Hybridilämmitysratkaisun toimivuus

Abstract

Tutkimuksen toimeksiantaja oli Jyväskylän Energia Oy. Jyväskylän asuntomessualueelle toteutettiin 2014 Talo a, jossa pilotoitiin uudenlaista hybridilämmitysratkaisua. Siinä kiinteistön aurinkokeräinten tuottama ylijäämälämpö myydään kaukolämpölaitokselle syöttämällä se kaukolämpöverkkoon. Järjestelmä ei ollut suurimmilta osin toiminut halutulla tavalla ja aurinkolämmön tuotto ja myynti olivat jääneet melko vähäisiksi. Opinnäytetyön tavoitteena oli kuvata järjestelmän toimintaperiaate ja selvittää mahdolli-sia syitä järjestelmän käytön aikana esiintyneisiin ongelmiin, etsiä syitä tuotetun aurinko-lämmön vähäiseen määrään sekä löytää potentiaalisia kohtia jatkotutkimuksia varten. Tutkimus tehtiin case-tutkimuksena. Opinnäytetyön tietoperusta kerättiin lähinnä toi-meksiantajan materiaalista ja alan julkaisuista. Järjestelmän toiminta kuvattiin tarkasti ja tunnistettiin työn kannalta tärkeät mittauspisteet. Mittausdataa kerättiin ja sen pohjalta laadittiin havainnollistavat kuvaajat. Työssä tunnistettiin ne järjestelmän osat, jotka saat-tavat vaikuttaa sen toimintaan negatiivisesti. Lopputuloksena selvitettiin, että aurinkolämmön paremman hyödyntämisen kannalta tulisi aurinkolämpöä voida välivarastoida varaajaan. Kaukolämpöverkon läheisyydellä todettiin olevan vaikutusta järjestelmän toimintaan. Todettiin, että matalalämpöverkko olisi hyvä vaihtoehto aurinkolämmön rinnalle muun muassa siksi, että aurinkokeräimet toimivat paremmalla hyötysuhteella matalammissa lämpötiloissa. Aurinkolämmön todet-tiin vaikuttavan kaukolämmön jäähtymään negatiivisesti, sillä kaukolämpöverkkoon syö-tetty aurinkolämpö vaikutti jäähdyttävän kaukolämpöverkon menopuolta. Todettiin, että olisi hyvä tehdä aurinkolämmityksen soveltuvuusvertailu kattosäteilypaneelien ja lattia-lämmityksen välillä. Myös matalalämpöverkon toteutuksen tarkempi tutkiminen todet-tiin aiheelliseksi.

The thesis was assigned by Jyväskylän Energia Oy. During Jyväskylä Housing Fair in 2014, a hybrid heating solution was piloted in one of the town houses. The surplus heat generated by the solar collectors in the property is sold to the district heating plant by feeding it into the district heating network. The system did not mostly work as planned and the yield and sales of solar heat remained rather moderate. The purpose of the thesis was to describe the system's operating principle and to identify possible causes for the problems that arose when the system was used, to find reasons for the limited amount of solar heat produced, and to find potential points for further research. The study was conducted as a case study. The theoretical base of the thesis consists mainly of the assignor’s material and relevant publications. The operation principles of the system were accurately described and the important measurement points were identified. Measurement data was collected and illustrative graphs were prepared based on the data. The parts of the system which might negatively affect its operation were identified. As a result, it was found that to use solar heat better, it would be necessary to store solar energy intermittently in a heat accumulator. Closeness of the district heating network was found to have an impact on the operation of the system. It was found that a low-temperature grid would be a good alternative to be used with solar heat, since solar collectors work at higher efficiency at lower temperatures. Solar heat was found to have a negative effect on the difference between the flow and return temperatures of the district heating network, as the solar heat supplied to the district heating network seemed to be cooling the flow temperature. It was recommended that a solar thermal suitability comparison should be conducted between roof radiation panels and underfloor heating. A more detailed examination of the implementation of the low-temperature grid was also considered appropriate.