Saumattomasti toimiva lämpöpumppujärjestelmä

Lämpöpumppujärjestelmän, kuten minkä tahansa järjestelmän, tehokas toiminta edellyttää, että kaikki sen osat toimivat saumattomasti yhteen. Vain siten järjestelmä pystyy saavuttamaan täyden potentiaalinsa ja takaamaan optimaalisen tehokkuuden. Näin ollen onkin ratkaisevan tärkeää suunnitella huolellisesti lämpöpumppujärjestelmä, mukaan lukien lämmönlähde, lämpöpumppu, lämmönjako.

Tarkemmin sanottuna tähän sisältyy rakennuksen ja yksittäisten huoneiden lämpökuorman määrittäminen, sopivien vesikiertoisten komponenttien valitseminen, nykyisten lämmityslaitteiston rakenteen tarkistaminen ja tarvittaessa alimitoitettujen tai sopimattomien radiaattorien vaihtaminen tai lisääminen. Tämän lisäksi nykyinen putkisto on huuhdeltava, liittimet ja venttiilit tarkistettava sekä mahdollisesti vaihdettava ja lämmitysjärjestelmä säädettävä.

Parempi tehokkuus

Lämpöpumppujärjestelmän hyötysuhde kasvaa automaattisesti, kun kaikki järjestelmän komponentit ovat yhteensopivat lämpöpumpun kanssa. Radiaattorien tärkeys järjestelmästä korostuu, kun etsitään tapoja optimoida tehokkuutta entisestään.

Ensimmäinen keino lämpöpumpun tehokkuuden lisäämiseen on järjestelmän lämpötilojen laskeminen 55/45 °C:sta 35/25 °C:seen. Tällä voidaan saavuttaa jopa noin 25 %:n energiansäästöt. Matalammat järjestelmän lämpötilat parantavat lämpöpumpun SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) -arvoa. Se tarkoittaa lämpöpumpun vuosittaista tehokerrointa eri käyttötiloissa, joita painotetaan ilmastovyöhykkeiden mukaan. Mitä suurempi SCOP-arvo on, sitä parempi on lämpöpumpun hyötysuhde. Se on loogista, koska mitä pienempi lämpötilaero lämmönlähteen ja lämmönjaon (esim. radiaattori) välillä on, sitä taloudellisemmin lämpöpumppu toimii.

Toiseksi lämmitysjärjestelmän vedenkierron tasapainotus on tärkeää tehokkuuden lisäämiseksi. Kaikki järjestelmän radiaattorit on lämmitettävä tasaisesti siten, että myös kauimpana lämmöntuotannosta oleva radiaattori pysyy lämpimänä. Aikaisemmin kiertoveden pumppu mitoitettiin usein suuremmaksi ja/tai virtauslämpötilat asetettiin todellisia tarpeellisia korkeammiksi. Molemmat toimet aiheuttavat tarpeetonta energiahävikkiä. Kiertoveden tasapainotus auttaa luomaan tehokkaan lämmitysjärjestelmän, ja ITG Dresdenin tekemän tutkimuksen mukaan se tuottaa 7–11 %:n energiansäästöt.

Toinen askel lämpöpumppujärjestelmän tehokkuuden parantamisessa on dynaamisen radiaattorin venttiili-insatsinkäyttö. Erityisesti vanhoissa rakennuksissa piilossa olevat putket voivat aiheuttaa ongelmia, jos asiakirjat ovat puutteelliset tai ne eivät ole käytettävissä. Putkien pituuksista ja halkaisijoista ei voida olla varmoja, minkä vuoksi suunnittelu perustuu oletuksiin ja empiirisiin arvoihin. Dynaaminen venttiili-insatsi ratkaisee tämän ongelman. Kun tarvittava vesimäärä on asetettu ottaen huomioon radiaattorin teho ja järjestelmän lämpötilat, venttiili-insatsi varmistaa vesivirran tasaisen tilavuuden. Asetus pitää tehdä vain kerran toimitukseen sisältyvällä, mitta-asteikolla varustetulla avaimella. Asteikko (l/h) tekee asetuksesta nopeaa ja vaivatonta. Dynaamisen venttiilin käytön edellytyksenä on kuitenkin järjestelmän veden puhtaus.

