Osateholle mitoitetun lämpöpumpun integrointi lämmitysjärjestelmään : lämpöpumppu latentilla lämpövarastolla

Abstract

Työ tehtiin osana SMART CASE NZEB -tutkimushanketta, joka toteutetaan TAMK:n ja MUAS:n sekä yhteistyöyritysten välillä. Hankkeessa tutkitaan energiajärjestelmien optimointia sekä kehitetään uutta joustavaa lämpöpumpputeknologiaa. Hankkeeseen liittyy MUAS:n kehittämän lämpöpumpun testaaminen TAMK:n L-talon lämmitysjärjestelmässä.

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia miten MUAS:n kehittämä lämpöpumppu latentilla lämpövarastolla integroidaan L-talon lämmitysjärjestelmään siten, että pumppu parantaa rakennuksen energiatehokkuutta sekä lämpöpumpun testaamiseen tarvittavat olosuhdevaatimukset täyttyvät. Lisäksi työssä esitellään uuden lämpöpumpun kehitysprosessia.

Lämpöpumpun mahdollista hyödyntämistä järjestelmässä tutkittiin L-talon taloautomatiikan historiatietojen avulla. Näistä seurattiin rakennuksen lämpöpumppujen käyntijaksoja ja verkoston lämpötilojen vaihtelua. Historiatietojen perusteella todettiin, että uudella lämpöpumpulla voitaisiin vähentää rakennuksen lämpöpumppujen lyhyitä käyntijaksoja ja tätä kautta pidentää laitteiston käyttöikää, pienentää rakennuksen ottotehopiikkejä sekä parantaa energiatehokkuutta.

Opinnäytetyön tuloksena saatiin alustavat suunnitelmat lämpöpumpun integroinnille L-talon lämmitysjärjestelmään, sekä ideoita lämpöpumppulaitteiston käytön kehittämiseen. Lisäksi loppudokumentaation ja asennetun laitteiston huolellisen käyttöönoton tärkeys tuli selkeästi ilmi työtä tehdessä.

This thesis is done as a part of a research project called SMART CASE NZEB. The purpose of this collaboration research project between MUAS and TAMK was to study the optimized use of buildings’ heat and energy systems, and the role of energy storages in energy efficient building solutions and to develop new, more flexible heat pump systems.

The aim of this thesis was to study how the new heat pump with latent heat storage developed by MUAS is integrated to L-building’s heating system so that the heat pump works as a functional part of the heating system. In addition, the L-building’s heating system works as a testing platform for the heat pump as planned. This thesis also displays parts of the development process of the heat pump.

The L-building’s own heat pumps’ operation behavior and system temperatures were studied through the L-building’s BAS history data. According to the data it looks possible to use the new heat pump to reduce on/off cycles of the building’s heat pumps and this way expands their lifetime, lower power peaks and enhance energy efficiency.

The outcome of this thesis is tentative plans for integrating the new heat pump, and new ideas for developing the smart use of heat pumps. In addition, the importance of final documentation in building projects was noticed.