Kaukolämmön paluuvirtauslämpöpumpun kannattavuus osana kiinteistön energiajärjestelmää

Abstract

Lämpöpumput ovat suosiotaan kasvattava lämmitysmuoto, josta on tarjolla useaa erilaista mallia käyttötarkoituksen mukaan. Myös kaukolämpöyhtiöt ovat alkaneet kiinnostua lämpöpumppujen tarjoamista mahdollisuuksista. Kaukolämmön paluuvirtauksessa on paljon energiaa, jota voidaan hyödyntää lämmityksessä. Samalla se laskee paluuvirtauksen jäähtymää, joka on voimalaitoksen näkökulmasta hyödyttävää. Kaukolämmöntuotannossa voi olla myös ongelmana se, että paluuvirtausta joudutaan apujäähdyttämään meriveteen.

Työn tavoitteena on tutkia suunnitteilla olevaa kaukolämmön paluuvirtaukseen kytkettävää lämpöpumppujärjestelmää, johon liitetään aurinkosähköjärjestelmä. Tutkimuksen kohteena on lämmityksen ja jäähdytyksen toiminta vuositasolla. Tuloksia verrataan historiatietoihin ja arvioidaan uudella järjestelmällä saatavia vuosittaisia säästöjä. Työssä päästiin sellaiseen tulokseen, että uudella järjestelmällä voidaan päästä kohtuullisiin säästöihin ja takaisin maksuaikaan. Vuosittaisten säästöjen määrään ja sitä kautta kannattavuuteen vaikuttaa eniten, miten kaukolämpöyhtiöt hinnoittelevat paluuvirtauksen lämpöä. Avoimeksi tutkimuksen kohteeksi jää kyseessä olevan järjestelmän optimaalinen ajaminen tilannekohtaisesti säästöjen maksimoimiseksi.

Heat pumps are a technology that get more popular in heating buildings and they come in many forms depending on their specific use. Companies that provide district heat have also started to get interest in benefits of heat pumps in their district heating network. There is much energy in district heating’s return pipes that can be used with heat pumps. The heat pump cools down the flow of the returning water which is good from the aspect of CHP plant. There is also a possibility that the returning water has to be cooled to for example sea water. When heat pumps are taking the heat from returning water the energy can be sold rather than going to waste.

The purpose of this master’s thesis was to examine a heat pump system that is connected to the returning water of district heating with attached photovoltaic system. The main focus is the functionality of heating and cooling over a reference year. The results are compared to the history data so it can be estimated if the investment is profitable. The result of the research is that the investment for the studied energy system can be reasonably profitable. The biggest impact on the profitability is how the company providing the district heating chooses to price its returning water. Questions on what the most optimal way is to use such a system remain open and would need more examination.