Lämpöpumput taloyhtiöissä. Ilari Rautanen

Transkriptio

1 Lämpöpumput taloyhtiöissä Ilari Rautanen

2 Maalämpöpumppujärjestelmien määrät Sulpu Ry 2014

3 Lämpöpumppujen yhteydessä käytetään termiä lämpökerroin (COP = coefficient of performance). Kyse ei ole hyötysuhteesta, vaan siirretyn energian ja siirtämiseen kuluvan energian suhteesta. Tämä on helppo sekoittaa hyötysuhteeseen, joka kuitenkin tarkoittaa aivan eri asiaa: muutettaessa energiaa muodosta toiseen, esimerkiksi mekaanisesta sähköenergiaksi, hyötysuhde on saadun energian suhde kulutettuun energiaan, mikä on aina alle 1. Lämpökerroin taas voi olla esimerkiksi 3, koska kyse on lämpöenergian siirtämisestä, ei muuntamisesta.

4 Lämpöpumppujen toimintaperiaate Mittarointi!!! SYKE: ympäristöopas Lämpöpumpussa nämä kaksi ilmiötä on yhdistetty siten, että kompressori kierrättää kylmäainetta suljetussa piirissä. Lämmityspuolella kompressori (2) nostaa painetta ja kylmäaine kuumenee. Keruupuolella paisuntaventtili (4) purkaa painetta ja kylmäaine jäähtyy. Höyrystimessä (1) maasta tuotu lämpö siirretään keruunesteestä jäähtyneeseen kylmäaineeseen ja lauhduttimessa (3) lämpö siirretään kuumenneesta kylmäaineesta lämmityspiirin veteen. Näin kompressori tavallaan pumppaa lämpöä keruupuolelta lämmityspuolelle.

5 Maalämpöjärjestelmät Vuosilämpökerroin maalämmössä vaihtelee useimmiten kohdekohtaisesti 2,5-3,5 välillä.

6

7 Perusteita Lämpökaivo on maa- tai kallioperään porattu halkaisijaltaan 14 cm:n kokoinen ja metriä syvä reikä, jonka kautta kallioon varastoitua lämpöä voidaan kerätä. Lämpökaivon mitoitus tehdään aina jokaiseen kohteeseen kiinteistö- ja kulutustietojen perusteella. Mitoitus on erityisen tärkeää koko järjestelmän toimivuuden ja hyötysuhteen kannalta. Peruskallion sisällä on läpi vuoden 5 8 asteen lämpötila. Maalämpöpumppu kerää tätä energiaa kallioon poratusta lämpökaivosta (tai pintamaasta) ja siirtää sen talon ja käyttöveden lämmitykseen.

8 Mitoitusperiaatteet Osatehomitoituksessa maalämpöpumppu mitoitetaan yleensä noin prosenttia suuruudelle verrattuna laskennalliseen huipputehontarpeeseen, jolla tuotetaan laskennallisesti noin prosenttia vuotuisesta energiantarpeesta. Loput 1-5 prosenttia tuotetaan maalämpöpumpun vara/lisälämmitysvastuksella. Osatehomitoituksen etuna on yleensä hieman nopeampi investoinnin takaisinmaksuaika ja pidempi kompressorin kestoikä, haittapuolena muun muassa suurempi huipputehontarve sähköverkosta.

9 Täystehomitoitus vai osatehomitoitus Ruotsissa, missä maalämpökokemusta on eniten mailmassa, suositaan pääsääntöisesti osatehomitoitusta ja suomalainen maalämpöpumpputeollisuus on usein voimakkaasti täystehomitoituksen kannalla. Jos kiinteistössä pyritään esim. mahdollisimman pieneen, hetkelliseen sähkötarpeeseen, niin siinä usein täystehomitoitus antaa paremman lopputuloksen, sillä silloin selvitään pienemmillä pääsulakkeilla. Jos asiakkaan tavoitteena on mahdollisimman hyvin suhteellisesti tuottava maalämpöinvestointi, niin silloin osateholla päästään parempaan lopputulokseen. Lämpöpumpun investointi voi vaatia sähkönsyötön ja etusulakkeiden vaihdon isompaan. Tämä syö takaisinmaksuaikaa. ST1

10 Mitoitusperiaatteet Auringon säteilyn tuottama maalämpö ulottuu Suomessa keskimäärin 10 metrin syvyyteen ja siten porakaivoista saatava lämpö on Suomenkin oloissa alkuperältään osittain geotermistä lämpöenergiaa. Suomen oloissa geoterminen lämpö tuottaa lähes 10 asteen lämpötilan jo 200 m:n syvyydessä. Tärkeää on että lämpökaivo on mitoitettu oikeassa suhteessa lämpöpumpun kanssa. 1kw = 20metriä porattua kaivoa, esim. 10kw lämpöpumppu = 200 metrinen lämpökaivo. Kaivojen etäisyys yleensä 20m toisistaan

11 Porakaivo ja putkisto Keruuputki on porakaivon pohjalle asti ulottuva suljettu putkisto, joka yhdistää maalämpöpumpun maalämpökaivoon. Putket ovat halkaisijaltaan 32/40 mm ja ne on valmistettu polyeteenistä. Kun putki lasketaan alas porakaivoon sitä ei taiteta, vaan siihen hitsataan U-kirjaimen muotoinen kaari, jotta neste sen sisällä virtaa esteittä. U-kaareen kuuluu pohjapaino, joka helpottaa keruuletkun laskemista maalämpökaivon pohjalle.

