Kerrostalorakennusten termisen massan merkitys lämpöpumppujärjestelmän pörssisähköohjauksen mahdollistajana

Thumbnail Image

Files

master_Stambej_Sten_2024.pdf (5.28 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
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

2024-08-19

Department

Major/Subject

Sustainable Energy in Buildings and Built Environment

Mcode

ENG3068

Degree programme

Master's Programme in Advanced Energy Solutions (AAE)

Language

fi

Pages

92+1

Series

Abstract

Euroopassa ja Suomessa tavoillaan merkittäviä vähennyksiä päästöihin. Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi sähköjärjestelmä on merkittävien muutosten alla, kun sähköntuotanto on siirtymässä entistä enemmän vaikeammin ennustettavaksi ja sääriippuvaiseksituulivoiman ja aurinkovoiman lisääntyessä. Sähkön kulutuksen puolella sähkön kysyntä kasvaa lämmityksen sähköistyessä ja lämpöpumppujen lisääntyessä. Nämä oleelliset muutokset vaativat tasapainon säilyttämiseksi aikaisempaa enemmän säätökykyä kulutuksen puolella, kun uuden sähköenergiantuotantomuodot eivät ole yhtä säätökykyisiä kuin aiemmin yleisesti käytössä olleet polttoon perustuvat sähköenergiantuotantomuodot. Diplomityön tavoitteena on tutkia, voiko säätökykyä lisätä kulutuksen puolelle kerrostalorakennusten lämpöpumppujärjestelmien pörssisähköohjauksella ilman, että rakennuksen sisäilmasto-olosuhteisiin vaikutetaan liikaa. Työssä aihe taustoitetaan kirjallisuuskatsauksella lämpöpumppujärjestelmän toimintaan ja vaikutuksiin kerrostalorakennuksissa. Työn tulokset saavutetaan erään Tamperelaisen taloyhtiön rakennuksiin tehtävällä kenttämittauksella ja sitä tukevalla laskennallisella analyysilla. Mittausten ja laskennallisen analyysin tuloksia arvioitiin sekä vertailtiin. Kerrostalorakennusten terminen massa on merkittävässä roolissa pörssisähköohjauksen osana, sillä se mahdollistaa varsin suuretkin muutokset lämmitysjärjestelmän normaaliin toimintaan. Nämä muutokset ovat välttämättömiä lämmityksen keskittämiseksi pörssisähkön halvemmille tunneille. Terminen massa estää rakennuksen huoneistojen lämpötilojen suuremman vaihtelun toimimalla puskurina lämmönjakojärjestelmän lämpötilavaihteluiden ja huoneistojen ilman lämpötilan välillä. Työn tulokset osaltaan kannustavat kerrostalorakennuksien käyttäjiä selvittämään omien rakennuksiensa mahdollisuudet pörssisähköohjauksen käyttöön ja olosuhteiden sen salliessa käyttöönottaa sen tuoden sitä kautta sähkönkulutukseen lisää kulutusjoustoa.

In Europe and Finland, significant reductions in emissions are being targeted. To achieve these goals, the electrical system is undergoing significant changes as electricity production shifts to become more unpredictable and weather-dependent with the increase of wind and solar power. On the consumption side, electricity demand is growing due to the electrification of heating and the rise of heat pumps. These essential changes require more demand response capacity on the consumption side to maintain balance, as new forms of electric energy production are not as adjustable as previously common fossil fuel-based forms. The aim of the master’s thesis is to investigate whether demand response capacity can be increased on the consumption side through market-based control of heat pump systems in apartment buildings without excessively affecting indoor climate conditions. The topic is contextualized with a literature review on the operation and effects of heat pump systems in apartment buildings. The results are achieved through field measurements and supporting computational analysis in a housing company in Tampere. The results of the measurements and computational analysis are evaluated. The thermal mass of apartment buildings plays a significant role as part of marketbased electricity control, as it allows for considerable changes to the normal operation of heating systems. These changes are necessary to concentrate heating during cheaper electricity hours. The thermal mass prevents larger fluctuations in apartment temperatures by acting as a buffer between temperature variations in the heating distribution system and apartment air temperatures. The results encourage users of apartment buildings to examine possibilities of adopting the use of market-based electricity control and when circumstances allow apply it bringing more flexibility to electricity consumption.

Description

Supervisor

Kosonen, Risto

Thesis advisor

Manner, Mika

Keywords

pörssisähköohjaus, lämpöpumppujärjestelmä, maalämpö, kysyntäjousto

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202408255672

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG