Maalämpöpumpuhttp://www.sulpu.fi/index.php?option=com_content&task=view&id=20&Itemid=114

Maalämpöpumpu

Maaperä maalämmön lämmönlähteenä
Porakaivo maalämmön lämmönlähteenä
Vesistöt lämmönlähteenä



Käyttövesivaraajalla varustettu maalämpöpumppu, jossa vuosikiertoisen, kesällä varastoituneen aurinkolämmön keruu tapahtuu maahan, kallioon tai vesistöön upotetussa muoviputkistossa kierrätettävällä jäätymättömällä liuoksella höyrystin-lämmönsiirtimelle, jossa lämmön siirtyminen kylmäaineeseen tapahtuu. Kylmäaineesta lämpöenergiaa luovutetaan ensin höyrynjäähdytin-lämmönsiirtimessä lämpimän käyttöveden kuumentamiseen varaajaan ja sen jälkeen lauhdutin-lämmönsiirtimessä vesikiertoiseen, mieluiten matalalämpöiseen lattialämmitysjärjestelmään ja/tai käyttöveteen. Maalämpöpumpun etuna ovat alhaiset käyttökustannukset. Vesikiertoinen lämmön jakojärjestelmä on pitkäikäinen ja joustava järjestelmä mahdollisten muidenkin tulevaisuuden energialähteiden käyttöön. Maapiiriä voidaan tarvittaessa käyttää kesäaikana rakennuksen tuloilman jäähdyttämiseen suhteellisen helposti ja edullisesti kytkemällä tuloilmakanavaan asennettu patteri liuospiiriin ja kierrättämällä maapiiriä tuloilmapatterin kautta. Haittapuolena ovat suhteellisen suuret perusinvestointikustannukset, joten aivan pienten (110 - 120 m²) ja matalaenergiatalojen kyseessä ollessa järjestelmän takaisinmaksuaika on suhteellisen pitkä, 10-15 vuotta. Mitä suurempi talo ja energiankulutus ovat, sitä kannattavampi investointi on. Keskimäärin vuositason lämpökertoimet ovat 2,6 -3,6.

Maalämpöpumppu, jossa vuosikiertoisen, kesällä ympäristöömme varastoituneen aurinkolämmön keruu tapahtuu maahan, kallioon tai vesistöön upotetussa muoviputkistossa kierrätettävällä kylmällä jäätymättömällä liuoksella höyrystin-lämmönsiirtimelle, jossa lämmön siirtyminen kylmäaineeseen tapahtuu. Kylmäaineesta lämpöenergiaa luovutetaan lauhdutin-lämmönsiirtimessä vesikiertoiseen, mieluiten matalalämpöiseen lattialämmitysjärjestelmään ja/tai käyttöveteen. Mitoittaminen mahdollisimman korkeaan höyrystyslämpötilaan ( 0 - +3 ºC) ja vastaavasti alhaiseen lauhtumislämpötilaan (+35 - +40 ºC) parantaa merkittävästi lämpöpumpun hyötysuhdetta. Käyttöveden loppukuumennus (priimaus) suoritetaan erillisessä varaajassa sähkövastuksella. Vesikiertoinen lämmön jakojärjestelmä on pitkäikäinen ja joustava järjestelmä mahdollisten muidenkin tulevaisuuden energialähteiden käyttöön. Maapiiriä voidaan tarvittaessa käyttää kesäaikana rakennuksen sisäilman viilentämiseen suhteellisen helposti ja edullisesti liittämällä liuospiirin kiertoon asennettu patteri (puhallinkonvektori) ja kierrättämällä liuospiiriä sen kautta. Maalämpöpumppujen haittapuolena on suhteellisen suuri perusinvestointikustannus, joten aivan pienten (110 - 120 m²) ja matalaenergiatalojen kyseessä ollessa tähän järjestelmään ei kannata investoida nykyisillä energiahinnoilla. Mitä suurempi talo ja energiankulutus ovat, sitä kannattavampi investointi on. Keskimäärin vuositason lämpökertoimet ovat 2,6 -3,6. Maalämpöpumppu ja porakaivot lämmönlähteenä on mitä oivallisin lämmöntuottaja myös majoitustiloihin, liikekiinteistöihin ja teollisuustiloihin, joita lämmitetään lattialämmityksellä ja/tai ilmalämmityksellä. Tällöin on järkevää kytkeä useita lämpöpumppuja toimimaan vuorottelu ja/tai rinnan lämmöntarpeesta riippuen.