12 Mahdollisia riskejä: Pohjaveden muutoksen riskiä aiheuttavat: Pinnalta valuvien hulevesien pääsy suoraan pohjaveteen puutteellisesti tiivistettyjen kaivorakenteiden tai suojaputkitusten takia Poraaminen ja kaivutyöt pilaantuneilla maa-alueilla Kalliopohjaveden eri kerrosten sekoittuminen, esim. suolaisen pohjaveden sekoittuminen makeaan veteen Ympäristöopas Orsivesikerroksen puhkeaminen Porauksen aiheuttamat muutokset pohjavedenpinnan tasossa ja veden laadussa Pohjaveden lämpötilamuutos Lämmönkeruunestevuodot Lisäksi rakentamisesta voi aiheutua muita suoria tai epäsuoria haittoja, kuten: Paineellisen pohjaveden tulviminen Maanalaisen rakentamisen estyminen naapurikiinteistöllä vinoon poratun reiän takia Porauspölyn ja -lietteen haitallinen leviäminen Radonpitoisuuden lisääntyminen porauksen avatessa uusia reittejä radonin kulkeutumiselle Ilkivallan kohdistuminen porareikiin rakennusvaiheessa

13 Hinnoittelumuutoksien mahdollisuudet Ruotsissa esimerkiksi Sollentuna Energi on ottanut tehoperusteisen hinnoittelun käyttöön kaikille asiakkaille. Sollentunan verkkomaksuissa on pääsulakkeen koosta riippuva perusmaksu (esim. 25 A sulakkeella kr/a ilman veroja) sekä tehomaksu (marraskuusta maaliskuuhun 69,60 kr/kw,kk ja huhtikuusta lokakuuhun 34,80 kr/kw,kk ilman veroja). Laskutettava teho perustuu tuntitehoihin arkipäivisin klo 07-19, joista lasketaan kuukausittain kolmen huipputuntitehon keskiarvo ( oyhtioiden_tariffirakenteet_raportti lut_ pdf

14 Urakoitsija mitoitti maalämpöjärjestelmän väärin. Kouluille porattiin aluksi 200 metriä syviä maalämpöreikiä, nyt uudet reiät porataan 400 metriin. Myös jo rakennettu järjestelmä jää käyttöön.

15 Lähteitä ja lisätietoa: Energiakaivo. Maalämmön hyödyntäminen pientaloissa YM ce=4 pdf

16 PILP (Poistoilmalämpöpumput) Öljykattila huipputehoja varten

17 1971 rakennettu, 60 huoneistoa, 3684 m m3 kerrostalo Jyväskylässä Kaukolämmön kulutus 750 MWh ennen talteenottoa 40 kw poistoilmalämpöpumppu 2 kpl lämmön talteenottoyksikkö 2 kpl 750L käyttövesivaraaja Lämmön talteenotto asennettu

18 1980 rakennettu, 54 huoneistoa m3 kerrostalo Tampereella + 300m2 liikehuoneisto Kaukolämmön kulutus 439 MWh ennen talteenottoa 60 kw poistoilmalämpöpumppu 3 kpl lämmön talteenottoyksikkö 2 kpl 750L käyttövesivaraaja 10m2 aurinkokeräimiä Lämmön talteenotto asennettu , samalla liiketilan IV muutettu tarpeenmukaiseksi

19 1998 rakennetut kaksi 7-kerroksista kerrostaloa Tampereella, asuntoja yhteensä 84 Asuinpinta-ala 5203 m2, liiketilat 177,5 m2 Kaukolämmön kulutus 1148 MWh ennen talteenottoa 60 kw poistoilmalämpöpumppu 3 kpl lämmön talteenottoyksikkö 2 kpl 750L käyttövesivaraaja Lämmön talteenotto asennettu

20 Vesi-ilmalämpöpumput (VILP, UVLP)

21

22 As Oy Haukkakartano LTO PILPillä ja ilma-vesilämpöpumput öljylämmityksen rinnalle. Koko kiinteistön automatisointi (Fidelix) Mittaukset aloitettu Säästöä kertynyt lämmityskuluissa elokuun 2016 loppuun mennessä Tulevat säästöt vuodessa arviolta Säästö prosentteina kesäkuun 2016 alkuun mennessä 70%.Arvioitu säästöprosentti koko vuodelle 60%. Hiilidioksidipäästöt vähenivät 82%.

23 Polarsol konsepti