Näkökulmia lämmitysmuodon vaihtoon tai täydentämiseen Sami Seuna
Lämmönjakoverkko ja energiatarpeen suuruus oleellisia, mutta ota huomioon myös Energian hinnat? Korkotaso? Energiansäästöinvestoinnin vaikutus rakennuksen arvoon? Tähdätäänkö nopeimpaan takaisinmaksuaikaan vai suurimpaan ostoenergiansäästöön? Tehty säästötoimi syö kannattavuutta muilta säästötoimilta (c) Motiva Oy 2019 2
Lämmönjakoverkon vaikutus lämpöpumpun hyötysuhteeseen Patteriverkon maksimilämpötila menovedellä yleensä +55 75 astetta Paluuverkon maksimilämpötila?! (maksimissaan yleensä noin 45..55 astetta) Patteriverkon osalta menovesilämpötilan tarkka säätö vaikuttaa oleellisesti Lattialämmityksen maksimilämpötila menovedellä yleensä +30 40 astetta Patteriverkoston toimintakyky tärkeää lämpöpumpun lämpökertoimen kannalta https://www.motiva.fi/koti_ja_asuminen/taloyhtiot/patteriverkoston_perussaato (c) Motiva Oy 2019 3
Lupa-asiat ja rajoitukset Maalämpö vaatii toimenpideluvan, ehkä muitakin lupia tapauskohteisesti Naapurien läheisyys, makuuhuoneiden sijainti, tonttikoko Lämmönjakoverkon jälkiasentaminen mahdollista mutta melko kallista ja usein hankalaa (c) Motiva Oy 2019 4
Mitä on hybridilämmitys? Kaksi (tai useampikin) lämmitysmuotoa vuorottelevat eri vuodenaikoina tai vuorokauden aikoina, esimerkiksi öljylämmitys + ilma-vesilämpöpumppu.
Öljy-hybridilämmityksen edut Suuri teho joka olosuhteessa Korkea omavaraisuusaste (polttoainevarasto ja uusiutuvaa energiaa) Varalämmitysjärjestelmä (varauksin) Sähkön kysyntähuipuissa öljy on sähköä halvempaa Ei kesäajan öljypolttimen lyhyitä käyntijaksoja Ei kesäajan lämpökuormaa öljykattilasta Energian, ympäristön ja rahan säästöä Yhdistää eri järjestelmien parhaat puolet Usein maalämpöä nopeampi takaisinmaksuaika Jos maalämpöä ei voi/saa toteuttaa kohteessa
Vanhan öljykattilan hyödyntäminen Öljypoltin tarvittaessa uusittava Öljykattilan ikä ja kunto? Öljysäiliön ikä, rakenne, kunto? Hormin kunto(?)
Muuta huomioitavaa Mahdollinen erillinen vesivaraaja, kunto, tilavuus, varustelu? Lämmitysverkon meno- ja paluulämpö, maksimit Säätökäyrän tilanne Lämpimän käyttöveden kulutusmäärä ja kulutustapa Lämmitysenergiankulutus lähtötilanteessa
Lämpöpumput Sami Seuna
Lämpöpumpun toimintaperiaate Lämpöpumppu ottaa lämpöä maasta, ilmasta, poistoilmasta, kalliosta tai vesistöstä Kerätty lämpö nostetaan kompressorin avulla korkeammalle (käyttökelpoiselle) lämpötilatasolle Lämpötilatasot maalämpöpumpusta (c) Motiva Oy 2019 10
Eri lämpöpumppumalleilla ja tyypeillä on erilaisia lämpötilatasoja Täystehomitoitus vai hybridilämmitys? Patteriverkon ja ilmanvaihdon lämmitysveden lämpötila-alue? Lämpöpumpun suorituskyky kovien pakkasten olosuhteissa? Nykyinen sähkönsyöttökaapeli, pääsulakkeet ja teho maksut (c) Motiva Oy 2019 11
