Lämmitysverkoston lämpötilatasojen optimointi lämpöpumppujärjestelmässä

Abstract

Toimeksiantaja Sweco Talotekniikka Oy tarvitsi talotekniikan suunnittelun avuksi työkalun, jolla voitaisiin määritellä lämpöpumppujärjestelmän lämmitysverkoston elinkaarenaikaisten kustannusvaikutusten kannalta optimoiduin lämpötilataso. Lämpöpumpun käyttö järjestelmässä on energiatehokkainta matalilla menoveden lämpötiloilla. Samalla kuitenkin lämmitysverkoston putki- ja päätelaitekustannukset kasvat korkeampiin lämpötilatasoihin verrattuna. Tavoitteena oli tehdä toimiva tarkoitusta palveleva optimointityökalu ja löytää lämpötilataso, jolla nämä elinkaarikustannusten kannalta eri suuntiin vaikuttavat taloudelliset tekijät yhdessä ovat kustannustehokkaimmat. Elinkaarikustannuslaskelmia varten selvitettiin kaukolämmön ja lämpöpumpun hybridijärjestelmässä lämmönjaon investointikustannukset sekä energiankustannussäästö verrattuna pelkkään kaukolämpöön. Kaikki laskelmat tehtiin viidelle eri vertailulämpötilatasolle. Tarkastelun kohteena oli neljä suuren kokoluokan rakennustyyppiä, joissa lämpimän käyttöveden kaukolämpökytkentä voitiin toteuttaa kahdella eri tavalla. Tutkimuksessa käytetyt lähtödatat olivat energiasimuloinnein lasketut koko vuoden lämmityksen tuntitehotiedot, Ilmatieteen laitoksen testisäävuoden 2012 tuntilämpötilat ja tarvittavat hintatiedot. Tuloksena saatiin toimiva Excel-pohjainen työkalu, joka laskee valikoista valittavien ja manuaalisesti syötettävien tietojen perusteella kustannustehokkaimman lämmitysverkoston menoveden lämpötilan. Tulosten perusteella olisi taloudellisesti kannattavinta suunnitella järjestelmät korkeammille verkoston lämpötilatasoille 50–60 °C. Laskentatyökalulla saadaan karkea arvio suositellusta lämpötilatasosta, mutta lopulliset suunnitteluarvot ovat aina rakennusprojektikohtaisten vaatimusten ja tarpeiden mukaiset.