Lämpöpumppulämmityksen energia- ja kustannustehokkuuden laskenta asuinkiinteistössä

Abstract

Insinöörityön tarkoitus oli tutkia lämpöpumppulämmityksen energiatehokkuutta ja taloudellista kannattavuutta asentaa olemassa oleviin asuinkiinteistöihin. Tavoitteena oli myös tutkia eri lämpöpumppujärjestelmiä ja niiden investointien kannattavuutta kaukolämmitteisessä rakennuksessa. Insinöörityössä tutustutaan rakennuksen energiankulutukseen ja kulutustietojen perusteella laskettavaan lämmitystehontarpeeseen. Kulutustietojen perusteella lasketulla lämmitystehontarpeella määritellään rakennuksen lämmitysverkoston uudet mitoituslämpötilat ja lämmityskäyrä.

Insinöörityössä perehdytään lämpöpumppujen erilaisiin toteutusvaihtoehtoihin, jotka ovat poistoilmalämpöpumppu, maalämpöpumppu ja vesi-ilmalämpöpumppu. Lämpöpumppujärjestelmiä tarkasteltiin kaukolämmön rinnalle kytkettäväksi, tai vaihtoehtoisesti rakennus irtautuisi kaukolämmöstä ja lämmitys tapahtuu pääosin lämpöpumpuilla. Työssä tarkasteltiin lämpöpumppujen vaikutusta rakennuksen hiilidioksidipäästöjen tuottoihin koko lämmitysjärjestelmän elinkaaren aikana.

Insinöörityössä tarkasteltiin kaukolämmön sopimusvesivirran ja kaukolämmön perusmaksukustannusten pienentämismahdollisuuksia. Laskelmat osoittivat, että lämmitysjärjestelmällä ja mitoituslämpötiloilla on suuri vaikutus perusmaksun mahdolliselle pienentämiselle. Työssä tarkasteltiin olemassa olevaa kaukolämpöön liitettyä rakennusta, johon laadittiin elinkaarilaskelmat neljälle eri lämpöpumppuvaihtoehdolle. Elinkaarilaskelmissa esitetään lämpöpumpun energian ja kustannuksien säästö verrattuna kaukolämpöön sekä esitetään investoinnin taloudellinen kannattavuus nykyarvon laskentaperiaatteella.

Insinöörityön lopputuloksena syntyi kattava tutkimus elinkaarilaskelman laatimisesta sekä tulokset neljästä eri vaihtoehdosta. Tutkittavasta rakennuksesta saatujen tuloksien perusteella lämpöpumput osoittautuivat hyväksi vaihtoehdoksi rakennuksen energiatehokkuuden parantamiselle, energiakustannuksien säästämiseksi sekä hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Lämpöpumppujärjestelmästä riippuen lämmityksen ostoenergian säästöksi laskettiin 37–65 %, ensimmäisen vuoden lämmitysenergian kustannussäästöiksi 14–31 % ja lämmityksestä koituvia hiilidioksidipäästöjä saatiin tiputettua 43–77 % nykyiseen kaukolämpöön verrattuna.