Vesikiertoiseen lämmönjakoon kytketyn lämpöpumpun investoinnin kannattavuutta parantaa mm. Vesikiertoinen lattialämmitys (Mahdollisimman pieni lämpötilaero lauhduttimen ja höyrystimen välillä) Kiinteistön suuri energiatarve (kiinteistön suuri koko, maantieteellinen sijainti?) o Mittakaavaetu + vaikutus COPpiin Käyttöveden pieni suhteellinen osuus lämmitysenergiasta Tehokkaat lämmönvaihtimet Vaihtoehtoisen lämmitysmuodon korkea energianhinta ja -hintojen nousu Alhainen rahoituksen korkotaso Kierroslukuohjatut kompressorit ja kiertovesipumput Pörssisähkön hinnanvaihteluita hyödyntävä lämpöpumpun ohjaus (c) Motiva Oy 2019 12
Millaisiin kohteisiin ilmavesilämpöpumppuja? Öljylämmityskohteisiin (erityisesti saneerauskohteet) o Hybridikäyttö öljy+lämpöpumppu o Nopea takaisinmaksuaika Jos maalämpöä ei voi/saa toteuttaa Maalämpöä pienempiinkin kohteisiin
Ilma-vesilämpöpumpun soveltuvuus patteriverkkoon Ilma-vesilämpöpumpulla saatavissa yleensä hyvissä olosuhteissa noin 50..60 -asteinen lämmitysvesi, kahden kompressorin ja kylmäaineen malleilla jopa yli 70 astetta Käyttöveden esilämmitys voidaan tehdä lämmitysveden ohella taloudellisesti noin 40 asteeseen Etelä-Suomessa uusi ilma-vesilämpöpumppu sopii kohtuullisesti öljylämmitettyyn patterikohteeseenkin, vuotuinen energiapeitto n.60 90 % vuositasolla Öljylämmitystä voidaan käyttää esim. -10 asteen alapuolella, suurin energiansäästö syntyy patterikohteessa noin -8..-10 asteen kohdalla (c) Motiva Oy 2019 14
Ilma-vesilämpöpumpun haasteena Patteriverkon lämpötila-alue Käyttöveden lämpötila Pakkastalven pituus ja kovuus Tehontarpeen suuri vaihtelu Tehomitoitusasteen valinta Ulkoyksikön riittävä sulatus
Ilma-vesilämpöpumpun kannattavuus Investointi noin 60..70 % maalämpöön verrattuna Vuosilämpökerroin pientalomittakaavassa noin 0,6 1 maalämpöä alempana Harkinnanarvoinen vaihtoehto Etelä-Suomen olosuhteissa, erityisesti lattialämmityskohteissa Patteritaloissa päästään noin 70-90%:n vuotuiseen energiapeittoon lämpöpumpulla, loppuosa sähköllä/öljyllä
Maalämpö Kallein investoinnissa mutta halvimmat käyttökustannukset Saadaan vuoden ympäri useimmiten noin 55-60 asteista vettä, jopa 65 astetta (tulistuslämpöpumput vielä oma lukunsa) Luvan saanti lämmönkeruuputkiston asennukseen? 17 (c) Motiva Oy 2019 1
Esimerkkejä osatehoisesta MLP-mitoituksesta 87,5 % tehoaste = noin 99,8 % vuotuisesta energiasta 75 % tehoaste = noin 98,4 % vuotuisesta energiasta 50 % tehoaste = noin 87 % vuotuisesta energiasta Vuotuinen energiapeitto lämpöpumpulla patterilämmitystalossa mitoituksesta, laitteesta ja kohteesta riippuen yleensä noin 95-100%. Loppuosa sähköllä tai öljyllä. (c) Motiva Oy 2019 18
