Pienkerrostalon energiatehokkuuden parantaminen lämmitysjärjestelmän avulla

Opinnäytetyössä tarkoituksena oli selvittää, miten lämmönkehityslaitteiston vaihtaminen vaikuttaa rakennuksen energiatehokkuuteen sekä onko ilmavesilämpöpumpun ja olemassa olevan öljykattilan yhdistelmä järkevä ja kustannustehokas ratkaisu, verrattuna maalämpöpumppuun tai kaukolämpöön. Tavoitteena oli lisätä tietoa saneerauskohteiden lämmityslaitteiden uusinnasta, hybridilämmityksestä ja selvittää 1923 rakennettuun case-kohteeseen sopivin lämmönkehitysjärjestelmän ratkaisu. Menetelmänä oli tutkia huomioon otettavia asioita valittaessa lämmitysmuotoa vanhoihin taloihin ja tarkastella laskennallisesti eri laitteistojen mitoituksia sekä energia- ja kustannustehokkuutta. Kohteeseen tehtiin lämmitystehontarvelaskelma CADMATIC HVAC sovelluksella laitteiden mitoittamiseksi. Tulokseksi saatiin arvio vanhan rakennuksen alkuperäisestä lämmitystehon tarpeesta rakentamisajankohtana ja nykyinen laskennallinen lämmitystehontarve, ja voitiin valita sopivat lämmönkehityslaitteet. Tarkastelussa hankintahinnaltaan edullisimmaksi osoittautui kaukolämpö, sitten ulkoilmavesilämpöpumppu ja kallein lämmityslaitteisto oli maalämmössä. Takaisinmaksuajan perusteella lämmitysmuodoista edullisin oli ilmavesilämpöpumppu ratkaisu, sitten maalämpöpumppu ja kalleimmaksi tuli kaukolämpö. Energiatehokkuutta tarkasteltaessa ulkoilmavesilämpöpumppu pienensi ostoenergiankulutusta nykyiseen öljylämmitykseen verrattuna 67 %, kaukolämmitys 15 % ja maalämmitys 81 %. Johtopäätöksenä kaukolämmitys vaikutti halvimmalta hankintahinnaltaan mutta energiakustannuksiltaan se oli vain vähän öljylämmitystä taloudellisempi, hankintahinnaltaan vain hieman kalliimpi oli ulkoilmavesilämpöpumppu, joka puolestaan tarjosi huomattavia säästöjä lämmityskuluissa. Selvästi kallein vaihtoehto oli maalämpöpumppu yli kaksinkertaisella hankintahinnallaan verrattuna ulkoilmavesilämpöpumppuun. Vanhaan öljylämmitteiseen rakennukseen olisi energiatehokkuuden ja kustannusten kannalta arvioituna järkevää asentaa ulkoilmavesilämpöpumppu olemassa olevan kattilan rinnalle. Jatkotutkimusta voisi tehdä laitteiden kytkentä tapojen vertailusta ja hybridijärjestelmän mahdollisuuksista Pohjoissuomessa. Myös kohdekohtaisten aurinkokeräin sekä -sähkö järjestelmien integroinnista hybridiin olisi hyvä tehdä lisäselvitystä.The purpose of this study was to gather information about replacing old heating systems with modern ones, in older buildings. The focus was on cutting down the need of delivered energy and optimizing energy efficiency. The study was carried out by comparing three different heating systems and examining what needs to be taken into account when choosing a replacing system. The design heat power was calculated with CADMATIC HVAC program. The annual energy consumption calculations were based on the old oil bills of the building. The three systems were compared through calculated heat energy. The results of the project were that every heating system examined, can be both energy and cost efficient. The systems differed from each other by the investments. District heating was the most economical and a ground heat pump the most expensive. The drop in the delivered energy was 81% with a ground heat pump, 14% with district heating and 67% with a hybrid system. In the district heating system, the drop in energy efficiency was the lowest and annual heating costs were the highest. The findings of the project were that a hybrid system with an old oil burning boiler unit and an air to water -heat pump is suitable for older buildings. In each retrofit case every aspect of the system has to be calculated thoroughly to make the optimal decision. Every house is a different case, and the same calculations may lead into different conclusions