Maalämpöpumppu on teollisesti valmistettu ja verrattain pitkälle kehitetty ja toimintavarma tekninen laite. Lähes kaikki maalämpöpumppuihin aikaisemminkin liittyneet ongelmat eivät ole johtuneet itse lämpöpumpusta, vaan useimmiten virheellisistä liuospiirien ja/tai lämmitysjärjestelmien mitoituksista ja asennuksista. Lämpöpumpun paisuntaventtiili, ylä- ja alapainerajoittimet ja termostaatit säädetään tehtaan koeajopenkissä toimimaan tietyllä lämpötila- ja painealueella. Tämä tarkoittaa sitä, että höyrystimelle on aina taattava tarpeellinen määrä liuospiirin tuomaa maalämpöä. Muussa tapauksessa höyrystimen lämpötila laskee, höyrystyminen heikkenee, kompressorin alapaine laskee, höyrystimen liuospiirin virtaama ja lämmön tulo heikkenee entisestään lämmönsiirtimen liuospiirin lähestyessä jähmepistettä kunnes lämmön siirtyminen tyrehtyy ja alapaineen pressostaatti pysäyttää kompressorin. Yleisimmät syyt liuospiirin toimintahäiriöihin ovat huonosti ilmattu järjestelmä, pumpun toimintahäiriö, pumpun mitoitus putkiston virtausvastukseen nähden, liuoksen koostumus (jähmepiste) ja viskositeetti (pumpattavuus) sekä lämmönkeruuputkiston pituuden mitoitus suhteessa maaperän lämmönluovutuskykyyn. Vastaavalla tavoin lauhduttimen toiminta suunnitellulla tavalla on taattava häiriöttömän toiminnan varmistamiseksi. Tämä tarkoittaa sitä, että on jatkuvasti varmistettava riittävä lämmön siirtyminen pois lauhduttimesta. Muussa tapauksessa kylmäaine (kuumakaasu) ei pääse jäähtymään ja nesteytymään eikä siirtymään prosessissa eteenpäin. Kompressorin tuottama paine ja kuumakaasun lämpötila nousevat kunnes yläpaineen pressostaatti pysäyttää kompressorin. Tämä voi aikaa myöten vahingoittaa lämpöpumppua, koska kylmäaineen mukana kulkevan voiteluaineen lämpötila nousee niin korkeaksi, että voiteluainetta voi krakkautua kompressorin venttiileihin, putkiin ja lauhduttimen seinämiin heikentäen sen lämmönsiirtokykyä ja luonnollisesti myös kompressorin voitelua. Peukalosääntönä voidaan sanoa, että lämpöpumpun maksimiteho tulisi mitoittaa vastaamaan 50-70% rakennuksen lämmitystehon maksimitarpeesta (ns. osatehomitoitus), jolloin lämpöpumppu kuitenkin tuottaa lämmitysenergian kokonaisvuositarpeesta peräti 85-98%. Lämpöpumppu käy hyvällä hyötysuhteella pitkiä jaksoja lämmityskaudella ja huipputehon lisätarve katetaan lisävastuksella muutamina talven kylmimpinä päivinä. Tämä lisävastuksella tuotettu sähköteho on merkittävästi pienempi kuin mitä suurempi kompressori olisi kuluttanut vuodessa enemmän. Lisäksi vähennetään vuositasolla merkittävästi kompressorin pysäytys ja käynnistyskertojen lukumääriä, jotka aiheuttavat myös ylimääräistä sähkönkulutusta, kulumista ja lämpökertoimen alenemista.