Lämminvesivaraajan koko yhdistetyssä maa- ja aurinkolämpö -järjestelmässä

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin aurinkolämmitysjärjestelmän liitettävyyttä omakotitalon olemassa olevaan maalämpöjärjestelmään. Työssä tarkasteltiin lisävaraajan tarvetta sekä sen tarpeellisuuteen vaikuttavia asioita. Tässä työssä aurinkolämpöjärjestelmällä pyrittiin kattamaan koko kesäaikainen lämmitysenergiantarve, joka koostui kokonaan käyttöveden lämmityksestä. Tässä opinnäytetyössä haettiin maalämpöjärjestelmän oman varaajan koolle sopiva aurinkokeräinpinta-ala ja toisaalta etsittiin sopiva aurinkovaraajan koko valitulle neljän keräinelementin paketille.

Työn alussa selvennettiin työssä käytetyt termit ja keskeiset käsitteet. Empiriaosassa käsiteltiin aurinko- ja maalämmön hyödyntämistä lämmityksessä sekä lämmitystehon tarpeeseen vaikuttavia asioita. Tässä osassa selvennettiin keskivertoasukkaan veden ja lämmönkäyttötottumuksia sekä talousveden laatuun lainsäädännön asettamia vaatimuksia. Keskiverto omakotitalon energiankäyttöä simuloitiin IDA ICE -ohjelmistolla. Aurinkolämpö- ja maalämpöjärjestelmillä tuotetun laskennallisen tuoton energian kustannussäästöjä verrattiin toisiinsa.

Työn keskeisenä tuloksena löydettiin maalämpöjärjestelmään integroidulle 340 litran varaajalle sopivaksi keräinpinta-alaksi 3,92 m2. Valitulle neljän keräimen esimerkkipaketille, yhteisalaltaan 10,45 m2, saatiin varaajan tilavuudeksi 2750 litraa, kun ylilämpöä ei kyetty hukkaamaan mihinkään. Tuloksissa ei huomioitu aurinkolämmitysjärjestelmän investointikustannuksia, vaan tuloksia verrattiin suoraan kulutettuun energiaan.

The purpose of this thesis was to research the combining of the solar heat system with the existing ground heat system in a detached house. The purpose was to consider the needs of an extra heat tank and the factors influencing it necessity. The entire demand of heating energy for the summer, comprising solely of warming up the tap water, was intended to be covered by the solar heating system. On one hand, the aim was to determine the required surface for the solar heat collector to match the size of the integrated heat tank in the ground heat system, and on the other, the size of the solar heat tank to match the chosen surface of the solar heat collectors.

In the beginning of the thesis the abbreviations used and the main concepts were clarified. The empirical part discussed the solar heat and ground heat utilization in heating and factors affecting the need for different heating outputs. This part of the study also clarified the average water and heating usage and the requirements on the drinking water imposed by the law.

The energy use of an average detached house was simulated with IDA ICE -software. The costs savings of the calculated output from the energy of the solar heat and ground heat systems were compared with each other.

As a result of this study the surface of 3,91 m2 was found suitable for the collectors matching the integrated 340 litres hot tank in the ground heat system. As another result of this study, the suitable size for the heat tank to match the chosen collector surface of 10,5 m2 was discovered to be 2750 litres, provided that overheat could not be wasted. The capital costs of the solar heat system were not considered, but the results were compared directly with the used energy.