Maalämmön ja kaukolämmön hybridijärjestelmän optimointi ja elinkaarikustannusanalyysi
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2024-08-19
Department
Major/Subject
Energy in Buildings and Built Environment
Mcode
ENG3068
Degree programme
Master's Programme in Advanced Energy Solutions (AAE)
Language
fi
Pages
54 + 1
Series
Abstract
Energian hintojen nousu ja ilmastotavoitteiden saavuttaminen edellyttävät energiatehokkaiden lämmitysratkaisujen tarkastelua. Tässä diplomityössä kehitettiin laskentatyökalu maalämmön ja kaukolämmön hybridijärjestelmän (MLP-KL) kannattavuusarviointia varten. Työkalulla hybridijärjestelmän kannattavuutta verrataan erilliseen täysmaalämpöjärjestelmään (MLP) sekä kaukolämpöjärjestelmään (KL). Laskentatyökalulla suoritetaan käyttäjän syöttämien kohdekohtaisten lähtötietojen perusteella rakennuksen lämmitysjärjestelmän elinkaarikustannusten minimointi sekä kannattavuusanalyysi perustuen paikkakuntakohtaisiin hintatietoihin. Työkalun avulla tehtiin elinkaarikustannusanalyysi esimerkkikohteeseen ja tunnistettiin tekijät, jotka määrittävät kunkin järjestelmän kannattavuuden. Merkittävin järjestelmien kannattavuuteen vaikuttava parametri oli tontille porattavien energiakaivojen määrä. Järjestelmistä MLP oli kannattavin, jos tontille olisi mahdollista porata täyden maalämpöjärjestelmän vaatima energiakaivomäärä. MLP-KL -hybridijärjestelmä oli kannattavin, jos tontille ei pystyisi porata MLP-järjestelmän vaatimaa kaivomäärää, mutta täydestä kaivomäärästä voitiin porata yli noin kolmannes. KL osoittautui kannattavimmaksi järjestelmäksi, mikäli tontille ei voisi porata hybridiratkaisun edellyttämää määrää energiakaivoja. Herkkyysanalyysiin valittiin täysmaalämpöjärjestelmän lisäksi hybridijärjestelmän kolme erilaista mitoituspistettä. Analyysissä tutkittiin kaukolämmön ja sähkön hinnan eskalaatioiden vaikutusta investoinnin takaisinmaksuaikaan. Analyysi osoitti, että energianhintojen lasku oli vähiten kannattava skenaario MLP-KL -järjestelmän kohdalla, sillä tämä parantaa puhtaiden MLP- ja KL-järjestelmien kannattavuuttaThe rise in energy prices and the achievement of climate goals necessitate the evaluation of energy-efficient heating solutions. In this thesis, a calculation tool was developed for the profitability analysis of a geothermal and district heating hybrid system. With the calculation tool, the profitability of the hybrid system can be compared to a geothermal and a district heating system. Using building-specific data provided by user, the tool performs lifecycle cost minimization and profitability analysis of the building’s heating system based on the location-specific price information. A life cycle cost analysis was conducted in a case example to identify the factors determining the profitability of each heating system. The most significant parameter affecting profitability was the number of boreholes that could be drilled. Fully dimensioned geothermal heating system was the most profitable, if the number of boreholes required for the system could be drilled in the property. The hybrid system proved to be the most profitable when the site could not accommodate the full number of boreholes required for a full geothermal system but could have more than approximately one-third of the required boreholes. The district heating system was the most profitable option if the number of boreholes required by the hybrid system could not be drilled. Three dimensioning powers of the hybrid system and the geothermal system were selected for the sensitivity analysis. The analysis examined the impact of various district heating and electricity price escalations on the investment's payback period. The analysis indicated that a decrease in energy prices made the hybrid system less feasible, as it enhanced the profitability of separate geothermal and district heating systems.Description
Supervisor
Alanne, KariThesis advisor
Morén, OskariKeywords
maalämpö, kaukolämpö, hybridilämmitys, elinkaarikustannusanalyysi