SUOMEN KOTISEUTULIITTO

Transkriptio

1 SUOMEN KOTISEUTULIITTO LVI-KORJAUSKORTTI SEURANTALOILLE ILMALÄMPÖPUMPUT Tämä ilmalämpöpumppujen hankintaan ja asennukseen liittyvä ohje on osa syksyllä 2009 julkaistavaa laajempaa LVI-tekniikan korjauskorttia seurantaloille. Siinä tullaan yleisesti käsittelemään ja ohjeistamaan seurantalojen lämmitys-, vesi- ja viemäri- sekä ilmanvaihtolaitteiden ja järjestelmien korjaustoimintaa. Korjauskortissa pyritään huomioimaan seurantalojen erityispiirteet käytön ja toiminnan suhteen sekä rakennuskannan monimuotoisuus. Tässä korjauskortissa käsitellään ensisijaisesti ulkoilmalämpöpumppuja ja erityisesti ilmailma lämpöpumppuja. Muita lämmitysjärjestelmiä tullaan käsittelemään korjauskortin muissa osissa. Lämmitysjärjestelmät Seurantalojen lämmitystavan ratkaisu on haasteellinen tehtävä, jossa on otettava huomioon rakennus ja sen vaatimat korjaustoimenpiteet kokonaisuutena. Lämmitystavan valinta tulee tehdä osana avustusten edellyttämää korjauksen kokonaissuunnitelmaa. Ensisijaisesti tulee aina pyrkiä liittymään kaukolämpöön mutta tämä tulee vain harvoin kysymykseen kaukolämmön saatavuuden rajoittuessa taajamiin. Haja-asutusalueen lämmitysmuodot seurantaloille ovat supistumassa. Öljylämmityksen hintanäkymät eivät ole rohkaisevia. Sähkölämmityksen kustannukset alkavat olla kestämättömiä erityisesti vanhoissa seurojen taloissa. Teknisen- ja taloudellisen käyttöikänsä puolesta toimivan öljylämmityksen säätöön ja ohjaukseen paneutuminen kannattaa. Öljylämmityksen hyötysuhteen nosto voi tuoda nopeammin kustannuksia takaisin kuin esim. ilmalämpöpumppu. Biopolttoaineista puu on ilmastomuutoksen kannalta parasta uusiutuvaa energiaa. Erityisesti siirtymistä öljylämmityksestä hake- tai pellettijärjestelmään tulee tutkia. Ilmalämpöpumput Ilmalämpöpumppujen myynti on kaksinkertaistunut useana vuonna peräkkäin. Ilmalämpöpumppubuumi näkyy myös seurantalojen avustushakemuksissa. Tämän korjauskortin tarkoituksena on esittää ehdot mahdollisille avustuksille sekä antaa ohjeita suunnittelua sekä laitteiden hankintaa ja asennusta varten. Lämpöpumpun toiminta ja ominaisuudet Ilmalämpöpumppu toimii periaatteessa kuten jääkapit ja pakastimet. Lämpöpumpussa lämpöenergia siirretään kylmäaineen avulla kylmästä ulkoilmasta rakennukseen. Ilma-ilma

