Kerrostaloissa satsataan nyt PILP-tekniikkaan. As. Oy Vuorikilpi säästää euroa vuodessa NUMERO 1/2014

Transkriptio

1 RETERMIA NEWS NUMERO 1/2014 Ilmanvaihto 36 % Yläpohja 6 % Ikkunat 15% Ulkoseinät 17% Lämmitys 60 % Kerrostaloissa satsataan nyt PILP-tekniikkaan As. Oy Vuorikilpi säästää euroa vuodessa Energiaremontin takaisinmaksuaika 7 vuotta Sähkönkäyttö 20 % Aurinko ja ihmiset 20 % Alapohja 4 % Viemäriin 22%

2 Pääkirjoitus kyseinen sovellus on herättänyt suurta mielenkiintoa ja tämä talotekniikan sovellusala on vasta lähtemässä nousuun. Nyt alalla on mielestäni ongelmana se, että paljon kohteita toteutetaan puutteellisilla suunnitelmilla tai niitä ei ole. Taloyhtiöt saavat eri urakoitsijoilta erisisältöisiä tarjouksia eikä kaikissa kohteissa ole valvojaa. Nämä hankkeet tulisi vetää läpi ammattimaisesti niin, että projektia johtaa suunnittelija taloyhtiön puolueettomana edunvalvojana. Retermia Oy on mukana Kiinteistöliiton hallinnoimassa hankkeessa, jossa laaditaan asuinkerrostaloyhtiöille ns. Hankintaopas. Oppaassa kerrotaan, mitä taloyhtiön hallituksen tulee tehdä halutessaan poistoilman lämmöntalteenoton ja mitä tämä tarkoittaa käytännössä: edut, haitat, takaisinmaksuaika karkeasti, vaikutus asumiseen jne. Vanhojen asuinkerrostalojen energiansäästöpotentiaali Saneerausrakentamisen puolella uutena sovellusalueena Suomessa on nousemassa vanhojen kerrostalojen poistoilman lämmöntalteenotto lämpöpumpputekniikkaa hyödyntäen (PILP). Järjestelmä koostuu pääpiirteittäin maalämpöpumpusta (tyypillisesti neste-neste -lämpöpumppu), jonka keruupiirinä toimii nestekiertoinen lämmöntalteenottopatteri. Poistoilman lisäksi voidaan hyödyntää myös lämpökaivoista kerättyä lämpöä. Lämpöpumpun tuottama lämpö hyödynnetään radiaattoripiirin paluuveden ja lämpimän käyttöveden lämmityksessä. Taloyhtiötä ohjataan teettämään energiaremontista kattavat suunnitelmat. Suunnittelijalle tulee selvä tehtävänkuvaus, jolloin suunnittelutyö on helpompi tarjota. Laadukkaiden suunnitteluasiakirjojen avulla toteutus voidaan helpommin kilpailuttaa ja valita samansisältöisistä tarjouksista se edullisin tai muuten parhaalta vaikuttava. Samalla opas tulee toimimaan markkinointivälineenä ja kannustimena toteuttaa näitä hankkeita ammattimaisesti, osaavien suunnittelijoiden ja urakoitsijoiden kanssa. Vanhaa viisasta sanontaa lainaten: Hyvin suunniteltu on puoliksi tehty. Antoisia lukuhetkiä sekä menestyksekästä vuotta Asuinkerrostaloihin kohdistuvia PILP-sovelluksia on toteutettu Ruotsissa, etenkin Suur-Tukholman alueella, jo kauan. Retermian ensimmäiset laitetoimitukset PILP-kohteisiin olivat 2000-luvun alussa. Suomessa Markus Castrén Toimitusjohtaja / Retermia Oy

