Poistoilmalämpöpumpun kannattavuus asuinkerrostalossa

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää asuinkerrostaloon asennetun poistoilmalämpöpumppujärjestelmän kannattavuus ja investoinnin takaisinmaksuaika. Tavoitteena oli myös selvittää tekijöitä, joilla lämpöpumpun toimintaa voitaisiin nykyisestään tehostaa. Tutkimuskohteina oli kolme Itä-Vantaalla sijaitsevaa asuinkerrostaloa. Taloissa oli poistoilmanvaihtojärjestelmä ja talot oli kytketty kaukolämpöön. Taloihin oli asennettu poistoilmalämpöpumppu vuosina 2011–2013. Kahdessa asuinkerrostalossa poistoilmalämpöpumpun lämmöntalteenottopatterit muutettiin kesällä 2016 lisäämällä toinen lämmöntalteenottopatteri sarjaan. Selvityksen lähtötietoina käytettiin kerrostalojen lämmitysenergian kulutustietoja (Enerkey-järjestelmä), rakennusautomaation mittausdataa ja lämpöpumppujärjestelmästä mitattuja lämpötilatietoja. Lämmöntalteenottopatterista mitattiin poistoilman lämpötila ja suhteellinen kosteus ennen patteria ja patterin jälkeen sekä patterin nesteen meno- ja paluulämpötilat. Mittauksissa huomattiin, että yhden kerrostalon lämmöntalteenottopatterit oli kytketty ns. myötävirtakytkennällä. Lämmöntalteenottopatteri mallinnettiin ja osoitettiin, että vastavirtakytkennällä lämmöntalteenottopatteri olisi noin 20 % tehokkaampi. Rakennuksesta poistuva mittausajan keskimääräinen vesihöyryn määrä oli mittaustulosten mukaan 5,22 kg/h, rakennus. Tulokset osoittivat, että poistoilmalämpöpumppu on asuinkerrostalossa kannattava investointi, kun se on huolellisesti suunniteltu, toteutettu ja ylläpidetty. Rasinkatu 20 suora takaisinmaksuaika oli noin yhdeksän vuotta. Lämpöpumpun toiminnan seuraaminen edellyttää erityisosaamista. Työn tuloksia voi hyödyntää poistoilmalämpöpumppujärjestelmän suunnittelussa.

The aim of this master thesis was to establish the profitability and payback period for exhaust air heat pump systems. The aim was also to find out how to make the use of the pump more effective. The systems were installed in three apartment buildings in Vantaa between the years 2011 and 2013. In one of the buildings, the recovery radiators were connected with a downstream connection. In two of the buildings, the heat pump recovery coil was modernized by adding a second heat recovery coil in series in the summer of 2016. Air temperature and relative humidity before and after the coil, as well as the coil input and output fluid temperatures were measured in the autumn of 2016. In addition, the energy consumption data of the same period was collected from the EnerKey system. The efficiency of the heat recovery coil was simulated with an Excel program. According to the measuring results the payback period of exhaust air heat pump systems was about nine years, using the current energy prices. The simulation results showed that a heat recovery coil with an upstream connection would be about 20% more efficient than a coil with a downstream connection. An exhaust air heat pump is a profitable investment in an apartment building if it is carefully designed, implemented and maintained. The heat pump operation requires special maintenance. The results of this thesis may be useful when design exhaust air heat pump systems to apartment buildings.