Ilmalämpöpumppu

Ilmalämpöpumppu toimii sillä tavalla että laite siirtää lämpöenergiaa ulko- ja sisäyksikön avulla. Sisätilan lämpötilaa säädellään siirtämällä lämpöä ulkoilmasta sisäilmaan ja tarvittaessa päinvastoin sisäilman jäähdyttämiseksi. Toimii vähän samalla tavalla kuin jääkaappi. Nykyisin ilmalämpöpumppujen ilmoitettu suorituskerroin lämmityskäytössä on hyvällä tasolla kun ulkolämpötila on +7 °C. Tällöin yhdellä kilowattitunnilla sähköä saadaan siirrettyä yli viisi kilowattituntia lämpöä. Kun sää on kylmempi ilmalämpöpumpun lämmönsiirtokyky heikkenee jonkin verran. Kehittyneimmät pumput tuottavat vielä liki -20 °C pakkasella lämpöä. Toisin päin käyttämällä ilmalämpöpumppu jäähdyttää sisäilmaa. Pumppu voi alkaa jäähdyttämään, jos esimerkiksi patterit tai takka tuottavat enemmän lämpöä kuin laitteeseen asetettu oletuslämpötila. Hyvä nyrkkisääntö on, että ilmalämpöpumppu on aina lämmityslaitteiden järjestyksessä ensimmäinen ja sen tavoitelämpötila on 2-4 astetta korkeampi kuin muiden lämmityslaitteistojen. Ilmalämpöpumppu soveltuukin erityisen hyvin kesämökkien ylläpitolämmön lisäksi myös autotallien ja muiden viileämpänä pidettävien tilojen lämmitykseen.

Toimintaperiaate

Kompressorin sähkömekaanisella työllä siirretään lämpöä kahden kennon välillä käyttäen hyväksi laitteen putkistossa kiertävän kylmäaineen olomuodon muutosta. Kun kylmäaine muuntuu nesteestä höyryksi ensimmäisessä kennossa (eli höyrystimessä), se sitoo voimakkaasti lämpöä itseensä, ja kun se tiivistyy takaisin nesteeksi toisessa kennossa (eli lauhduttimessa), vapautuu lämpöä. Sama perusilmiö on havaittavissa talvella tapahtuvassa veden ja jään olomuodon muutoksissa, kun mitataan lämmön sitoutumista aineeseen.

Lämmityskäytössä kylmäaine sitoo ulkoyksikön kennossa höyrystyessään lämpöenergiaa, eli kenno kylmenee ulkoyksikön höyrystimellä. Höyrystyessään kylmäaine sitoo paljon lämpöä, kun kylmäaineen olomuoto muuttuu nesteestä kaasuksi. Ulkoyksikön puhallin siirtää ilmaa kennon läpi tehostaen muuten passiivisen kennon lämmönsiirtokykyä. Kun höyry sisäyksikön kennolla myöhemmin tiivistetään nesteeksi, se luovuttaa tuon saman ulkoa saadun lämpöenergian pois. Aivan kuten ulkoyksikössäkin tuulettimella puhalletaan vapautuva lämpöenergia osaksi talon huoneen sisäilmaa. Kompressori painaa höyryn sisäyksikön kennoon, jossa se paineen vaikutuksesta tiivistyy nesteeksi, ja yksikön kenno lämpenee. Lämmenneen kennon läpi puhalletaan ilmaa, joka lämpenee. Sisäyksikön jälkeen neste jatkaa paineen vaikutuksesta ulkoyksikön kennoon. Ennen ulkokennoa on kuristin, joka hidastaa nesteen menoa ja säilyttää kompressorin paineen. Uusimmissa ilmalämpöpumpuissa käytetään kuristimen apuna jopa tarkemmin automatiikalla ohjattavaa elektronista paisuntaventtiiliä ja kompressorityyppinä scroll-kompressoria. Lämmityskäytössä pumpun jatkuvan lämmöntuoton lisäksi katkaisevat aika ajoin tapahtuvat sulatussyklit, joissa prosessi käännetään tarkoituksella hetkeksi jäähdytystilaan, jotta ulkokennoon syntyneet jääkerrostumat sulatetaan pois. Näiden normaalien sulatussyklien tiheys ja kesto ovat tärkeitä, kun pyritään maksimoimaan nykyisten ilmalämpöpumppujen lämmöntuoton tehokkuutta talven kylmimpien kuukausien aikana.

Johtuen ulkolämpötilasta ja ilmankosteudesta ulkoyksiköllä olisi hyvä olla pohjapellin lämmitysvastus estämässä jään kerääntyminen sulatuksen jälkeen. Kaikki pumput eivät kuitenkaan tällaista vastusta tarvitse

Kun ilmalämpöpumppu on jäähdytyskäytössä nelitieventtiili kääntää kylmäaineen virtauksen vastakkaiseksi, jolloin sisäyksikön kennossa höyrystyvä kylmäaine sitoo lämpöenergiaa, eli kenno kylmenee. Sisäyksikön puhallin kierrättää kennon lävitse sisäilmaa, joka viilenee. Tiivistyessään ulkoyksikössä kylmäaine luovuttaa sisäyksikön kennolta saamansa lämpöenergian ulkoyksikön kennon ja puhaltimen avulla ulkoilmaan. Kylmäaineen virtaus tapahtuu siis vastakkaiseen suuntaan kuin lämmityskäytössä, samalla kun höyrystin ja lauhdutin vaihtavat myös keskenään paikkaansa.