Maalämpö / lämmönkeruu kalliosta Yleisin tapa mutta ei ainoa vaihtoehto o syvyys tyypillisesti 100-200 m (jopa yli 300m) o tyypillisesti D=115 165mm o teräsputkiosuus noin 3 x kalliimpaa mm. vesivirtaukset vaikuttavat tehokkuuteen lämpökaivojen väli toisistaan >20m Lämpökaivo-opas (2013): https://helda.helsinki.fi/bitstream/handle/10138/40953/ YO_2013.pdf?sequence=4 (c) Motiva Oy 2019 19
Maalämpöpumpun käynnistyshetken virtapiikki Voi aiheuttaa ongelmia maaseudulla Myös on/off tyyppinen ilma-vesilämpöpumppu voi aiheuttaa vastaavia ongelmia Oltava yhteydessä sähkönverkkoyhtiöön ennen maalämmön hankintaa Ratkaisuja: Kierroslukuohjattu kompressori (inverter-malli, paras ratkaisu) Pehmokäynnistin Pienempi kompressorikoko (osatehomitoitus) (c) Motiva Oy 2019 20
Ilmalämpöpumppu tilojen tukilämmitykseen Inverter ILP investointi noin 1500 2500 Säästön määrä vaihtelee kohdekohtaisesti paljon Soveltuvin sähköpatterilämmityksen tueksi avaralle pohjaratkaisulle Haasteena: Kovat ja pitkät pakkaskaudet Ulkoyksikön sulatus Talon pohjarakenteen soveltuvuus Muun lämmönjakojärjestelmän säätö/tyyppi (c) Motiva Oy 2019 21
Ilma-ilmalämpöpumpun kannattavuus Avara talorakenne Suuri tilojen ominaislämmöntarve Muun lämmitysjärjestelmän säätö Tehokas lämmönsiirto (tehokkaat lämmönsiirtimet lämpöpumpussa) Vaihtoehtoisen lämmitysmuodon korkea polttoaineen hinta (Sähkö- tai öljy) Jäätilannetta tarkkailtava talven aikana Ilmansuodattimen säännöllinen puhdistus Kuvassa Ilmalämpöpumpun asetuslämpötila vrs. lämmön nettotuotto Lähde: https://www.vtt.fi/inf/pdf/technology/2016/t262.pdf (c) Motiva Oy 2019 22
Tutkimus: Ilmalämpöpumpun säästö käytännössä (Motivan Elvari tutkimus 2012) (c) Motiva Oy 2019 23
Aurinkolämpö-öljy, puu- ja pellettilämmitys Sami Seuna
Aurinkolämpökeräimet, yleistä Perinteisesti 1 keräinyksikkö 1,2m * 2,5m, painoa 50 60kg/keräin Käyttöveden lämmityksessä (yli 50 astetta) tyhjiöputkikeräinten hyötysuhde on selvästi tasokeräimiä parempi Aurinkokeräimen hyötysuhde yleensä noin 25 50% Lattialämmitykselle saadaan aurinkokeräimessä parempi hyötysuhde kuin käyttövedelle Korkeuskulman valinta vaikuttaa vuotuisen säteilymäärän kuukausijakautumaan ja vuotuiseen kokonaistuottoon Varaajatilavuutta ainakin 50 litraa per keräin-m^2 (max. lämpötilannousu varaajassa noin 30 50 astetta) ja 100 litraa per keräin-m^2 > (15 25 astetta)
Auringon kokonaissäteilyenergian summa 45 asteen kulmassa etelään päin suunnatulle pinnalle Suomessa sekä erot vuotuisissa säteilymäärissä eri kaupungeissa. Lähde: Ilmatieteen laitos. Energialaskennan testivuodet nykyilmastossa.3) (c) Motiva Oy 2019 26
Aurinkokeräimet hybridikytkennässä Vanhan varaajan hyödyntäminen? Käyttövesi mahdollista tuottaa jopa 90 prosenttisesti aurinkokeräimillä (ei kustannustehokkain valinta) Käyttöveden oltava päivittäin ainakin 60 astetta, enintään noin 90 astetta Käyttövesi ja kesäkauden lattialämmitys (c) Motiva Oy 2019 27
