Hybridilämmitysjärjestelmän tiedonkeruu ja -analysointi omakotitalokohteelle

Abstract

Opinnäytetyössä suunniteltiin ja toteutettiin tiedonkeruujärjestelmä omakotitalon lämmitysjärjestelmälle, jonka muodostavat maalämpöpumppu, aurinkokeräimistö ja vesikiertoinen kamina. Lämminvesivaraajan ja tilojen lämmityksen lisäksi aurinkokeräimistö ja kamina pystyvät esilämmittämään maalämpöpumpun keruunestettä ja lämmittämään lämpöpumpun maapiiriä. Tiedonkeruun avulla saadun datan ja lähdekirjallisuuden avulla järjestelmän toimivuutta ja optimaalista käyttöä arvioitiin. Työn tarkoituksena oli myös selvittää vastasivatko aurinkokeräimelle ja kaminalle ilmoitetut hyötysuhteet mitattuja. Työn pohjaksi käytiin läpi suomalaisen pientalon lämmöntarvetta.

Toteutettu tiedonkeruujärjetelmä on kaksiosainen. Yhdelle tietokoneelle tallennetaan lämpötila- ja tilavuusvirtadataa. Toiselle tietokoneelle tehtiin labviewympäristöllä sovellus, joka tallentaa pyranometrin mittaamia auringonsäteilyn intensiteetin arvoja.

Aurinkokeräinten ja kaminan hyötysuhteet vastasivat mitattuja. Tiedonkeruujärjestelmän avulla aurinkokeräimille ja kaminalle voidaan laskea hetkellinen teho ja hyötysuhde. Samoin voidaan laskea eri aikajaksoina tuotettu lämpöenergiamäärä. Tiedonkeruun perusteella voidaan selvästi erottaa maapiirin lataus suorasta lämmityksestä. Maapiirin esilämmitystä ei havaittu tutkitulta ajalta, mutta tiedonkeruujärjestelmän avulla esilämmityksen pitäisi olla tunnistettavissa.

Kirjallisuuskatsauksen perusteella on selkeää, että aurinkokeräimen ja kaminan lämpöenergia kannattaa käyttää aina ensisijaisesti lämminvesivaraajan tai rakennuksen lämmittämiseen. Kaminan käyttö kannattaa ajoittaa talviajalle ja suurin hyöty saadaan kylmimpien päivien aikana. Maalämpöpumpun avulla voitaisiin lämmittää rakennus yksinään, mutta aurinkokeräinten ja kaminan hyöty maalämmön yhteydessä on sitä suurempi mitä matalampi on maapiirin porakaivo.