten til ovnene under oppvarming. Arbeidet med simulering peker på at om en klarer å gjenskape eksperimentelle forhold, kan en jobbe med ovndesign, uten å måtte investere i en prototype for alle løsninger.
Det anbefales videre å teste ut om det er mulig å få til et ovndesign som baserer seg på faseforandrende materialer. I tillegg anbefales det å teste ut ovnen fra England under reelle forhold, for undersøke om ovnen kan fungere som en løsning for peak shaving også i Norge.
This Master-thesis gives an introduction to the importance of peak shaving solutions in Norway. Peak shaving is done, by moving power consumption from times in the day with high power consumption, to times in the day when the consumption is lower. Peak shaving is important because it allows a better use of the capacity of the power grid, in more hours of the year.
In this Master-thesis four heaters are tested to determine if they can contribute to peak shaving in Norway. Three of these heaters are commonly used in Norwegian homes today. These are a convection heater from Mill, an oil filled radiator from DeLonghi, and a glass panel heater. The fourth oven is not yet available on the Norwegian market. This heater is made up of five heating elements, where four of them are in direct contact with a thermal mass of 70 kg magnetite. This oven is being used for peak shaving in England already. Two thermal masses are also tested, to figure out if they can affect the performance of the heaters. The heating and cooling of the room due to the performance of the convection heater is simulated in SolidWorks Flow Simulation. Pictures of the heaters are taken with an infrared camera, to get an idea on how the temperature distribution is on the surfaces of the heaters during warm up period. A test with the oven from England is also carried out in a garage. This is done to test the heater outside the lab-environment.
The results show that the convection heater, heats up the room very fast, but that the heat is not contained in the room. It will not be recommended for peak shaving applications. The oil filled radiator also heats up the room fast, but it is able to uphold a comfortable room temperature over a longer period of time. It still needs some upgrades, but it shows promising tendencies for use in peak shaving applications. Further tests should be carried out. The glass panel heater used a long time to heat the room, but it is able to keep the room at a comfortable temperature almost as long as the oil filled radiator. It will need upgrades to be able to be used for peak shaving applications. It is recommended to test the oven with upgrades. The heater from England performs very well. It takes a long time to heat up the room, but when the room is at a comfortable temperature, the heater is able to keep the room at this temperature even if the power to the oven is disconnected for 19 hours. It is able to keep an even temperature, which is somewhat recreated in the tests done in the garage. All heaters are able to keep the room warm for a longer period of time with the thermal masses in the room, than without them. The infrared camera shows an uneven heat distribution on the surface of all the heaters. The simulations aim to show that it is possible to design heaters in a simulation tool, and thus save money for prototypes.
The recommendations from the thesis are to do more research in developing a heater that takes advantage of phase changing materials. It is also recommended to test the heater from England in real conditions, to decide if it can be used for peak shaving applications also in Norway. | nb_NO |