Tulisijan käyttö Varaavalla takalla energiasäästöä keskimäärin noin 2000kWh/a, parhaimmillaan noin 8000kWh/a Oikea sytytystapa Vain kuivaa puuta Usein tulisija ja polton kertamäärä liian suuria Painota polttoa koville pakkasille 28 (c) Motiva Oy 2019 2
Puun lämpöarvo = puun tiheys Lämpöarvot eri puulajeille Koivu 1700kWh/pinokuutio Havupuut 1300kWh/pinokuutio Kuiva puu antaa enemmän lämpöarvoa, syttyy herkemmin ja palaa puhtaammin Tulisijan hyötysuhde 30-85% Lämmön hyödyntämisaste noin 60-90% Polttopuun lämpöarvo 4,3kWh/kg puunkosteus 15% (kuivatettu sisätiloissa) 3,7kWh/kg puunkosteus 25% (ulkona katettuna 1-2 vuotta) Juuri kaadettu puu puunkosteus 50% Kattamaton puukasa ulkona vuoden jälkeen puunkosteus 40% (c) Motiva Oy 2019 29
Puun polton hyödyn parantaminen Puun hinta ja hankinta Omaa vai ostopuuta? Kuljetusmatkat/kustannukset? Briketit? Pelletit? Pellettikori? Pellettitakka? Tulisijan hyödyntämisaste Enimmillään 1-4kW lämpötehoa Lämpöteho hiipuu lähes nollaan 24-48 tunnissa Vapaa-ajan rakennukseen kevyt tulisija Tyypilliseen omakotitaloon varaava tulisija Matalaenergia/passiivitaloon erittäin massiivinen tulisija (c) Motiva Oy 2019 30
Ilmanvaihto sytytysvaiheessa Koneellinen poisto koneellinen poistoilmanvaihto pois päältä sytyksessä Voidaan myös avata huoneessa tuuletusikkuna lisää palamisilmaa Painovoimainen ilmanvaihto Takkaimuri hormin päälle Voidaan myös avata huoneessa tuuletusikkuna lisää palamisilmaa (c) Motiva Oy 2019 31
Tulisijat ja lämmönsäätö Haasteena ylilämpö Patteritermostaatit nopeita (toimivatko?) Saneeratussa lattialämmityksessä reagointi noin 1-3 tuntia Alkuperäinen lattialämmitys reagointi 12h-24h (c) Motiva Oy 2019 32
Puupelletti polttoaineena Puupelletti Valmistettu puusepänteollisuuden sahausjätteestä puristamalla Halkaisija: 6 12 mm, Pituus: 10 30 mm.. Kosteus: 8 12 % Tuhkapitoisuus: 0,5 % Lämpöarvo : 3 000 3 300 kwh/m 3, 4 700 5 000 kwh/t Puupellettilämmön hinta noin 6,5snt/kWh jos hyötysuhde 90 % Puupellettilämmön hinta noin 7,2snt/kWh jos hyötysuhde 80 % Pellettilämmitys asennettuna n. 12 20 000 eur (c) Motiva Oy 2019 33
Ilmaista ja puolueetonta neuvontaa lämmitysmuodon valintaan/täydentämiseen Asiaa energiasta Facebook -sivusto Sivuilta myös lisätietoa ja kymmeniä opastusvideoita Lämmitysmuotojen vertailulaskuri: http://lammitysvertailu.eneuvonta.fi/ Lisätietoa lämmitysmuodoista: https://www.energiatehokaskoti.fi/ajankohtaista/asiasanat https://www.energiatehokaskoti.fi/kohteet (c) Motiva Oy 2019 34
Kiitos. Asiantuntija, Sami Seuna @SamiSeuna https://www.linkedin.com/in/samiseuna/ motiva.fi