2 lämpöpumppu kerää lämmön ulkoilmaan sijoitetun puhallin/höyrystinyksikön ( ulkoyksikkö ) kautta ja luovuttaa sen puhallin/lauhdutinyksikön ( sisäyksikkö ) kautta sisäilmaan. Ilmalämpöpumppu on toimiva lämmitysratkaisu suoran sähkölämmityksen rinnalla. Järjestelmä tuottaa ilmaista lisäenergiaa verrattuna suoraan sähkölämmitykseen. Sen hyviin puoliin kuuluu lisäksi helppohoitoisuus, yksinkertainen asennustapa ja huokea hinta. Ilma-ilma lämpöpumpun haittana on se, että se vaatii rinnalleen suurimman energiatarpeen mukaan mitoitetun peruslämmitysjärjestelmän. Ilmalämpöpumppu on myös hankalasti sovitettavissa arvorakennuksiin joita seurantalot pääsääntöisesti ovat. Laitteet edustavat suomalaiselle rakentamiselle vierasta muotokieltä. Laitteiden elinkaariominaisuuksista ei ole kokemusperäistä tietoa. Myös laitteista aiheutuvat ääniongelmat sekä sisä- että ulkoyksikön osalta tulee huomioida. Ilmalämpöpumppu voi toimia suoran sähkölämmityksen korvaajana lämmityskauden alku ja loppupäässä, erityisesti kun ulkona on lämpimämpää kuin -15 C. On kuitenkin huomioitava, että tämä ei mahdollista entisen sähkölämmitysjärjestelmän supistamista. Alle -15 C ulkolämpötilassa ei ilmalämpöpumpun käytöstä tule merkittävää hyötyä vaan lämmitys muuttuu kaikilta osin suoraksi sähkölämmitykseksi. Suunnitteluohje Lämmitysjärjestelmän valinnan tulee perustua kattavaan analyysiin rakennuksen nykyisestä järjestelmästä, rakenteista, energian kulutuksesta, rakennuksen käytön ominaispiirteistä sekä rakennuksen asettamista reunaehdoista laitteen asennukseen ja sijoitukseen liittyen. Lämmitysjärjestelmästä laaditaan kuntokartoitukseen ja järjestelmäanalyysiin perustuvat suunnitelmat kustannusarviot. Rakenteelliset korjaukset Rakennuksen lämmöneristyksen mahdollisten puutteiden parantaminen on ensisijaista energiatalouden parantamisessa. Näiden toimenpiteiden tekemisen jälkeen ne säästävät energiaa ilman huoltoa ja käyttökustannuksia. Lisälämmöneristys edellyttää aina rakennesuunnittelijan asiantuntemusta. Kauneus ja viihtyvyys Ilmalämpöpumpun asennus arvorakennuksissa kuten seurantalot edellyttää erityisen kunnioittavaa suhtautumista rakennuksen arkkitehtuuriin ja historiaan. Ulko- ja sisäyksikön sijoittaminen vaatii huolellista suunnittelua. Laitteet eivät voi sijaita teknistenkään vaatimusten edellyttäessä rakennuksen ulkopuolen "paraatipaikalla" tai interiöörin keskeisillä paikoilla. Molempien yksiköiden sijoittelu on ratkaistava ensisijaisesti esteettisin perustein, tekniset toimintaedellytykset kuitenkin huomioiden. Ulkoyksikköä ei tulisi kiinnittää päärakennuksen ulkovaippaan, vaan se voidaan sijoittaa, laitevalinta huomioiden, myös kauemmaksi (jopa 15 metrin) päähän esim. ulkorakennuksen yhteyteen. Varsinkin puurakennuksissa ulkoseinään kiinnittäminen voi aiheuttaa rakennevaurioita. Sisäyksiköistä lattialla olevat mallit sopivat usein sisätiloihin paremmin kuin seinälle kiinnitettävät. Energiankulutus Ennen korjaustoimia tulee selvittää rakennuksen lämmitykseen kulutettu energia. Lämpöpumpusta mahdollisesti koituvan säästön toteamiseksi tämä on välttämätöntä.

