Lämpimän käyttöveden tuotanto lämpöpumpulla : Tapaustutkimus Lanssikatu 3–5

Abstract

Opinnäytetyön tutkimuskohteena on Lanssikatu 3–5, joka on asuinkerrostalo Lahdessa. Tutkimus kuuluu RYM Oy:n sisäympäristöhankkeisiin. Rakennuksen pääenergianlähteenä on maalämpö, ja tarvittava lisäteho toteutetaan sähköllä. Lisäksi rakennuksessa on 20 aurinkokeräintä.

Työn aiheena oli tutkia rakennuksen lämpöpumppujärjestelmän toimintaa lämpimän käyttöveden tuotannon osalta tavoitteena löytää siihen liittyvät ongelmakohdat ja esittää niihin ratkaisu. Tutkimuksen perustana käytettiin rakennusautomaatiosta saatuja mittaustietoja sekä Metropolia Ammattikorkeakoulun aiemmin suorittamien mittausten tuloksia.

Työssä tarkasteltiin ja vertailtiin laskennallisesti olemassa olevan sekä kahden vaihtoehtoisen lämpöpumppujärjestelmän energiankulutusta mittaustietoja käyttäen. Järjestelmille tehtiin myös energiakustannusvertailua ja parhaalle vaihtoehtoiselle järjestelmälle laskettiin takaisinmaksuaika.

Tutkimuksesta havaittiin, että kaksiportainen lämpöpumppukytkentä on kannattava ratkaisu, kun maalämpöpumpulla tuotetaan lämpöä sekä matalalämpöiseen lämmitysverkostoon että korkealämpöiseen lämpimään käyttöveteen. Vuotuinen energiansäästö verrattuna olemassa olevaan järjestelmään on 11 % ja investoinnin takaisinmaksuaika on 7 vuotta.

Työssä luotiin myös toimintakaavio olemassa olevasta lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmästä.

Työssä saadut tulokset voivat auttaa rakennuttajaa tulevien rakennuskohteiden lämmitysjärjestelmävalinnassa sekä lämpöpumppuvalmistajia tuotekehityksessä.

The aim of this Master’s thesis was to examine the ground source heat pump system of a low-energy block of flats by identifying and finding solutions for the possible weak spots in the domestic hot water production.

The thesis was based on on-site measured data from the control automation of the HVAC systems, and on earlier measurements. The energy consumption of the current system and two alternative systems were studied, and computationally compared using the collected data. The energy costs of the systems were compared and the payback time for the best alternative system was calculated.

It was established that a two-stage heat pump system would be an advantageous solution when a ground-source heat pump is used to produce heat for both a low temperature heating network and a high temperature domestic hot water network. The annual energy saving would be 11 % and the payback time for the investment 7 years, compared to the current system.

The results of this Master’s thesis can help developers to choose the heating system for future building projects, as well as heat pump manufacturers in their product development.