Poistoilmalämpöpumpun hyödyntäminen asuntorakentamisessa

Abstract

Heinäkuussa 2012 uudistuneissa rakennusten energiatehokkuutta koskevissa rakentamismääräyksissä siirryttiin kokonaisenergiatarkasteluun, jolla pyritään parantamaan energiatehokkuutta ja huomioimaan eri lämmitysmuotojen ympäristövaikutukset.

Työssä tutkittiin mahdollisuutta käyttää poistoilmalämpöpumppua lämmöntalteenottolaitteena ja osana lämmitysjärjestelmää yhdessä kaukolämmön kanssa. Poistoilmalämpöpumppujärjestelmää vertailtiin tavanomaiseen lämmöntalteenotolla varustettuun tulo-poistoilmanvaihtojärjestelmään case-kohteen avulla. Järjestelmien energiatehokkuutta vertailtiin E-lukulaskelmien avulla. Järjestelmien kustannusvaikutuksia tutkittiin investointi- ja käyttökustannusten perusteella. Lisäksi yritettiin määrittää poistoilmalämpöpumpun lämmöntalteenoton vuosihyötysuhde tasauslaskentaa varten.

Poistoilmalämpöpumppu toimii keräämällä poistoilmasta energiaa talteen lämmöntalteenottopatterin avulla ja siirtämällä lämmön lämmitysjärjestelmään ja käyttöveden lämmittämiseen.

Siirtymällä poistoilmalämpöpumppujärjestelmään voidaan luopua ilmanvaihtokoneesta ja sen konehuoneesta. Myös tuloilmakanavisto ja sen laitteet jäävät pois. Toisaalta joudutaan investoimaan poistoilmalämpöpumppuun ja siihen liittyviin laitteistoihin.Työssä tutkittiin erilaisia korvausilma- ja lämmönjakoratkaisuja asumisviihtyvyyden, kustannusten, energiatehokkuuden ja toteuttamiskelpoisuuden avulla. Lisäksi kerättiin tietoja mahdollisuuksista kytkeä poistoilmalämpöpumppu yhteen kaukolämmityksen kanssa. Siirtyminen poistoilmalämpöpumppujärjestelmään lisää kaukolämmityksen tarvetta talviaikaan. Toisaalta muina vuoden aikoina poistoilmalämpöpumppu pystyy toimimaan yksinään rakennuksen lämmön lähteenä.

Työssä tehtyjen laskemien perusteella poistoilmalämpöpumppujärjestelmä ei täyttänyt rakentamismääräyksissä esitettyä E-lukuvaatimusta, ellei lisätä uusiutuvan energian tuottoa tai vähennetä vaipan johtumishäviöitä. Investointikustannuksiltaan poistoilmalämpöpumppujärjestelmä oli huomattavasti edullisempi kuin tavanomainen ilmanvaihtojärjestelmä. Säästyneet kustannukset voidaan investoida ostoenergiaa pienentäviin ratkaisuihin ja näin laskea E-lukua ja käyttökustannuksia. Käyttökustannukset vaihtelivat valittujen ratkaisujen ja kaukolämmön hinnan mukaan. Keskimäärin käyttökustannukset kuitenkin kasvoivat käytettäessä poistoilmalämpöpumppua.

In July 2012, building regulations considering updated building energy efficiency, moved on to total energy consideration which is supposed to improve energy efficiency and to observe environmental impacts of different heating forms.

The possibility to use exhaust air heat pump as a heat recovery device and a part of heating system together with district heating were studied in the thesis. The exhaust air heat pump system was compared with a regular heat recovery equipped exhaust ventila-tion system with a case-object. The energy of the system was compared with E-number calculations. The expense-effects of the systems were examined by the investment- and usage-expense. The heat recovery heating seasonal performance factor was also tried to be determined for a balance calculation.

The exhaust air heat pump works by collecting energy from exhaust air with heat recovery coil and shifting the heat in to the heating system and heating domestic water.

By shifting to the exhaust air heat pump system, the ventilating unit and its engine room can be dispensed. There is no use for the supply air duct work system either and its equipment anymore. In the other hand, there needs to be investments on the exhaust air heat pump and its equipment. Different kinds of replacement air- and thermal distribution solutions by inhabit comfort, expenses, energy efficiency and inhabit competence were studied in the thesis. Information was collected about the possibilities of connecting exhaust air heat pump together with district heating. By shifting to exhaust air heat pump system, the need of district heating increases in the wintertime. Although the exhaust air heat pump is able to function as the only heat source, during other seasons.

Based on the calculations, the exhaust air heat pump system did not fulfill the E-number requirements shown in the building regulations, unless the renewable-energy supply is increased or the envelope conduction loss is decreased. By the investment expense, the exhaust air pump system was far more affordable, compared to a regular air ventilation system. The expenses that are saved can be invested to solutions which minimize the purchased energy and this way lower the E-number and running costs. The running costs were changing by the chosen solutions and the cost of district heating. Although on average, the running costs increased on using the exhaust air pump.