3 Energian kulutusta seuraamalla voidaan myös toiminnalliset ja/tai käytöstä johtuvat virheet jatkossa havaita. Rakennuksen käyttö ja säilytyslämpötila Jos rakennuksen käyttö on jaksottaista ja rakennuksen lämpötilaa halutaan tilaisuuksien välillä laskea, niin turvalliseksi lämpötilaksi on tutkimuksissa todettu vähintään +12 ºC sisälämpötila. Alemmissa lämpötiloissa kosteusvaurioiden riski kasvaa. Puu- ja hirsirakenteiset sekä massiivitiilirakenteiset rakennukset voidaan kokemuksen mukaan myös jättää talvikaudella täysin kylmiksi, jos jäätymisriskiä ei erityisesti vesiputkiin liittyen ole. Rakennuksen kylmilleen jättäminen käytön niin salliessa tulee aina huolellisesti suunnitella asiantuntijavoimin. Säilytyslämpötilan määrittelyn tulee perustua huolelliseen seurantaan sekä optimointiin säilytyslämpötilasta käyttölämpötilaan siirtymiseen kuluvasta ajasta. Normaalisti ilmalämpöpumppujen alin asetteluarvo sisälämpötilalle on +16 ºC ja +12 Csisälämpötilaan pyrkiminen edellyttää lämpöpum pun varustamista tätä tarkoitusta palvelevalla säätötoiminnalla. Säilytyslämpötilaa käytettäessä tulee varmistua koko tilan pysyminen samassa lämpötilassa. Koska ilmalämpöpumppu on pistemäinen lämmönlähde on kondenssivara reuna-alueilla suuri. Tekniset edellytykset Teknisistä toimintaedellytyksistä tulee huomioida erityisesti laitteiden ääneen liittyvät ongelmat ja lämmön tasaisen leviämisen mahdollistava asennustapa. Ulkoyksikön jäänmuodostuksesta aiheutuvien haittojen minimointi sekä sisäyksikön mahdollisesta jäähdytystoiminnasta johtuva kondenssiveden poisto tulee ratkaista ilman kompromisseja. Lämmitysjärjestelmän synkronointi Lämpöpumpun käytössä tulisi erityisesti huomioida muun olemassa olevan tai hankittavan uuden lämmitysjärjestelmän keskinäinen synkronointi säästön maksimoimiseksi. Asetteluarvot perusjärjestelmässä tulee säätää siten, että ilmalämpöpumppu on ainoa lämmönlähde niin pitkälle kuin sen toimintaedellytykset lämpötilojen suhteen riittävät. Peruslämmityksen tulee mennä päälle vasta kun ilmalämpöpumpusta on otettu kaikki irti. Suunnitelma-asiakirjat Kuten edellä on tullut ilmi, lämpöpumpun asennus edellyttää aina suunnitelmien laadintaa. Korjauksen pääsuunnittelijan tehtävä on huolehtia siitä, että tarvittavat suunnitelmat hankitaan ja että ne muodostavat kokonaisuuden, joka täyttää sille asetetut vaatimukset. Teknisten suunnitelmien tulee olla LVI-suunnittelijan tai suunnittelutoimiston tai laitetoimittajan tekemät. Arvokkaissa tiloissa tulee sijoitus määritellä arvorakennusten korjaustoimintaan erityisesti perehtyneen arkkitehdin avustuksella. Suunnitelma laitteiden sijoituksesta ja mahdollisesta ulkoyksikön katoksista tulee esittää julkisivupiirustuksissa, pohjapiirustuksissa sekä seinäkaavioissa. Putkien ja johdotusten asennustapa, roilotus ja kotelointi tulee myös esittää. Tekniset suunnitelmat käsittävät laitemääritykset, tehomääritykset, COP-luvun sekä selvityksen lämpöpumpun toiminnan sopeuttamisesta muuhun lämmitysjärjestelmään.

