Maalämpölämpöjärjestelmien kytkentöjen elinkaarikustannusten vertailu uusissa asuinkerrostaloissa
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Authors
Date
2024-12-04
Department
Major/Subject
Sustainable Energy in Buildings and Built Environment
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Advanced Energy Solutions
Language
fi
Pages
69
Series
Abstract
The objective of this study was to identify a recommended system configuration and dimensioning in three different geothermal heating systems, and to examine how consumption of domestic hot water affects the recommendation and dimensioning. The study analyzed the life cycle costs and energy efficiency of the configurations in two residential apartment buildings with varying hot water consumptions. The research was conducted as a simulation study using parametric analysis. Two of the geothermal configurations analyzed are typically used in Finland (configurations 1 and 2), and the third was a novel type developed by Hepacon Oy without a diverting valve (configuration 3). In the first building, the recommended sizing for the heat pumps ranged between 80…100 kW for all configurations. The proportion of domestic hot water usage in the heating energy consumption varied from 26…37 %. The life cycle costs associated with the heating systems for configurations 1, 2, and 3 averaged at 143 €/m², 130 €/m², and 127 €/m², respectively, with average E-values of 77, 73, and 72. In the second building, the recommended sizing ranged between 55…80 kW. The share of domestic hot water in heating energy consumption varied between 39…59 %. The life cycle costs for configurations 1, 2, and 3 averaged 92 €/m², 83 €/m² and 80 €/m², respectively, with average E-values of 71, 66, and 65. The differences between configurations 2 and 3 were not significant, but as the consumption of hot water increased, the advantage of configuration 3 became more pronounced. Configurations such as configuration 1 with only one heat pump should be avoided in residential apartment buildings. In addition to life cycle costs, simple payback periods were calculated for the geothermal heating systems compared to district heating at Helsinki's price levels. Payback periods varied between 9,1…17,1 years depending on the configuration and domestic hot water consumption, averaging at 11,5 years.Tavoitteena oli tunnistaa kolmesta erilaisesta maalämpökytkennästä suositusmitoitukset ja suosituskytkentä, sekä tutkia lämpimän käyttöveden vaikutusta järjestelmien mitoitukseen ja suosituskytkennän valintaan. Tutkimuksessa analysoitiin kytkentöjen elinkaarikustannuksia ja energiatehokkuutta kahdessa asuinkerrostalossa eri käyttöveden kulutuksilla. Tutkimus tehtiin simulaatiotutkimuksena parametrisella analyysilla. Kaksi tutkituista maalämpökytkennöistä oli Suomessa tyypillisesti käytettyjä kytkentöjä (kytkentä 1 ja 2) ja yksi Hepacon Oy:ssa kehitetty uudenlainen kytkentä ilman vaihtoventtiiliä (kytkentä 3). Ensimmäisessä kohteessa lämpöpumppujen suositusmitoitukset vaihtelivat 80…100 kW välillä kaikilla kytkennöillä. Lämpimän käyttöveden osuus lämmitysenergiankulutuksesta oli tapauksesta riippuen 26…37 %. Lämmitysjärjestelmään liittyvät elinkaarikustannukset kytkennöille 1, 2 ja 3 olivat keskimäärin 143 €/m2, 130 €/m2 ja 127 €/m2. E-luvut olivat keskimäärin 77, 73 ja 72. Toisessa kohteessa suositusmitoitukset vaihtelivat 55…80 kW. Lämpimän käyttöveden osuus lämmitysenergiankulutuksesta vaihtelivat välillä 39…59 %. Lämmitysjärjestelmään liittyvät elinkaarikustannukset kytkennöille 1, 2 ja 3 olivat keskimäärin 92 €/m2, 83 €/m2 ja 80 €/m2. E-luvut olivat keskimäärin 71, 66 ja 65. Kytkentöjen 2 ja 3 väliset erot eivät olleet suuria, mutta lämpimän käyttöveden kulutuksen kasvaessa ero kytkennän 3 eduksi kasvoi. Kytkennän 1 kaltaisia yhden lämpöpumpun kytkentöjä tulisi välttää asuinkerrostaloissa. Elinkaarikustannusten lisäksi kytkennöille laskettiin yksinkertainen takaisinmaksuaika kaukolämpöön verrattuna Helsingin hintatasolla. Takaisinmaksuajat vaihtelivat kytkennöistä ja käyttöveden kulutuksista riippuen välillä 9,1…17,1 a, keskimäärin 11,5 a.Description
Supervisor
Alanne, KariThesis advisor
Uotila, JuusoKeywords
maalämpö, energiatehokkuus, elinkaarikustannus, lämmin käyttövesi, simulointi, kerrostalot