Kausilämpövaraston käyttö rakennusten lämmitykseen ja jäähdytykseen
Eronen, Tommi (2017)
2017
Konetekniikka
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2017-09-06
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201709071873
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201709071873
Tiivistelmä
Kasvihuonekaasupäästöjen vähennystavoitteet ja kasvava kilpailu lämmityksen hinnasta on luonut tarpeen kehittää parempia ratkaisuja rakennusten lämmön- ja jäähdytyksentarpeen kattamiseksi. Tässä työssä on kuvattu simulointimalli, jonka avulla pystytään mitoittamaan kausilämpövarasto lämmitysjärjestelmään, jossa tuotetaan koko lämmöntarve aurinkolämmöllä. Kausilämpövarasto on suunniteltu niin, että sen avulla pystytään myös jäähdyttämään asuntoja kesällä.
Simulointimalli on luotu Comsol Multiphysics ohjelmistolla, jonka avulla kausilämpövaraston toimintaa pystytään tarkastelemaan. Esimerkkikohteena työssä käytettiin Tampereella sijaitsevan asunto-osakeyhtiön lämmönkäytön tuntimitattua dataa. Lämmöntuotantoon simulointimallissa käytettiin Tanskassa sijaitsevan aurinkolämpövoimalan tunneittain mitattua tuotantodataa. Kulutuksen ja tuotannon välinen ero joko säilöttiin tai käytettiin kausilämpövarastosta. Mitoitusehtona käytettiin säiliön yläpään lämpötilaa, joka ei saanut laskea normaalina vuotena alle 50 °C:n keväällä. Säiliön pohjakerroksen lämpötila ei myöskään saanut nousta yli 15 °C elokuun loppuun mennessä.
Simulointimallin herkkyyttä testattiin kaikkien tärkeimpien parametrin muutokselle useita kertoja ja tulokset tallennettiin Excel-tiedostoon. Tulokset muuttuivat kuitenkin oletettavalla tavalla parametreja muutettaessa. Työhön löytyi vertailukohteeksi vastaavalla lämmönkulutuksella oleva rakennus, joka lämmitettiin kokonaan aurinkolämmöllä. Kyseisessä järjestelmässä päädyttiin saman kokoiseen kausilämpövarastoon kuin tässä työssä.
Työssä saadut tulokset osoittavat, että tarkastellun asunto-osakeyhtiön lämmityksen ja jäähdytyksen tarve pystytään kattamaan kokonaan 356 m2:llä aurinkolämpökeräimiä, joiden ylituotanto kesällä ohjataan 1400 m3:n kausilämpövarastoon. Aurinkolämmöllä lämmitettävän kausilämpövaraston hintaa verrattiin maalämpöön ja kaukolämpöön.
Simulointimalli on luotu Comsol Multiphysics ohjelmistolla, jonka avulla kausilämpövaraston toimintaa pystytään tarkastelemaan. Esimerkkikohteena työssä käytettiin Tampereella sijaitsevan asunto-osakeyhtiön lämmönkäytön tuntimitattua dataa. Lämmöntuotantoon simulointimallissa käytettiin Tanskassa sijaitsevan aurinkolämpövoimalan tunneittain mitattua tuotantodataa. Kulutuksen ja tuotannon välinen ero joko säilöttiin tai käytettiin kausilämpövarastosta. Mitoitusehtona käytettiin säiliön yläpään lämpötilaa, joka ei saanut laskea normaalina vuotena alle 50 °C:n keväällä. Säiliön pohjakerroksen lämpötila ei myöskään saanut nousta yli 15 °C elokuun loppuun mennessä.
Simulointimallin herkkyyttä testattiin kaikkien tärkeimpien parametrin muutokselle useita kertoja ja tulokset tallennettiin Excel-tiedostoon. Tulokset muuttuivat kuitenkin oletettavalla tavalla parametreja muutettaessa. Työhön löytyi vertailukohteeksi vastaavalla lämmönkulutuksella oleva rakennus, joka lämmitettiin kokonaan aurinkolämmöllä. Kyseisessä järjestelmässä päädyttiin saman kokoiseen kausilämpövarastoon kuin tässä työssä.
Työssä saadut tulokset osoittavat, että tarkastellun asunto-osakeyhtiön lämmityksen ja jäähdytyksen tarve pystytään kattamaan kokonaan 356 m2:llä aurinkolämpökeräimiä, joiden ylituotanto kesällä ohjataan 1400 m3:n kausilämpövarastoon. Aurinkolämmöllä lämmitettävän kausilämpövaraston hintaa verrattiin maalämpöön ja kaukolämpöön.