Lämpöpumppujen käytön vaikutus sähköntuotantoon ja CO2-päästöihin
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2007
Major/Subject
Ydin- ja energiatekniikka
Mcode
Tfy-56
Degree programme
Language
fi
Pages
90
Series
Abstract
Lämpöpumppu on laite, joka siirtää energiaa paikasta toiseen. Sillä voidaan esimerkiksi siirtää maahan, ilmaan tai veteen varastoitunutta auringon säteilyenergiaa rakennusten lämmittämiseen. Normaalisti lämmityskäytössä lämpöpumppu tuottaa huomattavasti enemmän lämpöä, kuin mitä se kuluttaa sähköä. Tästä johtuen lämpöpumpun käytöllä on mahdollista pienentää rakennuksen kokonaisenergiankulutusta perinteisiin lämmitysmuotoihin verrattuna. Lämpöpumpputyypillä ja mitoituksella on suuri merkitys sen sähkönkäyttöön. Maalämpöpumpuilla voidaan tuottaa lämpöä vuoden ympäri sekä tilojen, että käyttöveden lämmittämiseen. Maalämpöpumppu mitoitetaan joko kattamaan koko rakennuksen lämmitystehontarve tai vaihtoehtoisesti se mitoitetaan vain osateholle. Osateholle mitoitettu lämpöpumppu ei voi tuottaa tarpeeksi Lämpöä kylmimpinä aikoina, vaan tarvitaan lisälämmitystä, joka hoidetaan yleensä sähköllä. Tällöin osateholle mitoitettu maalämpöpumppu lisää sähköntuotannontarvetta suhteellisesti enemmän kylmimpinä aikoina, jolloin sähkönkulutus on muutenkin huipussaan. Ilmalämpöpumput eivät pysty tuottamaan lämpöä ulkolämpötilan laskiessa tietyn rajan alapuolelle. Lisäksi ilmalämpöpumppuja ei yleensä käytetä lämpimän käyttöveden valmistamiseen. Poistoilmalämpöpumppu tuottaa lämpöä melko tasaisesti läpi vuoden. Sähköntuotantorakenne Suomessa on monimuotoinen ja tästä johtuen sähkönkäytön päästöjä on vaikea arvioida. Tässä työssä on tarkasteltu lämpöpumppujen sähkönkäyttöä pysyvyyskäyrien avulla. Rakennusten energiankulutus on laskettu käyttäen uudistumassa olevaa rakentamismääräyskokoelman osaa D5, jolla saadaan aiempaa tarkemmat laskentatulokset ja paremmat lähtökohdat tarkastella lämpöpumppujen toimintaa. Lämpöpumppujen päästöjen arviointiin on käytetty aiemmin kehitettyä menetelmää, joka perustuu sähkön tuotantorakenteeseen ja sähkönkulutuksen pysyvyyskäyriin. Maalämpöpumppu on ainoa lämpöpumpputyyppi, joka merkittävästi vaikuttaa sähkön huipputehontarpeeseen. Mitä suurempitehoinen on maalämpöpumppu, sitä enemmän se alentaa huipputehontarvetta. Toisaalta ylimitoitettu laite ei enää alenna huipputehoa. Energian kokonaiskulutuksen kannalta osateholle mitoitettu maalämpöpumppu on lähes yhtä hyvä ratkaisu kuin täydelle teholle mitoitettu laite. Tämä tekee osateholle mitoitetusta maalämpöpumpusta kustannustehokkaamman vaihtoehdon täydelle teholle mitoitettuun verrattuna. Lämpöpumppujen käyttö kokonaisuudessa näyttäisi vähentävän lähinnä yhteistuotantosähkön tarvetta. Kokonaispäästöjen osalta maalämpöpumput ovat paras vaihtoehto. Ilmalämpöpumput vähentävät päästöjä jonkin verran, poistoilmalämpöpumput melko vähän. Tämän hetkinen lämpöpumppujen käyttö Suomessa pienentää kasvihuonepäästöjä suoraan sähkölämmitykseen verrattuna noin 32 %. Tämä luku on kaikkien lämpöpumpputyyppien yhteisvaikutus. Maalämpöpumppujen käyttö vähentää päästöjä sähköön verrattuna jopa 60 %, kun taas ilma-ilmalämpöpumpulla jäädään noin 25 %:iin riippuen laitteen tehosta. Tulevaisuudessa sähköntuotantoon ja päästöihin tulee vaikuttamaan ainakin päästökauppa, uudet ydinvoimalaitokset ja yhteispohjoismaiset sähkömarkkinat.Description
Supervisor
Lund, PeterThesis advisor
Koivula, PetriKeywords
heat pump, lämpöpumppu, electricity use, sähkönkulutus, consumption profile, pysyvyyskäyrä, emission, kasvihuonepäästöt