Sähkölämmitteisen lämminvesivaraajan vaikutus E-lukuun lämpöpumppulämmityksessä

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin sähkölämmitteisen käyttövesivaraajan vaikutusta energiankulutukseen lämpöpumppulämmityksessä. Työssä hyödynnettiin laskentaohjelmia sekä Suomen rakentamismääräyskokoelmien ohjeita E-luvun laskemiseksi. Työn tavoitteena oli selvittää sähköenergiantarpeen muutos pientalossa, kun lisätään maalämpöpumpun rinnalle sähkövaraaja lämmittämään käyttövettä.

Työssä mallinnettiin IDA-ICE-ohjelmaan kuvitteellinen pientalo, jonka rakenteiden ja tiiveyden arvoina käytettiin Suomen rakentamismääräyskokoelmien ohjearvoja. Pientalosta tehtiin erilaisia mallinnuksia erilaisilla lämmönjako – ja luovutusjärjestelmillä. Lisäksi pientalosta tehtiin erilaisia mallinnuksia, joissa lämmitettiin käyttövesi pelkästään maalämpöpumpulla, ja mallinnuksia, joissa lisättiin maalämpöpumpun rinnalle sähkövaraaja lämmittämään käyttövettä yhdessä maalämpöpumpun kanssa. Lisäksi työssä vertailtiin erilaisia lämpöpumpuissa käytettäviä kylmäaineita ja tutkittiin niiden vaikutusta lämpöpumpun lämpökertoimeen Coolpack-ohjelmalla.

Tutkimuksessa huomattiin sähkövaraajan ja maalämpöpumpun yhteiskäytön käyttöveden lämmityksessä kuluttavan enemmän sähköenergiaa verrattuna siihen, että lämmitettiin käyttövesi pelkästään maalämpöpumpulla. Lasketuilla sähköenergioidenkulutuksilla oli suuriakin eroja. Tämän seurauksena myös E-luku kasvoi, kun lämmitysjärjestelmään lisättiin sähkövaraaja.

Tämä tutkimus on kuitenkin teoreettinen, ja tässä on käytetty pääasiassa rakentamismääräyskokoelmien ohjearvoja tutkimusaineistona. Jos tutkimuksessa käytettäisiin mitattuja arvoja olemassa olevasta talosta, voidaan saada erilaisia tuloksia kuin tässä työssä on saatu. Esimerkiksi lämpimän käyttöveden kulutusta on vaikea arvioida, sillä sen suuruus perustuu suurilta osin ihmisten käyttötottumuksiin.

This thesis researched the effect of electricity powered accumulator on energy efficiency in heat pump heating. This work exploited calculus programmes and instructions of national building codes of Finland when calculating energy efficiency. The main goal was to investigate change of electricity need in a detached house, when electricity powered accumulator for heating tap water was added alongside with the ground source heat pump.

In the work, a detached house was modelled in IDA-ICE-programme. The U- values and air leaking value used the national building code of Finland as reference values. Different kinds of models with different heat distribution systems were made. Furthermore, different models were made where tap water was heated by ground source heat pump, and models where tap water was heated by ground source heat pump and electricity powered accumulator together. This work also compared different refrigerants used in heat pumps. Their effect on heat pump coefficient of performance was compared with Coolpack-programme.

In this research, it was noticed that electricity energy´s need increased when tap water was heated by heat pump and electricity powered accumulator together compared that tap water was heated only by heat pump. Calculated electricity energy´s needs had big differences. Because of that also the total energy consumption increased.

This thesis is after all theoretical and used reference values of national building code of Finland as the material. If the study used measured values of a real house in the research, different results could be received than in this thesis. For example, the consumption of tap water is very hard to estimate because it depends on human’s way of life.