Maalämpöpumpun käyttö jäähdytyksessä ja lauhdelämmön vaikutukset energiakaivokenttään

Abstract

Insinöörityössä tutkittiin maalämpöjärjestelmän käyttöä rakennuksen jäähdytyksessä. Lisäksi selvitettiin sitä, miten jäähdytyksestä syntyvä lauhdelämpö vaikuttaa maalämpöjärjestelmän energiakaivokenttään. Työ tehtiin Rejlers Rakentaminen Oy:n toimeksiantona.

Työssä käydään läpi maalämpöjärjestelmään liittyvät keskeiset komponentit. Lisäksi tutustutaan kylmäprosessiin ja kylmäaineisiin sekä siihen, miten maalämpöjärjestelmää voidaan hyödyntää jäähdytyksessä. Maalämpöjärjestelmän ja energiakaivokentän mitoituksen osalta työssä tutkittiin energialaskennan menetelmiä sekä jäähdytyksen mitoitusta. Työssä käytettiin esimerkkinä suunnitteilla olevaa koulurakennusta.

Energiakaivokentän simuloinneissa käytettiin EED-ohjelmistoa sekä esimerkkikohteeseen mitoitettua energiakaivokenttää. Simuloinneissa tarkasteltiin energiakaivokentässä kiertävän keruunesteen lämpötilatasoja 50 vuoden ajanjaksolla esimerkkikohteeseen lasketuilla lämmitys- ja jäähdytystarpeilla. Simuloinneissa tarkasteltiin keruunesteen lämpötilan vaihtelua energiakaivokentässä kahdessa tilanteessa, jossa rakennusta ei jäähdytetä, ja tilanteessa, jossa rakennusta jäähdytetään maalämpöpumpulla. Lisäksi tarkasteltiin tulevaisuuden ilmastoa kuvaavien säätietojen vaikutusta lämmitys- ja jäähdytystarpeisiin.

Insinöörityön tuloksena selvisi, että maalämpöpumpulla jäähdytettäessä saadaan nostettua energiakaivokentän lämpötilatasoa, jolloin kaivokentästä saadaan pitkäikäisempi ja lämmityksen hyötysuhde nousee. Esimerkkikohteen jäähdytysteholla kaivoon ladattiin lauhdelämpöä kesällä korkeintaan 55 W/m:n teholla. Tällöin keruunesteen lämpötila nousi enimmillään 16 asteeseen.

Insinöörityön tuloksia voidaan käyttää tulevaisuudessa energiajärjestelmien valinnan sekä maalämpöjärjestelmien suunnittelun tukena.