4 Tarjousten pyytäminen Laitevalinnan tulee perustua lämpöpumpputoimittajille järjestettyyn tarjouskilpailuun. Laitteen hankinta ei edullisesta hankintahinnastakaan huolimatta voi perustua yhden toimittajan tarjoukseen. Laitevalinnassa tulisi pyrkiä pitkään alalla toimineiden asennusliikkeiden tunnettuihin merkkeihin. Laitteen takuu, huollon toimivuus ja varaosien saanti oletetun elinkaaren aikana tulee varmistaa. Asennus ja laite tulee hankkia samalta toimittajalta. Tarjouspyynnössä tulee esittää: suunnitelmat laitteista ja laitesijoituksista tehomääritykset lämpökerroin (COP-luku) standardin mukaisesti vaatimus ensimmäisellä lämmityskaudella tapahtuvasta lämpöpumpun toiminnan sopeuttamisesta muuhun lämmitysjärjestelmään huomioiden lämpöpumpun käytöstä saavutettavan säästön maksimointi Tarjouksessa tulee olla eriteltynä: erillishinnat laitteista ja asennuksesta erillishinta asennukseen liittyvistä rakennustöistä erillishinta asennukseen liittyvistä sähkötöistä selvitys takuista, huollosta ja käytönopastuksesta Millä edellytyksillä avustusta ilmalämpöpumpun hankintaan ja asennukseen? Pääsääntöisesti avustusta voidaan myöntää vain niihin seurantalohin joita lämmitetään jo suoralla sähkölämmityksellä. Hakemukseen on liitettävä pätevän suunnittelijan laatimat suunnitelmat. Laitteen ulkoyksikköä ei tulisi kiinnittää rakennuksen ulkovaippaan. Laitetta ei saa hankkia tai käyttää jäähdytystarkoitukseen. Avustusta voi saada enintään 60 % suunnittelu-, hankinta-, asennus- ja rakennuskustannuksista. Lähteet: Lämpöpumput, Suomalainen käsikirja aikamme lämmitysjärjestelmästä, Rae Perälä Alfamer Tekniikanmaailma, Rakennusmaailma lämpöpumppuvertailu Internet Liitteet: Termit Tekniikka Lisätietoja seurantalojen korjausavustusten osalta: Rakennustutkija Leni Pakkala, Suomen Kotiseutuliitto, puh. (09)

5 Liite 1 Termit Ilma-ilma lämpöpumppu Ilma-ilma lämpöpumppu kerää lämmön ulkoilmasta ulos sijoitetun puhallin/höyrystinyksikön kautta ja luovuttaa sen suoraan yhden (split) tai useamman (multisplit) yksikön kautta rakennuksen sisäilmaan. Ilma-vesi lämpöpumppu Ilma-vesi lämpöpumpussa ulkoyksikön keräämä lämpö siirretään veteen, normaalisti rakennuksen lämmönvaraajaan. Laite on käytännössä suoran sähkölämmityksen toimilaite. Lämpökerroin laskee nopeasti ulkolämpötilan laskiessa. Kylmäaine Uusissa lämpöpumpuissa käytetään kylmäaineena fluorihiilivety nk. HFC yhdisteitä. HFC kylmäaineet ovat ongelmajätettä eikä näitä täten saa päästää ilmakehään. Myös kompressoreissa käytettävät voiteluöljyt ovat ongelmajätettä. Lämpökerroin COP (Coefficient Of Performance) on ilmalämpöpumpun antama lämmitysteho jaettuna sen sähköverkosta ottamalla teholla. Tällä hetkellä markkinoilla oleville pumpuille ilmoitetaan COP luvuksi jopa yli kuusi, eli pumppu tuottaa sähköverkosta ottamallaan 1 kw teholla yli 6 kw lämpöenergiaa tämä pitäneekin paikkansa kun COP luku ilmoitetaan standardin mukaan ulkolämpötilassa +7 ºC eikä laskelmassa huomioida pakkaskaudella tapahtuvaa ulkoyksikön sulatusjaksoa, jolloin pumppu ei lämmitä sisäilmaa. Niissä lämpötiloissa, joissa lämpöpumppua käytetään jää lämpökerroin käytännössä tasolle 1,8-2,5. Höyrystin Höyrystin on lämmönvaihdin, jossa lämpö siirtyy ulkoilmasta lämpöpumpussa kiertävään kylmäaineeseen. Lauhdutin Lauhdutin on lämmönvaihdin, jossa lämpöpumpun keräämä energia siirtyy rakennuksen sisälle. Kompressori Kompressori on pumppu, joka imee kylmäainetta höyrystimeltä pitäen paineen höyrystimessä niin alhaisena, että kylmäaineen kiehuminen on mahdollista jonka jälkeen kompressori pumppaa imemänsä kylmäaineen lauhduttimeen niin korkeaan paineeseen, että sen nesteytyminen on mahdollista. Lämpöpumpuissa käytettäviä hermeettisiä kompressori tyyppejä ovat rotary, twin rotary sekä scroll. On/Off lämpöpumppu Näissä pumpuissa kompressorin käyntiä ohjaa termostaatti. Sisälämpötilan laskiessa käynnistyy kompressori täydelle teholle ja käy kunnes termostaatti pysäyttää kompressorin. Lämmön tuotto ei ole tasaista ja lämpökerroin ei ole erityisen hyvä. Kompressorin jaksottainen käynti lyhentää sen käyttöikää. Markkinoiden edullisimmat pumput ovat yleensä on/off pumppuja.

