Ympäristöystävällisemmät kylmäaineet lämpimän käyttöveden tuottamisessa

Abstract

Tämän insinöörityön tarkoituksena oli vertailla erilaisia maalämpöpumppujärjestelmiä ja luoda konsepti lämpimän käyttöveden tuottamisesta ympäristöystävällisemmillä kylmäaineilla R290 ja R32.

Työssä tarkastellaan neljää erilaista maalämpöpumppujärjestelmää ja lasketaan niiden teoreettisia lämpökertoimia. Lisäksi tarkastellaan järjestelmien soveltuvuutta lämpimän käyttöveden tuottamiselle ja pohditaan niitä tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa niiden suorituskykyyn käytännön sovelluksissa.

Keskeisenä aiheena työssä on R290:n ja R32:n kylmäaineiden vertailu erilaisissa maalämpöpumppujärjestelmissä, mukaan lukien ympäristöystävällisyys, energiatehokkuus ja turvallisuusnäkökohdat. Tavoitteena on selvittää, kumpi kylmäaineista sopii paremmin lämpimän käyttöveden tuottamiseen maalämpöpumppujärjestelmissä ja millaisia etuja ja haasteita kumpaankin vaihtoehtoon liittyy.

Lisäksi pureudutaan maalämpöpumpun toimintaperiaatteeseen ja keskeisiin komponentteihin, kuten kompressoriin, lauhduttimeen ja höyrystimeen, sekä niiden rooleihin lämpöpumpun toiminnassa. Selvitetään myös, miten nämä komponentit liittyvät kylmätekniseen kiertoprosessiin, joka on olennainen osa maalämpöpumpun toimintaa.

Tuloksista käy ilmi, että kummatkin kylmäaineet soveltuvat lämpimän käyttöveden tuottamiseen, mutta kahdella järjestelmällä on selvästi korkeampi lämpökerroin kuin muilla järjestelmillä. Paras lämpökerroin on järjestelmällä, joka on maalämpö- ja lämpöpumppuyhdistelmä ja jonka lämpökerroin on 4,42. Järjestelmä ei kuitenkaan ole käytännön kannalta paras mahdollinen. Järjestelmä, joka koostuu kahdesta maalämpöpumpusta, on käytännön kannalta parempi vaihtoehto ja järjestelmän lämpökerroin on suhteellisen korkea 3,28.