Kerrostalokohteen poistoilmalämpöpumppujärjestelmän kannattavuuden selvittäminen ja mallinnus simulointiohjelmalla

Abstract

Tämän opinnäytetyön aiheena oli tutkia poistoilmalämpöpumpun käyttöä ja investoinnin kannattavuutta vanhassa kaukolämmitteisessä asuinkerrostalokohteessa. Tarkoituksena oli myös tutkia simulointiohjelman avulla PILP- järjestelmän toimintaa ja erilaisten säätöjen vaikutusta järjestelmän tehokkuuteen.

Ilmanvaihdon lämpöhäviöt aiheuttavat ison osan energiankulutuksesta vanhoissa kerrostalokohteissa, joissa on koneellinen poistoilmanvaihto ilman lämmöntalteenottoa. Tässä työssä tutkitussa kerrostalokohteessa poistoilmalämpöpumpulla voidaan lämmittää lämmitysverkoston paluuvettä ja käyttövettä päälämmönlähteenä toimivan kaukolämmön rinnalla. PILP- järjestelmä on ollut tutkittavassa kohteessa käytössä vuoden ajan.

Työssä tehtiin järjestelmän investoinnin kannattavuuslaskelmat nettonykyarvomenetelmää apuna käyttäen ensimmäisenä käyttövuonna toteutuneen lämpöpumpulla tuotetun lämmön sekä lämpöpumpun ja apulaitteiden käyttämän sähköenergian kulutuksen perusteella. Laitteiston investointikustannus on varsin iso, mutta kannattavuuslaskelmien perusteella PILP- järjestelmän tuotto on hyvä ja takaisinmaksuaika lyhyt, joten investointi on kannattava.

PILP- laitteiston simuloinnissa käytettiin Retermia Oy:n sisäiseen käyttöön tehtyä PILP- järjestelmä mallia, joka on luotu IDA- simulointiympäristön päälle. Simulointiohjelma oli vasta valmistunut ja tässä työssä ohjelmaa testattiin ensimmäistä kertaa. Ohjelman testaus jatkuu tämän työn jälkeen ja tulevaisuudessa sitä tullaan käyttämään suunnittelun apuvälineenä optimaalisten laitteiston toteutusvaihtoehtojen selvittämisessä. Simulointi antaa tulokset täysin optimaalisesti toimivalla järjestelmällä. Käytännössä toteutunut laitteiston tehokkuus ei ole aivan yhtä hyvä kuin simulointien tulokset. Simulointiohjelmalla pystyy kuitenkin vertailemaan erilaisia laitteiston säätöjä ja eri ratkaisuvaihtoehtoja ja tekemään totuudenmukaisia vertailuja.

The purpose of this bachelor´s thesis was to survey exhaust air heat pump applications and investments profitably on old multi-storey apartment block, which uses district heating. Another purpose was to survey working and influence of different type of adjustments of exhaust air heat pump by simulation program.

Heat losses in air ventilation causes big part of energy consumption in old apartment block, where there is mechanical exhaust air ventilation without a heat recovery. In this system it´s able to heat spaces of the building and service water by exhaust air heat pump in addition to district heating. Exhaust air heat pump system has been in use one year.

Investment profitably estimates were made by using heat pump´s realized heat energy yield and electric consumption of the first year. Investment cost of equipment is quite a big but yield is good and repayment period is short. Investment was found profitable.

In simulation of exhaust air heat pump, simulation program was used which is private of Retermia Oy. This object was first test for this brand new simulation program. Testing the program will still continue. In future this program will be used as an instrument of system design. Simulation results were always optimal working results. Different type of adjustments can be compared with program and there were actual comparison.