6 Invertterilämpöpumppu Invertteri (taajuusmuuttaja) säätää kompressorin pyörimisnopeutta ja laitteen tehoa portaattomasti lämmitystarpeen mukaan. Lämmön tuotto on tasaista sekä hyötysuhde on korkeampi kuin on/off pumpuilla. Pumppu pystyy käymään osatehoilla jolloin lämpökerroin on parempi. Lämpöpumppua valittaessa tulisi pyrkiä lämmöntarvetta suurempaan kokoluokkaan jolloin voidaan maksimoida pumpun pyöriminen osateholla.

7 Liite 2 Tekniikka Miten lämpöpumppu toimii? Lämmönsiirto perustuu kylmäaineen höyrystymiseen ulkoyksikössä matalamassa lämpötilassa ja paineessa ja lauhtumiseen nesteeksi sisäyksikössä korkeammassa lämpötilassa ja paineessa. Lämmityskäytössä ulkoyksikkö toimii höyrystimenä ja sisäyksikkö lauhduttimena. Jäähdytyskäytössä toiminta on päinvastainen ulkoyksikkö = lauhdutin ja sisäyksikkö = höyrystin. Lämpöpumpun toiminta lämmityskäytössä. Höyrystimeen alhaiseen paineeseen vapautuneen ja samalla voimakkaasti jäähtyneen kylmäaineen annetaan ensin kerätä ulkoilmasta itseensä lämpöä, jolloin se samalla höyrystyy. Tämän jälkeen kompressori puristaa kylmäaineen korkeaan paineeseen (paine n.36 bar), jolloin se kuumenee samalla (lämpötila n.60 ºC). Kuumentunut paineenalainen kylmäaine ohjataan nyt sisätiloissa olevaan lauhduttimeen, missä se luovuttaa ulkoa keräämänsä lämmön rakennuksen lämmittämiseen. Lämpönsä luovuttanut kylmäaine jäähtyy samalla ja tiivistyy taas nesteeksi. Nestemäisen kylmäaineen annetaan nyt purkautua paisuntaventtiilin kautta uudelleen höyrystimeen, jolloin sen paine samalla voimakkaasti alenee, ja kylmäaine jäähtyy. Höyrystimeen vapautunut kylmäaine alkaa taas kerätä lämpöä itseensä, ja samalla kierto alkaa uudelleen. Ilmalämpöpumpun yksiköihin tiivistyy ilmasta kosteutta. Talvella kosteus kertyy ulkoyksikön höyrystimen pintaan ja kesäaikana jäähdytystilanteessa sisäyksikköön. Ulkoyksikössä kondenssivettä tiivistyy nollakelillä runsaimmin. Ilmassa on tällöin kosteutta runsaasti. Jos höyrystimen pintalämpötila on alle 0 ºC, muodostuu kosteus höyrystimen pinnalle jääksi. Höyrystimen pintaa keräytyvä jää eristää lämpöä ja heikentää höyrystimen lämmönkeräyskykyä. Lämpöpumput tunnistavat itse milloin jäätä on kertynyt liiaksi höyrystimen päälle ja käynnistävät sulatustoiminnon. Sulatus toimii onnistuneesti ainoastaan kylmiin olosuhteisiin tarkoitetuilla pumpuilla nk. Nordic malleilla. Tämä tulee tarkistaa pumppua hankittaessa.