Aluelämpöverkon hybridilämmitysjärjestelmä : tekninen ja taloudellinen selvitys järjestelmän toiminnasta
Rahikkala, Outi (2024)
Rahikkala, Outi
2024
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024051311374
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024051311374
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön toimeksiantaja on Oulun Energia Oy. Työn tarkoituksena on tarkastella vuonna 2022 käyttöönotetun hybridilämmitysjärjestelmän toimintaa teknisestä ja taloudellisesta näkökulmasta. Kyseisellä hybridilämmitysjärjestelmällä toteutetaan vielä osittain keskeneräisen asuinkorttelin rakennusten lämmitys- ja viilennysenergian tuotanto. Hybridijärjestelmä on liitetty erillisiin aluelämpö- ja viilennysverkkoihin. Hybridilämmitysjärjestelmä tuottaa lämmitysenergiaa lämpöpumpulla, joka ottaa lämpöenergiaa pääasiassa kaukolämmön paluuvedestä niin kutsutun DHAC-järjestelmän välityksellä. Järjestelmä käyttää tarvittaessa myös kaukolämmön menopuolen lämpöenergiaa. Lämpöpumpulla tuotetaan lisäksi jäähdytysenergiaa alueen rakennusten viilennystarpeisiin. Työssä selvitetään myös asuinkorttelin lisärakentamisen vaatimia jatkoinvestointeja. Työn tavoitteena on tuottaa työn toimeksiantajalle kirjallinen selvitys hybridijärjestelmän toiminnasta ja sen vaikutuksista lämmityskustannuksiin.
Hybridijärjestelmän tekninen tarkastelu suoritettiin vuoden 2023 ajalta. Työssä selvitettiin, kuinka hyvin lämpöpumpun tuottama lämmitysenergia oli riittänyt alueen lämmöntarpeen kattamiseen ja arvioitiin verkoston lämpöhäviöitä. Lämpöpumpulle laskettiin lämpökerroin varsinaisten lämmityskuukausien ajalta. Viilennyskauden ajalta järjestelmälle laskettiin kylmäkertoimen sijaan kokonaishyötysuhde, koska viilennysenergian tuotannosta ei ollut saatavilla jaksotettua tuotantodataa. Hybridijärjestelmän taloudellista kannattavuutta tarkasteltiin vuoden 2023 ajalta. Työssä laskettiin lämpöpumpun aikaansaama säästö kaukolämpöön verrattuna. Lisäksi lämpöpumpun käyttämän sähköenergian hinnalle määritettiin raja-arvo, jonka yli sähkön kokonaishinta ei saa nousta, jos lämpöpumpun käytön halutaan olevan kannattavaa. Viilennyskauden osalta lämpöpumpun tuottaman energian tuotantokustannuksille laskettiin myös raja-arvo.
Työssä selvisi, että lämpöpumpun käynnistyksen jälkeen lämpöpumpulla oli tuotettu lähes 90 % alueen lämmöntarpeesta. Lämpöhäviöiden osuus lämmöntuotannosta oli keskimäärin noin 13 %. Lämpöpumpun lämmityskauden aikainen keskimääräinen hyötysuhde oli 3,3 ja kokonaishyötysuhde viilennyskaudella keskimäärin 3,6. Työssä todettiin lämmitysenergian tuottamisen lämpöpumpulla olleen noin 16 % kaukolämpöä edullisempaa. Työssä havaittiin useita puutteita hybridijärjestelmän toimintaa mittaavien tietojen keruussa, jotka toivat haasteita opinnäytetyölle asetettujen tavoitteiden saavuttamiselle. Havaittujen puutteiden avulla pystyttiin kuitenkin kehittämään järjestelmän toimintaa ja sen seurantaa.
Hybridijärjestelmän tekninen tarkastelu suoritettiin vuoden 2023 ajalta. Työssä selvitettiin, kuinka hyvin lämpöpumpun tuottama lämmitysenergia oli riittänyt alueen lämmöntarpeen kattamiseen ja arvioitiin verkoston lämpöhäviöitä. Lämpöpumpulle laskettiin lämpökerroin varsinaisten lämmityskuukausien ajalta. Viilennyskauden ajalta järjestelmälle laskettiin kylmäkertoimen sijaan kokonaishyötysuhde, koska viilennysenergian tuotannosta ei ollut saatavilla jaksotettua tuotantodataa. Hybridijärjestelmän taloudellista kannattavuutta tarkasteltiin vuoden 2023 ajalta. Työssä laskettiin lämpöpumpun aikaansaama säästö kaukolämpöön verrattuna. Lisäksi lämpöpumpun käyttämän sähköenergian hinnalle määritettiin raja-arvo, jonka yli sähkön kokonaishinta ei saa nousta, jos lämpöpumpun käytön halutaan olevan kannattavaa. Viilennyskauden osalta lämpöpumpun tuottaman energian tuotantokustannuksille laskettiin myös raja-arvo.
Työssä selvisi, että lämpöpumpun käynnistyksen jälkeen lämpöpumpulla oli tuotettu lähes 90 % alueen lämmöntarpeesta. Lämpöhäviöiden osuus lämmöntuotannosta oli keskimäärin noin 13 %. Lämpöpumpun lämmityskauden aikainen keskimääräinen hyötysuhde oli 3,3 ja kokonaishyötysuhde viilennyskaudella keskimäärin 3,6. Työssä todettiin lämmitysenergian tuottamisen lämpöpumpulla olleen noin 16 % kaukolämpöä edullisempaa. Työssä havaittiin useita puutteita hybridijärjestelmän toimintaa mittaavien tietojen keruussa, jotka toivat haasteita opinnäytetyölle asetettujen tavoitteiden saavuttamiselle. Havaittujen puutteiden avulla pystyttiin kuitenkin kehittämään järjestelmän toimintaa ja sen seurantaa.