3 Vanhoissa kerrostaloissa on suuret säästömahdollisuudet PILP-tekniikalla hukkalämpö tehokkaasti ja turvallisesti hyötykäyttöön Olemassa olevien, luvulla rakennettujen, asuinkerrostalojen suurin yksittäinen lämmönkuluttaja on ilmanvaihto. Koneellisella poistoilmanvaihdolla varustetuissa asuinkerrostaloissa lämpimän poistoilman mukana kulkeutuu % rakennuksen käyttämästä lämpöenergiasta. Vanhojen kerrostalojen energiaremonteissa yhä suositummaksi menetelmäksi on nousemassa poistoilman lämmöntalteenotto lämpöpumpun avulla (PILP). PILP-tekniikassa poistoilman ilmaislämpö hyödynnetään lämpöpumpun avulla rakennuksen lämmitysjärjestelmän paluuveden ja lämpimän käyttöveden esilämmityksessä. Kesäaikaan lämpöpumpulla on mahdollista tuottaa koko rakennuksen lämpimän käyttöveden tarve. Olemassa oleva lämmöntuottoyksikkö (kaukolämpö jne). Ilmanvaihto 36 % LTO yksikkö Lämpimän käyttöveden säiliö neste-neste -lämpöpumppu Olemassa oleva lämmöntuottoyksikkö (kaukolämpö jne). Nestekiertoinen lämmitysjärjestelmä (radiaattorit, lattialämmitys) Yläpohja 6 % Epäsuoran PILP -järjestelmän toimintaperiaate. Ikkunat 15% Lämmitys 60 % Sähkönkäyttö 20 % Aurinko ja ihmiset 20 % Ulkoseinät 17% Alapohja 4 % luvulla rakennetun asuinkerrostalon energiatase. Viemäriin 22% Poistoilma on lämmönlähteenä turvallinen ja helppo hyödyntää. Siinä on lämmönlähteenä useita etuja verrattuna lämpökaivoihin: Poistoilmasta on saatavissa vuodenajasta riippumatta vakioteho, koska poistoilmavirtauksessa ei ole termistä massaa. Keruupiirin lämpötilataso on korkeampi eikä poistoilman lämmöntalteenotossa ole lämpökaivojen porauksiin liittyviä ympäristöriskejä. Usein poistoilmasta talteenotetun kilowatin hinta on myös edullisempi verrattuna maalämpöön. Poistoilman lämpö otetaan talteen joko suorahöyrysteisillä tai nestekiertoisilla pattereilla. Suorahöyrysteisissä PILP-järjestelmissä lämpöpumpun kylmäaine virtaa LTO-patterin putkien sisällä ja poistoilma virtaa patterin vaippapuolella. Näissä järjestelmissä lämpöpumppuyksikkö sijaitsee LTO-patterin yhteydessä, tyypillisesti vesikatolla. Lämpöpumppuyksikön lauhduttimelta tehdään putkitukset lämmönjakohuoneeseen.

