Suomen kansalliset projektit kansainvälisen energiajärjestö IEA:n lämpöpumppuohjelman Annexeissa

Transkriptio

1 Suomen kansalliset projektit kansainvälisen energiajärjestö IEA:n lämpöpumppuohjelman Annexeissa SULPUN Lämpöpumppupäivä Erikoistutkija Riikka Holopainen, VTT

2 2 Esityksen sisältö 1. Käynnissä olevan hankkeen esittely: Kansallinen hanke lämpöpumppujen tuottaman uusiutuvan energian määrittämiseksi (SPF-hanke) 2. Valmisteilla olevan hankkeen esittely: Lämpöpumppuratkaisuihin perustuvat energiatehokkaat ja kustannusoptimaaliset lähes nollaenergiarakennuskonseptit (HP4NZEB-hanke)

3 3 Kansallinen hanke lämpöpumppujen tuottaman uusiutuvan energian määrittämiseksi (SPF-hanke) Tavoitteet: 1. määritellä kansallinen SPF (Seasonal Performance Factor, kausihyötysuhde) -laskentamenetelmä 2. laskea Suomessa saavutettava energiansäästö sekä uusiutuvan energian tuottovolyymi lämpöpumpuista Aikataulu: 02/ /2013 Budjetti: 180 k Rahoittajat: Sitra, TEM, YM Tutkimusryhmä: VTT (koordinaattori), Aalto, Sulpu Projektipäällikkö: Riikka Holopainen

4 4 Kansallinen hanke lämpöpumppujen tuottaman uusiutuvan energian määrittämiseksi (SPF-hanke) Tehtävät: 1. Tyyppirakennusten valinta ja energialaskelmat sekä suomalaisen rakennuskannan energiankäyttöpotentiaalin määrittäminen 2. SPF-laskentatavan määrittely ja testaus 3. Suomalaisten lämpöpumppujen määrä ja jakautuminen eri rakennustyypeille 4. Lämpöpumppujen säästöpotentiaalin arviointi ja uusiutuvan energian tuoton laskenta 5. Osallistuminen IEA Annex 39-ohjelmaan A common method for testing and rating of residential HP and AC annual/seasonal performance

5 5 IEA Annex 39 A common method for testing and rating of residential HP and AC annual/seasonal performance Annex 39 objects: Establish common calculation methods for SPF using a generalised and transparent approach, fair comparison between different heat pump types and comparison between different competing technologies, such as pellet boilers and gas boilers. Establish comprehensive test methods based on further development of existing test standards. The test standards should include test conditions needed for the future SPF calculations Coordinated by SP Technical Research Institute of Sweden Other participants: VTT (FI), Aalto University (FI), Oak Ridge National Laboratory (USA), Air-Conditioning, Heating, and Refrigeration Institute (USA), Kungliga Tekniska Högskolan (SE), Austrian Institute of Technology, EDF (FR), Fraunhofer ISE (GE), HPTCJ (JP), Korea Institute of Energy Research and FHNW (CH)

6 6 SPF-laskentatavan määrittely ja testaus Aalto tehnyt SPF-laskentamenetelmän ilma-ilma-, ilma-vesi-, poistoilma- ja maalämpöpumpuille VTT on testannut laskentamenetelmän toimivuuden Excellaskentasovelluksella. Laskentatuloksia ollaan myös vertaamassa lämpöpumppuvalmistajien arvioimiin säästömääriin Laskentamenetelmän kehittämisessä on hyödynnetty IEA Annex- 39 yhteistyötä A common method for testing and rating of residential HP and AC annual/seasonal performance

7 7 Suomalaisen SPF-laskentamenetelmän pääperiaatteet Tunnittainen laskentamenetelmä laskenta voidaan suorittaa haluttaessa myös muulla kuin tunnin aika-askeleella Käytetään lämmityskäytössä olevien ilma-ilma-, ilma-vesi-, poistoilma- ja maalämpöpumppujen energialaskentaan. Laskennan lähtötiedoiksi tarvitaan lämpöpumpun mitattuja tuotetietoja vähintään yhdessä testauspisteessä laskentaa voidaan tarkentaa, mikäli lämpöpumppujen tuotetietoja on käytettävissä useasta testauspisteestä Laskennassa oletetaan, että käyttövettä ja tiloja lämmittävä lämpöpumppu lämmittää käyttövettä ja tiloja vuorotellen niin, että käyttövettä lämmitetään ensisijaisesti.

