Lämpöpumpun mitoitus vanhempaan rakennukseen : esimerkkikohteena pienkerrostalo Pohjois-Karjalassa

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia maa- ja ilmavesilämpöpumpun mitoitusta pientaloa suuremmissa, olemassa olevissa rakennuksissa. Tutkimustyö tehtiin toimeksiantona Hendera Oy -yritykselle. Työn teoriaosuudessa avataan aiheeseen liittyviä keskeisiä käsitteitä ja kerrotaan, mitä kaikkea on otettava huomioon lämpöpumppua mitoittaessa ja vanhan rakennuksen energiankulutusta selvitettäessä.

Tutkimusosassa luotiin olemassa olevasta, todellisesta rakennuksesta tietomalli, joka simuloitiin IDA ICE -simulointiohjelmistolla. Kohderakennuksen energiankulutus simuloitiin mahdollisimman tarkasti nykyisellä öljylämmitysjärjestelmällä ja kuvitteellisilla lämpöpumppujärjestelmillä. Tämän lisäksi esimerkkirakennukseen pyydettiin vertailuaineistoksi lämpöpumpun mitoitus- ja tarjouslaskelmat useilta alan yrityksiltä. Simuloinnin tuloksia verrattiin nykyiseen toteutuneeseen tulokseen ja yrityksiltä saatuihin mitoituksiin.

Lopputuloksena havaittiin, että simulointiohjelmalla tehty mitoitus vähentää huomattavasti energiansäästölaskelmien epätarkkuuksia erityisesti siksi, että se pakottaa ottamaan huomioon kaikki laskennan kannalta oleelliset asiat. Yrityksiltä saatujen mitoitusten tulokset poikkesivat huomattavasti sekä toisistaan että simuloimalla saaduista tuloksista.

The aim of this thesis was to investigate the sizing of ground-source and air-to-water heat pumps in buildings larger than single-family homes. The research was conducted as a commission for the company Hendera Oy. The theoretical part of the study introduces key concepts related to the topic and discusses the various factors that need to be considered when sizing a heat pump and determining the energy consumption of an older building.

In the research section, a digital model of an existing, real building was created and simulated using the IDA ICE simulation software. The energy consumption of the target building was simulated as accurately as possible with the current oil heating system and hypothetical heat pump systems. Additionally, heat pump sizing and cost estimates were requested from several companies in the industry for the example building. The simulation results were compared to the current, actual results and the sizing estimates received from the companies.

The final results revealed that the design based on the simulation software significantly reduces inaccuracies in energy savings calculations, particularly because it forces the consideration of all essential factors relevant to the calculation. The design results from the companies varied significantly from each other and from the results obtained through simulation.