4 Paras tapa hyödyntää poistoilman lämpöä näissä PILP-sovelluksissa on käyttää nestekiertoisia lämmönsiirtimiä poistoilmassa ja rakentaa maalämpöpumpun keruupiiri katolle tai ullakolle. Tämä mahdollistaa useiden rinnakkaisten puhaltimien lämmöntalteenoton samalle lämpöpumpulle ja poistopattereiden hallitun huurteeneston toteutuksen. Lisäksi se antaa mahdollisuuden laajentaa järjestelmää myöhemmin, esimerkiksi lisäämällä lämpöpumppuyksiköitä, aurinkopaneeleita tai lämpökaivoja. LTO yksikkö Olemassa oleva lämmöntuottoyksikkö (kaukolämpö jne). Lämpimän käyttöveden säiliö neste-neste -lämpöpumppu Olemassa oleva lämmöntuottoyksikkö (kaukolämpö jne). Nestekiertoinen lämmitysjärjestelmä (radiaattorit, lattialämmitys) yhteydessä. Huoneistokohtaisilla tuloilmakoneilla tuloilma suodatetaan, talvella lämmitetään ja kesällä mahdollisesti viilennetään. Tällöin PILP-järjestelmän lämpöä voidaan hyödyntää lämmitysjärjestelmän paluuveden ja käyttöveden esilämmityksen lisäksi myös tuloilman lämmityksessä. Millaisissa kohteissa remontti kannattaa? Jos vanhan asuinkerrostalon ilmanvaihto on toteutettu painovoimaisella ilmanvaihdolla ja poistoilmakanavat ovat tiiliverhoiltuja piippuja, on PILP-järjestelmää vaikeaa toteuttaa kustannustehokkaasti. Vanhat rakenneaineiset kanavat eivät ole riittävän tiiviitä koneelliselle poistoilmanvaihdolle, ja poistoilmakanaviston muuttaminen kantti- tai kierresaumakanavalle lisää hankkeen kustannuksia. Lämpökaivot Hybridijärjestelmän toimintaperiaate. Poistoilman lämmöntalteenotto toteutetaan usein kytkemällä poistoilman LTO-patterit sarjaan lämpökaivojen kanssa. Tämä kasvattaa keruunesteen lämpötilatasoa ja täten lämpöpumpun COP:ta. Poistoilman LTO:lla voidaan korvata osa lämpökaivoista ja lämpökaivoja voidaan kesällä ladata poistoilman lämmöllä, kun lämmön tai lämpimän käyttöveden tarvetta ei rakennuksessa ole. Nämä ns. hybridiratkaisut ovatkin Ruotsissa varsin yleisiä: poistoilman LTO yhdessä aurinkopaneelien ja lämpökaivojen kanssa. Mikäli halutaan parannusta sisäilman laatuun ja asumisviihtyvyyteen, kannattaa harkita koneellisen tuloilmajärjestelmän rakentamista energiansäästöhankkeen Toinen huomioitava seikka PILP-järjestelmää harkittaessa on rakennuksen poistoilmavirtaaman suuruus. Jotta PILP-järjestelmä olisi kannattava, tulee poistopuhaltimen perusilmavirran olla vähintään 250 l/s. Käytön aikainen tehostusilmavirta on tyypillisesti % perusilmavirtaa suurempi. Ellei rakennuksen poistoilmavirran suuruutta tiedetä, tulisi heti ensimmäiseksi mitata lähtötilanteen ilmamäärät ja laskea rakennuksen ilmanvaihdon tarve nykytilanteessa. Hybridiratkaisut ovat Ruotsissa yleisiä: poistoilman LTO yhdessä aurinkopaneelien ja lämpökaivojen kanssa.

5 PILP-järjestelmän kustannuksia arvioitaessa tulee sähkökeskuksen sulakekoon riittävyys lämpöpumpulle tarkistaa, samoin kuin paikallisen energiayhtiön kanta kaukolämmön perusmaksujen huojennukseen. Nyrkkisääntöjä alustavaan laitevalintaan Nyrkkisääntönä poistoilmasta talteenotetulle teholle voidaan käyttää noin 20 kw per 1 m3/s poistoilmavirtaa. Tämä toteutuu +2 ºC / +7 ºC keruupiirin nesteen lämpötiloilla poistoilman ollessa noin 22 ºC lämmintä. LTO-patterin nestevirtaama valitaan karkeasti niin, että nestevirtaama yksikössä l/s on yhtä suuri kuin ilmamäärä m3/s. Glykolia käytetään lämmönsiirtonesteenä tyypillisesti silloin, kun keruuputkisto viedään lämmönjakohuoneesta katolle sisätiloissa, rappukäytävissä ja ullakolla. Kun keruuputkisto viedään katolle talon ulkoseinällä, on lämmönsiirtoneste yleensä 30 % etanolia tai bioetanolia. Näillä nopeilla laskusäännöillä päästään käsiksi poistoilmasta talteenotettavaan lämpötehoon, pystytään mitoittamaan keruuputkisto ja valitsemaan maalämpöpumppu. Neulalämmönsiirrin mitoitetaan pääsääntöisesti perusilmavirran perusteella. LTO-huippuimurin puhallin valitaan tehostusajan ilmavirran mukaan. Poistopuhaltimen käydessä tehostusajan ilmamäärällä poistoilmasta kerätty lämpöteho ja keruupiirin nesteen lämpötilataso kasvavat, jolloin lämpöpumppu tuottaa enemmän lämpöenergiaa ja sen COP on suurempi. Tarkka poistopatterin mitoitus tehdään maalämpöpumpun edellyttämillä keruupiirin virtaamilla, kun maalämpöpumppu on valittu. Asennus Vanha poistopuhallin sijaitsee usein ullakolla olevassa puhallinhuoneessa, johon liittyy useita poistoilmakanavia. Toinen vaihtoehto on ns. kanavapuhallin tai vanha huippuimuri katolla. Vasen kuva: asuinkerrostalon ullakolla sijaitseva puhallinhuone. Oikea kuva: vanha huippuimuri. Vanhat puhallinhuoneet ovat usein pieniä ja LTO:n sijoittaminen niihin hankalaa. Usein helpoin tapa on sijoittaa LTO-huippuimuri rakennuksen vesikatolle ja hyödyntää puhallinhuoneessa oleva tila äänenvaimentimelle. Uudet energiatehokkaat huippuimurit (kuten kammiopuhaltimet) käyvät suuremmalla kierrosnopeudella ja ovat siksi usein vanhoja puhaltimia äänekkäämpiä. Toinen helppo toteutustapa on sijoittaa LTO-ulospuhalluskatos vesikatolle ja vaihtaa puhallinhuoneessa oleva kaavullinen poistopuhallin kammiopuhaltimeen sekä lisätä puhallinhuoneeseen tarvittavat äänenvaimentimet. PILP-järjestelmä on mahdollista toteuttaa pienin muutostöin ja häiriöin asukkaille. LTO-katoksen tai LTO-huippuimurin nosto vesikatolle onnistuu yhden päivän aikana. Suurin asukkaalle näkyvä muutos on keruuputkiston asennus rappukäytävään tai ulkoseinälle. Linjasaneerauksen yhteydessä helppo ja edullinen keino varautua mahdolliseen PILP-järjestelmän asennukseen on viedä keruuputket porraskäytävässä tai vanhassa roskakuilussa lämmönjakohuoneelta ullakolle. Lämpöpumput sijoitetaan pääsääntöisesti lämmönjakohuoneeseen. Lämpökatko jää hyvässä toteutuksessa vain muutamaan tuntiin.

