Kerrostalon kaukolämpökulutus puoliksi PILPillä

Lämmön talteenottoa hyödyntävillä poistoilmalämpöpumpuilla on mahdollista puolittaa kerrostalon kaukolämmön kulutus. Kohteesta riippuen luku vaihtelee kuitenkin vajaasta 40 prosentista lähes 70 prosenttiin. Lisäksi lämmön huipputehon tarve laskee 10 – 30 prosenttia. Energiatehokkuusinvestointina poistoilmalämpöpumppujärjestelmän soveltuu erityisesti parhaimmat 1960 – 1990-luvuilla rakennetuissa kerrostaloissa, joissa on koneellinen ilmanvaihto, mutta ei lämmön talteenottoa.
Tämä käy ilmi VTT:n tutkimuksessa, jossa selvitettiin asuinkerrostalojen poistoilmalämpöpumppujen vaikutusta kaukolämpöön yksittäisen kuluttajan ja kaukolämmön tuottajan näkökulmista. Tutkimuksessa kerättiin mittaustiedot 13 kohteesta.

PILP –järjestelmillä tarkoitetaan tässä tutkimuksessa toteutusta, jossa koneellisella ilmanvaihdolla varustettu kiinteistö ottaa poistoilmasta lämmön talteen ja hyödyntää tätä lämpöpumppujärjestelmän lämmönlähteenä lämmitykselle ja mahdollisesti käyttövedelle.
Mukana tarkastelussa eivät siis ole yleensä omakotitalokokoluokan poistoilmalämpöpumppujärjestelmät, joissa tuloilmaa esilämmitetään suoraan poistoilmalla.
Tutkimuksessa asiakkaan näkökulmasta korostui se, että lämpöpumppujärjestelmää voidaan pitää puhtaasti energiansäästötoimenpiteenä. Verrattuna tavalliseen, nykytaloissa yleiseen passiiviseen lämmön talteenottoon ilmanvaihdossa, tehokkaan lämpöpumpun käyttö tuottaa suuremmat energiansäästöt.
Koska lämpöpumpulla voidaan tehdä myös käyttövettä, on järjestelmästä hyötyä myös pienen lämpökuorman aikana eli käytännössä kesäaikaan.
Tästä huolimatta kohteissa, joissa lämmön talteenotto on jo toteutettu, PILP –järjestelmän tuoma lisähyöty voi olla liian pieni tehdäkseen investoinnista kannattavan.
Kaukolämpöjärjestelmä on suunniteltu ja rakennettu kattamaan lämmitystarve palvelemallaan alueella kaikissa olosuhteissa. Näin ollen ns. rinnakkaislämmönlähteet kuten PILP –järjestelmät väistämättä muuttavat tasapainoa epäsuotuisaan suuntaan kaukolämmön tuottajan kannalta.
Koska suuriin kiinteistöihin tarkoitetut lämpöpumppuratkaisut lähes poikkeuksetta tuottavat ainoastaan osan lämmöntarpeesta, kaukolämpöä tarvitaan edelleen täydentävänä lämmönlähteenä.

Kahdenlaisia vaikutuksia
Kaukolämpöjärjestelmään PILP –järjestelmä vaikuttaa kahdella eri tapaa; kaukolämmön kulutuksen vähentymisenä ja kytkennästä riippuen paluulämpötilan nousuna. Kummatkin vaikuttavat mahdollisen yhteistuotannon sähkön tuotannon kapasiteettiin ja siirtojärjestelmän eli kaukolämpöverkon tehokkuuteen negatiivisesti.
Tulokset tämän suhteen ovat kuitenkin hyvin järjestelmäkohtaisia. Yleisesti ottaen kulutuksen vähentymisellä on selkeästi suuremmat vaikutukset kuin paluulämpötilan vähäisillä muutoksilla.
Poikkeuksen tähän tekevät järjestelmät, jossa hyödynnetään savukaasujen lämmön talteenottoa ja joiden toiminta vaarantuu jo pienemmästä lämpötilan noususta.
Paluulämpötilan nousu voi myös vaikeuttaa lämmön talteenottoa savukaasuista kaukolämpölaitoksella, jolloin lämmöntuotannon hyötysuhde pienenee edelleen. Tuotannon ja jakelun energiatehokkuuden heikentyminen nostaa kaukolämpöyhtiön kustannuksia ja voi nostaa tätä kautta kaikkien alueen asukkaiden kaukolämmön hintaa.
Paluulämpötilaan voidaan vaikuttaa kytkennän valinnalla. Poistoilmalämpöpumput voidaan kytkeä rinnan tai sarjaan kaukolämmön kanssa. Tutkimuksen mittaustulosten mukaan kytkennällä ei ole merkittävää vaikutusta lämpöpumpun tehokkuuteen, vaan tärkeämpi tekijä on lämmitysjärjestelmän säätöarvot eli lämpötilatasot. Kaukolämpöjärjestelmän energiatehokkuuden kannalta rinnankytkentä on parempi ratkaisu.

Suunnittelu a ja o
Kokonaistehokkuutta arvioitaessa lopputulokseen vaikuttavat paikallinen kaukolämpöjärjestelmä, itse kohteen toteutus ja sähköntuotannon rakenne. Erityisen merkittävä tekijä on yhteistuotannon rakennusaste eli sähköntuotannon suhde lämmöntuotantoon. Matalan rakennusasteen tai täysin lämmön erillistuotantoon perustuva kaukolämpöjärjestelmän kokonaistehokkuus usein kasvaa poistoilmalämpöpumppujen määrän lisääntyessä.
Suunnittelun ja yhteistyön merkitys parhaiden vaihtoehtoisten toteutusratkaisuiden löytämiseksi korostuu.
Lisäksi tutkimuksessa arvioitiin Suomen rakennuskantaan perustuen poistoilmalämpöpumppujärjestelmien lämmitysenergian laskennalliseksi kokonaissäästöpotentiaaliksi 3.3 TWh. Vastaava lämpöpumppujen tuoma sähkönkulutuksen kasvu on tästä reilu kolmannes, arviolta 0.9 TWh.

Lue myös Kiinteistöpostissa aikaisemmin julkaistu artikkeli lämpöpumppujen hankinnasta.