8 8 Esimerkki: ilma-ilmalämpöpumpun SPF-laskennan kulku 1. Laskennan lähtöarvojen määrittely: Vuoden ulkolämpötila sekä laskennan aika-askeleen pituus Tilojen lämmitystehon tai energian tarve Lämpöpumpun sisäänpuhalluslämpötila tai tilojen lämmityksen asetusarvo, mikäli sisäänpuhalluslämpötilaa ei tunneta Lämpöpumpun mitattu lämpökerroin, lämmitysteho sekä lämpötilat vähintään yhdessä testauspisteessä Matalin ulkolämpötila, jossa lämpöpumppua voidaan käyttää 2. Lasketaan tilojen lämmitystehon tarve kullakin aika-askeleella, mikäli sitä ei ole saatavilla lähtötietona 3. Lasketaan lämpöpumpun lämpökerroin kullakin aika-askeleella

9 9 Esimerkki: ilma-ilmalämpöpumpun SPF-laskennan kulku 4. Lasketaan osatehon vaikutus lämpökertoimen arvoon kullakin aika-askeleella, mikäli lämpöpumppu on tehosäätöinen 5. Lasketaan lämpöpumpun lämmitysteho kullakin aika-askeleella 6. Lasketaan tilojen lämmitysenergian tarve kullakin aika-askeleella 7. Lasketaan tilojen lämmitysenergia, jonka lämpöpumppu pystyy tuottamaan kullakin aika-askeleella ja koko vuoden aikana 8. Lasketaan lämpöpumpun sähköenergia kullakin aika-askeleella sekä vuotuinen sähköenergian kulutus 9. Lasketaan lämpöpumpun SPF-luku 10. Lasketaan tarvittava tilojen vuotuinen lisälämmitysenergia

10 10 SPF-hankkeen loppuraportti Loppuraportti ja liitteenä oleva laskentamenetelmä valmistuvat vuoden 2013 loppuun mennessä Tiedustelut:

11 11 Lämpöpumppuratkaisuihin perustuvat energiatehokkaat ja kustannusoptimaaliset lähes nollaenergiarakennuskonseptit (HP4NZEB-hanke) Tavoitteet: 1. selvittää asuintaloihin ja niiden korjausrakentamiseen liittyviä lähes nollaenergiarakentamisen ratkaisuja Suomessa, sekä erityisesti sitä millainen rooli lämpöpumpuilla on näissä ratkaisuissa. 2. ehdotus lämpöpumppujen tuottaman uusiutuvan energian määrittelemistavaksi Aikataulu: 01/ /2016? Budjetti: 310 k Rahoittajat: TEKES, yritykset, VTT, Aalto Tutkimusryhmä: GreenNet Finland (koordinaattori), Aalto, VTT, Sulpu Projektipäällikkö: Suvi Häkämies GreenNet Finland

12 12 HP4NZEB-hanke Tehtävät: 1. Lähes nollaenergiarakennuksiin soveltuvien ratkaisuiden nykytilan selvittäminen 2. Lähes nollaenergiaratkaisujen kuvaukset 3. Lähes nollaenergiaratkaisujen optimointi kustannus- ja energiatehokkuuden kannalta 4. Teknologiset kehitystarpeet, kenttäkokeet 5. Suositukset lähes nolla-energiarakennuksissa käytettäville lämpöpumppuratkaisuille Hankkeella osallistutaan IEA Annex 40-ohjelmaan Heat pump concepts for Nearly Zero Energy Buildings. Annex-yhteistyö tuottaa arvokasta tietoa muiden maiden vastaavista käytännöistä.

13 13 IEA HPP Annex 40 Heat pump concepts for Nearly Zero Energy Buildings Objectives: 1. Concepts for buildings in order to reach the Nearly Zero Energy consumption applying heat pumps as core component of the building technology 2. Building and system integration options favourable for the application in NZEBs 3. Requirements for further developments of current marketable heat pumps to exploit specific performance opportunities in NZEB Tasks: 1. State-of-the-art survey of existing concepts to reach NZEB 2. Comparison and assessment of concepts incorporating heat pumps 3. Technology developments / Field evaluation 4. Recommendations on heat pump use in NZEB 5. Dissemination of results

14 14 HP4NZEB-hanke: Yritysrahoituksen hankkiminen käynnissä Edut osallistuvalle yritykselle oman osaamisen kehittäminen lähes nollaenergiarakentamisessa ja muuttuvissa rakennusmääräyksissä kansallinen ja kansainvälinen yhteistyötä näköalapaikka hankkeen tuloksiin ohjausryhmätyöskentelyn kautta hankkeessa järjestettävissä tapahtumissa mahdollisuus verkostoitua sekä esitellä omaa osaamistaan. Potentiaaliset yrityspartnerit: talotekniikkalaitteiden ja järjestelmien valmistajat, eristevalmistajat, ikkunavalmistajat, uusiutuvien energiantuottojärjestelmien valmistajat, talopakettivalmistajat, kerrostalorakentajat, valaistusjärjestelmien valmistajat, ohjaus- ja automaatiojärjestelmien valmistajat,

15 15 Ensto Lämpöässä Oilon Rettig Scanoffice Kaukomarkkinat Nibe Fidelix Paroc HP4NZEB-hanke: tämänhetkiset yritysrahoittajat Vielä yksi yritys mahtuisi mukaan, nopeat yhteydenotot:

16 16 VTT luo teknologiasta liiketoimintaa