6 LTO-huippuimurin nosto vesikatolle.

7 Asuinkerrostalojen LTO-huippuimureiden puhaltimet ovat pääsääntöisesti olleet EC-moottorilla varustettuja. EC-moottoritekniikka mahdollistaa parantuneen sähkötehokkuuden lisäksi myös sen, että puhaltimen ohjausyksikkö voidaan sijoittaa lämmönjakohuoneeseen, kuten lämpöpumppuyksikkökin. Lämmönjakohuoneesta viedään katolle ohjausjännitekaapeli. Taajuusmuuttajan sijoittaminen lämpimään ja pölyttömään tilaan, joka olisi riittävän lähellä AC-puhallinta, on saneerauskohteissa usein hankalaa, ja häiriösuojattujen kaapeleiden asennuskustannus on korkea. suuren tehon sijaan suurelle lämpökertoimelle. Tällöin PILP-järjestelmä kestää myös primäärienergiatarkastelun. PILP-järjestelmän korvatessa CHP-voimalaitoksessa tuotettua kaukolämpöä on nopean hiilijalanjälkitarkastelun valossa vuotuisen lämpökertoimen oltava vähintään 2. Tämä luku saadaan vertaamalla sähkön primäärienergiakerrointa 1,4 kaukolämmön primäärienergiakertoimeen 0,7. Ympäristönäkökulmasta katsottuna useat tutkimukset kuitenkin osoittavat sähköntuotannon primäärienergiakertoimeksi kahta. Tällöin minimivaatimus vuotuiselle COP:lle tulisi olla 3, kun lämmön ja sähkön yhteistuotannolla tuotettua lämpöä korvataan lämpöpumpulla tuotetulla lämmöllä. Luonnollisesti lämmön ja sähkön hintojen suhde vaikuttaa suoraan myös PILP-järjestelmän taloudelliseen kannattavuuteen ja vaadittuun vuotuiseen lämpökertoimeen. Suurelle lämpökertoimelle (COP vähintään 3.5) mitoitetun järjestelmän kannattavuus säilyy hyvänä tulevaisuudessakin, vaikka sähkön hinnan nousu olisi lämmön hinnan nousua suurempaa. EC-puhaltimella varustettu LTO -huippuimuri. PILP-järjestelmien energiatehokkuudesta PILP-kohteissa on kysymyksessä aina osatehomitoitus. Vanha lämmitysjärjestelmä (kaukolämpö, öljy tms.) jää käyttöön PILP-järjestelmän kattaessa tyypillisesti noin % mitoitustehontarpeesta ja noin % vuotuisesta lämmitysenergiantarpeesta. On ensiarvoisen tärkeää mitoittaa PILP-järjestelmä mahdollisimman Kannattavuuslaskelmissa tulee ottaa huomioon lämmitysverkoston säätökäyrän vaikutus lämpöpumpun lämpökertoimeen. Jos esimerkiksi vanha radiaattoriverkosto on mitoitettu 60 / 80 ºC lämpötiloihin, PILP-järjestelmällä kannattaa tehdä mitoittavassa ulkoilman lämpötilassa ainoastaan lämmintä käyttövettä. PILP-hankkeen yhteydessä tulisi tasapainottaa olemassaoleva patteriverkosto ja tarkistaa, voiko lämmitysverkoston säätökäyrää mahdollisesti laskea. Meno- ja paluuveden lämpötilat ovat vanhoissa radiaattoriverkostoissa usein suunniteltuja korkeampia..

