Lämpöpumppuratkaisuja TALOTEKNIIKKASEMINAARI VASEK ja Kestävä rakentaminen ja energiatehokkuus Vaasan seudulla. Mikko Pieskä, Merinova

Transkriptio

1 Lämpöpumppuratkaisuja TALOTEKNIIKKASEMINAARI VASEK ja Kestävä rakentaminen ja energiatehokkuus Vaasan seudulla Mikko Pieskä, Merinova

2 Yleisesti lämpöpumpuista sisältö Lämpöpumppujen nykytilanne Lämpöpumppujen toiminta Maalämpöpumppujen tekniikkaa Ilmalämpöpumpuista Vesikiertoisten järjestelmien pumpuista (VILP, PILP ja MLP) Maalämpöpumpun mitoitustekniikkaa SPF, COP, EER?

3 Yleisesti lämpöpumpuista Lämpöpumpulla tarkoitetaan yleisesti laitetta, joka carnot-kierron avulla tekee kylmemmästä (lämpimämmästä) lämmönlähteestä kuumempaa (kylmempää) lämpöä Jaotellaan tyypillisesti lämmönlähteen ja luovutustavan perusteella: Ilma- /Ilmalämpöpumput, (ILP) Poistoilma-/vesilämpöpumput (PILP) Ilma-/vesilämpöpumput (VILP) Maalämpöpumput (MLP), lämmönlähteenä: Maapiiri Lämpökaivo Avoin kaivopiiri (akviferi) Vesistö (sedimentti) 3

4 Lämpöpumput Lähde: Sinisellä värillä kuvattuna ilmaa lämmönlähteenä käyttävät pumput, punaisella vedestä/maasta/kalliosta lämpöä käyttävät. YKSIKKONÄ ktoe (ekvivalentti öljytonni) 6200 ktoe = MWh 72 TWh = Suomen lämmönkulutus Suomessa lämpöpumput 2011 n.7 TWh (sis. sähkön) Alempi luku kuvaa lämpöpumppujen määrää (kaikki lämpöpumput)

5 Lämpöpumpun toiminta R134a, R407c, R410a, R600a (Isobutaani), R717 (Ammon.), R290 (Propaani), R744, (CO 2 )

6 Erilaisia maalämpöpumppuja Kuva: Ylempänä nk. Vaihtoventtiilityyppinen ratkaisu (tekee joko käyttövettä tai lämmitystarpeen mukaista lämmitysvettä. Alempana tulistuksen poistolla varustettu lämpöpumppu (1 toteutustapa)

7 Ilmalämpöpumpuista Hyvä takaisinmaksuaika halpa investointi Soveltuu myös suorasähkölämmityksen kanssa Säädettävä oikein muun lämmitysjärjestelmän kanssa Puhdistettava säännöllisesti Suosituin lämpöpumppu Saneerauskohteet: Elvari ( ): 20% kohteista kwh (n.20%), 25% kohteista kwh, 10% kohteista energiankulutus kasvanut (jäähdytys, väärät asetukset, puhdistuksen laiminlyönti pitkät sulatukset?). Uudistalot: Mitoitus: RakMkD tai laskentaohjelma E-luku laskennassa energiamäärä rakennusluvan vireilletulovuoden mukaan (176/2013): Vuosi Energia kwh /a 6000 kwh 5000 kwh 2000 kwh 1500 kwh 1000 kwh

8 VILP, PILP vai MLP?? Lämmönkulutus merkitsevä investoinnin kannalta (ts. onko kaivoon varaa ) Lämmönjako Lämmönjakoverkoston mitoitus myös merkitsevä laitteiston hyötysuhteelle ja laitevalinnalle , , , , , , , ,

9 Saneerauskohteet (VILP): Vrt käytettyä lämpökäyrää, ulkoilman pysyvyystietoja ja lämmitystarvelukua PILP, kun LTO ilmanvaihdosta ei ole mahdollinen Uudiskohteet, ks. RakMk D5 (2012) VILPEISTÄ ja PILPEISTÄ suht.osuus 2011 vilp pilp kaikki vilp pilp Ruotsi ,9 % 15,2 % Suomi ,7 % 3,5 % suht.osuus 2012 vilp pilp kaikki vilp pilp Ruotsi ,0 % 13,0 % Suomi ,1 % 4,0 % Muutos -28,7 % -19,5 % -6,4 % 0,8 % -7,2 % -17,9 %

10 Frekvenssi Yleisesti lämpöpumppujen SPFlaskennasta Temperature data from Osthrobothnia Heating water inlet temperature from estate (70/40 as an example) Lisää Outside temperature GSHP (general) water inlet temperature, C Heating 30 3,4 40 3,0 50 2,7 60 2,5 DHW 60 2, Before After Suomen RakMK D5 (% of hours) oil (l) kwh Electricity (GSHP) Oil 0, , , , , , á 0,8 /ltr á 0,1 /kwh

11 GEO/TIME Finland 5 335, ,087 Itä-Suomi (NUTS 2006) 5 094, ,818 Etelä-Suomi (NUTS 2006) 4 209, ,918 Länsi-Suomi 4 628, ,606 Pohjois-Suomi (NUTS 2006) 6 156, ,433 Åland 3 827, ,690 Sweden 5 075, ,188 Stockholm 3 718, ,642 Östra Mellansverige 3 791, ,587 Småland med öarna 3 619, ,118 Sydsverige 3 192, ,346 Västsverige 3 571, ,928 Norra Mellansverige 4 650, ,085 Mellersta Norrland 5 426, ,099 Övre Norrland 6 224, ,788 Osateho vai täysteho? 70 % maksimitehontarpeesta kattaa 95% lämmöntarpeesta täystehoinen lämpöpumppu on pätkäkäyntinen iso varaaja ja suuri lämpöhäviö Ruotsissa osataan mitoittaa suurempi markkina On totta, että osatehoinen järjestelmä riittää lähes aina. Mutta järjestelmän hinnoissa ei pitäisi olla suurta eroa (jollei fuskaa esim. lämpökaivoissa). Täystehoisten lämpöpumppujen pätkäkäyntisyys on osin säätö-, säädinja suunnittelukeskeinen haaste. Täystehoiset ja melkein täystehoiset järjestelmät yleistymässä. Ympäristönäkökohdiltaan täysteho ehdottomasti parempi vaihtoehto

12 Osateho vai täysteho - Energy saving trust, heat pump trials - Värmepupars inverkan på effekttoppar i elnätet (KTH) - Suomen ilmastopaneeli, Rinne ja Syri (Aalto) - Energiateollisuuden ehdotus Ympäristömerkinnän saamiseksi: - käynnistysvirrat -Invertteri -täysteho

13 HYBRIDEISTÄ

14 Kustannuksia Investointi Säästö Takaisinmaksuaika Öljyä 5/2010-2/ Maalämpö 5/2011-2/ Säästö (10 kk) Vuodessa Kumulatiivinen säästö 10 vuodessa (3.4* ) = (vrt investointi 111,8 t!) 6,6 år

15 Kuvia