Lisäksi tarvitaan moderni termostaatti, jonka enintään 1 K:n ja 2 K:n suhteelliset poikkeamat varmistavat pienemmän oskillaation. 1 K:n termostaatilla huoneen lämpötilaa voidaan säätää tarkemmin, millä puolestaan voidaan nopeasti saavuttaa noin 6 %:n energiansäästöt.

Lopulta radiaattorien tehokkuuteen vaikuttaa myös niiden kunto. Vanhoissa radiaattoreissa on usein ruostejäämiä, jotka johtuvat raudan reagoinnista kosteuden ja hapen kanssa. Tämä korroosio muodostaa eristävän kerroksen radiaattorin sisälle, mikä heikentää sen tehokkuutta.

Lämpöpumppuradiaattorit

Kuten edellä mainittiin, matalammat virtauslämpötilat auttavat optimoimaan lämpöpumpun SCOP-arvon. Lämpötilat 35–50 °C ovat osoittautuneet optimaalisiksi lämpöpumppuun liitetylle radiaattorijärjestelmälle. Lämpötilat kuitenkin vaikuttavat radiaattorin lämmön jakautumiseen. Yleensä radiaattori yhdistää konvektiolämmön, jolloin radiaattori lämmittää lähellään olevaa ilmaa ja sen myötä koko huonetta vähitellen, ja säteilylämmön, joka tuntuu suoraan alueella, johon se kohdistuu. Konvektiolämmön osuus vähenee merkittävästi, kun menoveden lämpötila laskee alle 40 °C:n. Tämä johtuu siitä, että pienempi lämpötilaero radiaattorin ja lämmitettävän ilman välillä saa ilman kohoamaan heikommin.

Nykyaikaisissa radiaattoreissa käytetään puhaltimia, jotka tukevat konvektiolämmön nousemista ja lisäävät kokonaislämpötehoa. Se voi kuitenkin lisätä ilman liikkumista, ja lisäenergiankulutus on otettava huomioon. Säteilylämpö on tehokasta myös erittäin matalissa lämpötiloissa, joten lämpöpatterit, joiden radiaattoripinnat ovat riittävän suuria, ovat ratkaisevia lämmityksen kannalta alle 50 °C:n lämpötila-alueella. Tämä myös lisää kodikasta lämmön tunnetta erityisesti matalassa virtauslämpötilassa aiheuttamatta runsasta ilman liikkumista.

Radiaattorin koko

Aikaisemmin on keskusteltu vain siitä, onko radiaattorien oltava pienempiä vai suurempia lämpöeristyksen optimoinnissa ja järjestelmän lämpötilojen muuttamisessa. Tosiasia on, että rakennuksen vaippaan tehtyjen parannusten ja järjestelmän teknisten muutosten myötä saavutettu pienempi lämpökuormitus vaatii tehokkaamman ja taloudellisemman lämmöntuotannon.

Järjestelmän tekniikan ja rakennuksen vaipan rinnakkaisen kehityksen johdosta vaadittava radiaattorin koko on pysynyt suurin piirtein samana. Yleisesti ottaen voidaan todeta, että kun rakennuksen lämpökuormitus pienenee vastaavasti, olemassa olevaan rakennukseen asennettua lämpöpumppua voidaan käyttää suunnilleen samankokoisilla radiaattoreilla, joita voidaan sitten käyttää yhtä tehokkaasti kuin ennenkin. Tämä on luonnollisesti varmistettava tapauskohtaisesti laskelmilla, joissa otetaan huomioon kaikki vaikuttavat tekijät, minkä jälkeen on toteutettava optimaaliset järjestelmäasetukset ja järjestelmän säätö.