8 Muita kannattavuuslaskelmissa huomioitavia tekijöitä ovat rakennuksen lämmitystehontarve ja lämpöpumpun COP, jotka riippuvat ulkoilman lämpötilasta. Vuotuisen energiankulutuksen suhteen PILP-sovelluksissa pätee sama totuus kuin ilmanvaihdon lämmöntalteenoton vuosienergioiden laskennassa, vain vielä korostuneemmin. Tuntitason laskenta antaa totuudenmukaisia energiansäästölukemia. Mikäli laskenta sovitetaan ulkoilman vuotuisessa keskilämpötilassa, tulee energiansäästölaskelmasta liian optimistinen. Vuoden keskilämpötilassa rakennuksen lämmitysjärjestelmä pystyy tyypillisesti vastaanottamaan kaiken lämpöpumpun tuottaman lämpötehon. Lisäksi lämpöpumppu toimii hyvällä lämpökertoimella, koska lämmitysverkoston paluuveden lämpötila on matala. Keskilämpötilaa korkeammissa ulkoilman lämpötiloissa rakennus ei pysty käyttämään kaikkea lämpöpumpun tuottamaa lämpöä, vaan lämpöpumppua ajetaan osateholla. Vuoden keskilämpötilaa kylmemmillä keleillä taas lämpöpumpun COP heikkenee, koska lauhdutuslämpötila kasvaa. Lämpöpumpun tuottama lämpimän käyttöveden lämmitysenergia ja LKV:n tehotarve on viisainta laskea lämpimän käyttöveden standardoidulla kulutusprofiililla ja sisällyttää lämminvesivaraaja laskentamalliin. Näin kulutuspiikit tulevat oikein huomioiduiksi laskelmassa. PILP-hankkeen kustannukset ovat tyypillisesti olleet , sisältäen arvonlisäveron. Takaisinmaksuaika on yleensä ollut 6-12 vuotta. Takaisinmaksuaika tulee laskea jokaiselle kohteelle, sillä se vaihtelee suuresti rakennus- ja paikkakuntakohtaisesti. Käytön aikainen seuranta Lämpöpumpun tuottama lämpöenergia ja sähkönkulutus tulee mitata järjestelmän vuotuisen lämpökertoimen selvittämiseksi. Keruu- ja antopuolen liuospumput on sisällytettävä sähköenergian mittaukseen. Myös keruupiirin liuosvirtaama ja keruupiirin lämpöteho on syytä saattaa jatkuvan seurannan piiriin. Tämä nopeuttaa vianetsintää sekä varmistaa osaltaan laitoksen oikean toiminnan ja aikataulun mukaisen käyttöönoton. PILP-järjestelmät tulee ehdottomasti liittää etähallinnan piiriin. Retermiassa on kehitteillä tuntitason dynaaminen laskentaohjelma, joka ottaa edellä mainitut seikat huomioon simuloidessaan PILP-järjestelmien vuotuista energiansäästöä. Ohjelma valmistuu alkuvuodesta Tuntitason laskenta antaa totuudenmukaisia energiansäästölukemia.

