Ilma-vesilämpöpumpun toiminta kiinteistön lämmönlähteenä
Leimu, Juha; Niemelä, Antti; Tuomaala, Erkki; Vainio, Juho (2023)
Turun ammattikorkeakoulu
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-216-861-0
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-216-861-0
Tiivistelmä
Lämpöpumppujärjestelmien kehittyessä ovat ulkoilmaa lämmönlähteenä käyttävät lämpöpumput nousseet varteenotettavaksi vaihtoehdoksi maalämpöjärjestelmille yhä suuremmissa kiinteistöissä. Maalämpöjärjestelmät edellyttävät usein satoja metrejä kallioon porattavaa reikää kallioon lämmönlähteeksi. Ulkoilmalämpöpumppu taas tulee paikoilleen yhdellä nostolla, eikä porauksia tarvita. Mittauksiin perustuvaa tietoa ilma-vesilämpöpumppujen toiminnasta ja suorituskyvystä meidän ilmasto-olosuhteissamme on saatavana hyvin vähän. Tähän puutteeseen pyritään vastaamaan tällä kerrostalossa toteutetulla mittaushankkeella.
Tutkimuskohteeksi valikoitui kerrostalokiinteistö, jossa on lämmönlähteenä kolme ra-kennuksen ulkopuolelle sijoitettua suorahöyrysteistä lämpöpumppuyksikköä, joissa lämmitysverkon vesi kiertää. Laitokseen asennettiin noin sata lämpö-, virtaus- ja virta-anturia, joiden lukemat tallennettiin palvelimelle minuutin välein vuoden kestävän tut-kimusjakson ajan. Laitoksen toiminnan tarkastelu perustuu näin kertyneen tietokannan analyysiin.
Lämpöpumput toimivat odotusten mukaisesti. Kun huippukuormitusten kattamiseen käytetty sähköenergia ja lämpöpumppujen käyttämä sähkö otettiin huomioon, muodostui laitoksen vuosilämpökertoimeksi 2,8. Tutkimuksen yhteydessä selvitettiin myös höy-rystinpattereiden sulatusenergian vaikutusta laitoksen energiatalouteen sekä ulkoilman lämpötilan ja kosteuden vaikutusta sulatusenergian tarpeeseen. Lämpöpumppujen tuot-tamasta energiasta noin 5 prosenttia käytettiin sulatukseen. Järjestelmä ei ylläpitänyt määräysten edellyttämää käyttöveden lämpötilatasoa. Laitoksen monimutkainen vesi-kierto ei aina toiminut suunnitellulla tavalla. Vesikierron kehittäminen tarjoaa mahdol-lisuuksia laitoksen vuosilämpökertoimen nostoon.
Tutkimuskohteeksi valikoitui kerrostalokiinteistö, jossa on lämmönlähteenä kolme ra-kennuksen ulkopuolelle sijoitettua suorahöyrysteistä lämpöpumppuyksikköä, joissa lämmitysverkon vesi kiertää. Laitokseen asennettiin noin sata lämpö-, virtaus- ja virta-anturia, joiden lukemat tallennettiin palvelimelle minuutin välein vuoden kestävän tut-kimusjakson ajan. Laitoksen toiminnan tarkastelu perustuu näin kertyneen tietokannan analyysiin.
Lämpöpumput toimivat odotusten mukaisesti. Kun huippukuormitusten kattamiseen käytetty sähköenergia ja lämpöpumppujen käyttämä sähkö otettiin huomioon, muodostui laitoksen vuosilämpökertoimeksi 2,8. Tutkimuksen yhteydessä selvitettiin myös höy-rystinpattereiden sulatusenergian vaikutusta laitoksen energiatalouteen sekä ulkoilman lämpötilan ja kosteuden vaikutusta sulatusenergian tarpeeseen. Lämpöpumppujen tuot-tamasta energiasta noin 5 prosenttia käytettiin sulatukseen. Järjestelmä ei ylläpitänyt määräysten edellyttämää käyttöveden lämpötilatasoa. Laitoksen monimutkainen vesi-kierto ei aina toiminut suunnitellulla tavalla. Vesikierron kehittäminen tarjoaa mahdol-lisuuksia laitoksen vuosilämpökertoimen nostoon.