Ilmalämpöpumpun hyödyntäminen lämmityksessä kaukolämmitetyissä asuinkerrostaloissa

Abstract

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, miten asukas voi hyötyä ilmalämpöpumpun käytöstä vaihtoehtoisena lämmönlähteenä. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, säästääkö kerrostalon lämmittäminen ilmalämpöpumpulla energiaa ja mikä on paras ja kustannustehokkain tapa toteuttaa se.

Teoreettisessa osiossa käsitellään kolmea osaa. Ensimmäinen osa käsittelee kaukolämmön toimintaa kerrostaloissa ja miten energiankulutusta voidaan seurata. Toinen osa keskittyy ilmalämpöpumppujen toimintaan ja millaisia komponentteja pumput sisältävät. Kolmas osa tarkastelee uusiutuvia energialähteitä ja energiatehokkuutta sekä miten molemmat voivat hyötyä ilmalämpöpumpusta.

Työn tutkimuksissa tarkasteltiin eri vuosikymmenillä rakennettuja kerrostaloja ja laskettiin, miten kannattava investointi lämmittävään ilmalämpöpumppuun olisi. Työssä vertailtiin asuntoja 1960–2010 lukujen väliltä. Laskelmien perusteella ilmalämpöpumpun avulla saadaan yleisesti noin 30 % säästö verrattuna kaukolämmön energiamaksuun. Takaisinmaksuajaksi koko ilmalämpöpumpun investoinnille saatiin laskelmien avulla parhaimmillaan alle 5 vuotta, mutta huonoimmassa tapauksessa takaisinmaksuun voi mennä jopa 50 vuotta. Takaisinmaksuajan kestoon vaikuttaa paljon asunnon koko, rakennusvuosi ja sähkön hinta. Tästä syntyi myös jatkokysymykseen idea, miten tuloksiin vaikuttaisi, jos lämmitysmuotona olisi käytössä jokin muu kuin kaukolämpö ja miten paljon sähkön hinnan vaihtelu vaikuttaa tuloksiin, esimerkiksi jos käytössä olisi pörssisähkö. Yksi mahdollisuus olisi myös tutkia tapausta vielä vanhemmista asunnoista.

The objective of this study was to find out how can a resident benefit from having an air source heat pump and using it as an alternative heat source. The purpose of this study was to determine if heating an apartment building with an air source heat pump saves energy and what is the best and most cost-effective way to do it.

The theoretical section explores three parts. First one covers how district-heating works in apartment buildings and how can the energy consumption be monitored. Second part focuses on how air source heat pumps work and what kind of components the pumps include. The third part looks into renewable energy sources and energy-efficiency, and how both of these can benefit from an air source heat pump.

The study examined apartment buildings constructed in different decades and calculated the profitability of investing in a heating airsource heat pump. The comparison included apartments built between 1960 and 2010. Based on the calculations, using an air-source heat pump generally gives approximately 30% savings compared to the energy cost of district heating. The payback period for the entire investment in the heat pump was determined to be less than 5 years in the best case scenario, but it could take up to 50 years in the worst case scenario. The duration of the payback period is influenced by factors such as the size of the apartment, the year of construction, and the price of electricity.

This also led to the idea of further examining how the results would be affected if a heating method other than district heating were used, as well as how much the fluctuation in electricity prices would impact the results, for example, if market-based electricity were used. Another possibility would be to investigate cases involving even older apartments.