9 Jyväskyläläisessä kerrostalossa nautitaan edullisesta lämmöstä Retermian PILP-järjestelmällä yli euron vuosisäästöt Olli Ingervolta sujuu taloyhtiönsä energiaremontista kertominen jo rutiinilla niin paljon huomiota hanke on herättänyt. Pari-kolmekymmentä henkeä eri taloyhtiöiden hallituksista on jo käynyt meidän asennustamme katsomassa. Hanke sai alkunsa Ingervon iltalukemisista: Kiinteistölehden juttu kerrostalojen maalämmityksestä innosti Asunto-osakeyhtiö Vuorikilven hallituksen puheenjohtajaa selvittämään mahdollisuudet asentaa maalämpö omaan taloyhtiöön. Enermix Oy:ltä tilattu ennakkokartoitus osoitti maalämmön kuitenkin kannattamattomaksi. Yli kahdenkymmenen lämpökaivon poraaminen kuudenkymmenen asunnon lämmitystarvetta varten ei olisi maksanut itseään takaisin järkevässä ajassa. Enermix ehdotti sen sijaan poistoilman lämmöntalteenottoa. Taloyhtiössä oli jo aiemmin tehty ikkunaremontti ja yläpohjan lisäeristys. Kilpailutuksen jälkeen Enermix sai urakan itselleen, ja työt aloitettiin tammikuussa Urakoitsijan toiminta saa paljon kiitosta hankkeesta vastanneilta: Asennus vei aikaa vain kahdeksan päivää. Asukkaat eivät remonttia juuri huomanneetkaan lämmitys ja lämmin vesi olivat hetken pois päältä, siinä kaikki. Ja nyt vain nautitaan edullisesta lämmityksestä, Ingervo hymyilee. Säästöt ovat jopa ylittäneet ennakko-odotukset. Kaukolämmön osto on pudonnut puoleen. Vuotuiset energiansäästöt ovat yli , josta kaukolämmön perusmaksun alenemisen osuus on euroa vuodessa. Kymmenessä vuodessa yksinään perusmaksun alentumisella säästetään euroa, ja lisäksi lämmitysenergian kokonaiskulutus on pienentynyt 40 prosenttia. Takaisinmaksuajaksi hankkeelle tulee noin seitsemän vuotta. Hallituksen puheenjohtaja Olli Ingervo esittelee Rahapajaa.

10 Isännöitsijä Ilkka Kuulasmaa lämmönjakohuoneessa. Janne Heinonen Enermix Oy:stä on mitannut järjestelmän vuotuisen lämpökertoimen (COP) arvoksi 4. Luvussa on otettu huomioon paitsi lämpöpumpun, myös keruu- ja latauspiirin liuospumppujen sähkönkulutus. Hankkeen kokonaishinnasta, eurosta (sisältäen arvonlisäveron), taloyhtiöllä oli sijoittaa omaa rahaa puolet. Puolet eli euroa otettiin huoltolainana taloyhtiölle. Laina maksetaan takaisin säästöillä, noin kuudessa vuodessa. Kaupungilta on vielä lisäksi tulossa energia-avustusta. Järjestelmä on toiminut äärettömän hyvin. Huolto ja neulalämmönsiirrinten pesu painepesurilla on sujunut Ingervon mukaan helposti. Myös isännöitsijä Ilkka Kuulasmaa on tyytyväinen. Yhtiövastikkeita ei ole taloyhtiössä tarvinnut korottaa seitsemään vuoteen eikä korotustarvetta ole lähivuosinakaan näköpiirissä siitä huolimatta, että monet menoerät jätemaksuista veroihin ovat nousseet. Tällaisella matematiikalla on helppo saada energiaremontille yhtiökokouksen hyväksyntä. Kuulasmaalla onkin jo tiedossa taloyhtiötä Jyväskylässä, joihin on suunnitteilla vastaavanlainen järjestelmä.

11 Talotekniikkatuotteista suuri osa on vielä CE-merkinnän ulkopuolella EC -puhaltimella varustettu Retermia LTO -huippuimuri

12 RETERMIA Retermia Oy I I retermia@retermia.fi I Paininpuuntie 17 I Heinola