Rakennusten lämpöpumppulaitosten toiminta ja lämmöntuotannon vihreä siirtymä
Pesonen, Jukka (2025)
2025
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:NBN:fi:amk-2025053018739
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2025053018739
Tiivistelmä
Tässä insinöörityössä tarkasteltiin rakennusten lämpöpumppulaitosten toimintaa ja niiden roolia lämmöntuotannon vihreässä siirtymässä. Tarkemmin tutkittiin ilma-vesilämpöpumppujen (IVLP) ja poistoilmalämpöpumppujen (PILP) soveltuvuutta kaukolämmön rinnalle rakennettavissa hybridijärjestelmissä.
Työn tavoitteena oli selvittää lämpöpumppulaitosten todellinen suorituskyky kenttämittausten avulla, arvioida järjestelmien suunnittelun, mitoituksen ja käytön onnistumista sekä kehittää menetelmiä suunnittelun ja käytönseurannan tueksi. Kenttämittaukset toteutettiin kahdeksassa PILP-järjestelmällä ja 14 IVLP-järjestelmällä varustetussa asuinkohteessa. Lisäksi tutkimusta varten kehitettiin Excel-pohjaisia simulointityökaluja mitoituksen tueksi sekä toiminnan arviointiin.
Kenttätutkimusten tuloksia vertailtiin aiempiin tutkimuksiin sekä valmistajien ilmoittamiin hyötysuhteisiin, jotka oli määritetty EN 14511 -standardin mukaisissa testiolosuhteissa. PILP-järjestelmien keskimääräinen SCOP-arvo oli 3,56. IVLP-järjestelmien toteutunut SCOP oli keskimäärin 1,8, mikä oli noin 24 % vähemmän kuin valmistajien ilmoittamat arvot standardiolosuhteissa. IVLP-järjestelmissä lämpöpumpulla tuotetun nesteen lämpötila sekä Monoblock-tyyppisten laitteistojen siirtohäviöt osoittautuivat merkittäviksi ja ne tulee arvioida tapauskohtaisesti kiinteistökohtaisen simuloinnin avulla.
Johtopäätöksenä on, että laitteiden valmistajien ilmoittamat suoritusarvot eivät usein vastaa todellisia käyttöolosuhteita, ja järjestelmien suunnittelussa sekä käyttöönotossa tarvitaan kokonaisvaltaista järjestelmäosaamista. Lämpöpumppujen suorituskyvyn varmistamiseksi on tärkeää optimoida mitoitus, kytkennät ja käyttöolosuhteet kohdekohtaisesti. Työn tuloksia ja kehitettyjä laskentatyökaluja voidaan hyödyntää lämpöpumppujärjestelmien mitoituksessa, investointien kannattavuuden arvioinnissa sekä energiankäytön tehostamisessa.
Työn tavoitteena oli selvittää lämpöpumppulaitosten todellinen suorituskyky kenttämittausten avulla, arvioida järjestelmien suunnittelun, mitoituksen ja käytön onnistumista sekä kehittää menetelmiä suunnittelun ja käytönseurannan tueksi. Kenttämittaukset toteutettiin kahdeksassa PILP-järjestelmällä ja 14 IVLP-järjestelmällä varustetussa asuinkohteessa. Lisäksi tutkimusta varten kehitettiin Excel-pohjaisia simulointityökaluja mitoituksen tueksi sekä toiminnan arviointiin.
Kenttätutkimusten tuloksia vertailtiin aiempiin tutkimuksiin sekä valmistajien ilmoittamiin hyötysuhteisiin, jotka oli määritetty EN 14511 -standardin mukaisissa testiolosuhteissa. PILP-järjestelmien keskimääräinen SCOP-arvo oli 3,56. IVLP-järjestelmien toteutunut SCOP oli keskimäärin 1,8, mikä oli noin 24 % vähemmän kuin valmistajien ilmoittamat arvot standardiolosuhteissa. IVLP-järjestelmissä lämpöpumpulla tuotetun nesteen lämpötila sekä Monoblock-tyyppisten laitteistojen siirtohäviöt osoittautuivat merkittäviksi ja ne tulee arvioida tapauskohtaisesti kiinteistökohtaisen simuloinnin avulla.
Johtopäätöksenä on, että laitteiden valmistajien ilmoittamat suoritusarvot eivät usein vastaa todellisia käyttöolosuhteita, ja järjestelmien suunnittelussa sekä käyttöönotossa tarvitaan kokonaisvaltaista järjestelmäosaamista. Lämpöpumppujen suorituskyvyn varmistamiseksi on tärkeää optimoida mitoitus, kytkennät ja käyttöolosuhteet kohdekohtaisesti. Työn tuloksia ja kehitettyjä laskentatyökaluja voidaan hyödyntää lämpöpumppujärjestelmien mitoituksessa, investointien kannattavuuden arvioinnissa sekä energiankäytön tehostamisessa.