Käyttöohjeita

Parhaiten ilmalämpöpumppu toimii talossa, jossa on väljä ja avara pohjaratkaisu ja jossa ilma pääsee kiertämään esteettömästi. On myös fiksua pitää väliovet auki jos tämä on mahdollista. Kannattaa myös muistaa että ilmalämpöpumppu ei ole ilmanvaihdin, vaan se kierrättää sama ilma koneiston läpi. Kun samaa ilmaa kierrätetään moneen kertaan, eikä laitteen suodatinta puhdisteta riittävän usein, riski sisäilman laadun heikkenemisestä kasvaa.  Ilmalämpöpumppuja markkinoidaan helppohoitoisina, mikä pitää myös paikkansa. Mutta myyjän mainoslause voi antaa harhaluulon kuinka sitä pitää huoltaa. Kun sää on lämmin, sisätilaa tehokkaasti viilennettäessä kosteuden tiivistymisvaaraan vaikuttavat kuitenkin useat tekijät, kuten esimerkiksi rakennustapa, eristeen paksuus, eristemateriaali, rakennuksen sijainti ja rakennusvuosi. Viilennystä ajatellen esimerkiksi korjaamohallilla ja asuinrakennuksella ei ole eroja. Korjaamohalliin asennettu ilmalämpöpumppu lämmittää, mutta myös kuivattaa sisäilmaa ja ilman laatu paranee merkittävästi. Kylmän hallin lämmittäminen ilmalämpöpumpulla onnistuu asuinrakennusta paremmin, koska ilma pääsee kiertämään huomattavasti tehokkaammin, kuin sokkeloisessa asuinrakennuksessa. Tulee monesti valituksia ilmalämpöpumpun kierrättämästä pölystä. Ongelma ei liene pumpun vika, sillä siivousta ja pölynsidontaa tehostamalla ongelmasta päästään eroon. Sen sijaan vedon tunne on väistämätön ilmalämpöpumppua käytettäessä. Puhallin on oltava kohtuullisen isolla, jotta viileä tai lämmin ilma leviäisi huoneistoon. Sisäyksikön sijoituksella on mahdollista vähentää vedon tunnetta.

Erilaiset laitekokoonpanot

Teknisesti katsoen ilmalämpöpumput jakautuvat joukkoon erilaisia peruskokoonpanoja riippuen siitä, miten monta ulko- ja sisäyksikköä yhdessä järjestelmässä sisältyy. 

Split -laite on kaikkein yksinkertaisin ja suosituin kuluttajamarkkinoilla. Yhteen ulkoyksikköön on kytketty vain yksi sisäyksikkö kylmäaineputkituksen kautta. Tällainen laite soveltuu tyypillisesti yhden huoneiston tai pienen talon lämmitykseen ja jäähdytykseen, jos sisäyksikkö on sijoitettu järkevästi.

Multi Split -laite puolestaan sisältää yhden ulkoyksikön ja useamman sisäyksikön. Tällä pyritään kustannustehokkuuteen, koska ulkoyksikön tehon suuremmalla mitoituksella voidaan nyt ruokkia useampaa sisäyksikköä.

Näitä järjestelmiä yleisimmin myydään hotellien, supermarkettien ja toimistotilojen käyttöön. Myös suuremmissa omakotitaloissa ja maatiloilla voidaan soveltaa tätä kokoonpanoa, jossa lämpö tai viilennys saadaan tasaisemmin leviämään suurempaankin tilaan.

Edellä mainittujen lisäksi on ilmalämpöpumpuissa vielä erikoisempia laitekokoonpanoja, joissa voidaan esimerkiksi yhteen ulkoyksikköön kytkeä kylmäaineputkiston jatkeeksi vaikkapa yksi ilmaa puhaltava sisäyksikkö ja sen kanssa rinnalla tai sarjassa ohjattava lattialämmityksen vesipiirin lämmönvaihdin. Kunnollisia nimityksiä näille harvinaisemmille kokoonpanoille ei toistaiseksi ole. Laitevalmistajat testaavat kuitenkin mielellään näitä laitteita energiatehokkuuden parantamiseksi juuri kuluttajamarkkinoilla esimerkiksi Aasiassa.

Ilmalämpöpumppujen myynti ja markkinointi

Lämmityskäyttöön tarkoitettujen ilmalämpöpumppujen kauppa on kiihtynyt jatkuvasti Suomessa sitä mukaa kuin lämmitysenergian hinnat ovat nousseet jyrkästi. Pelkästään vuonna 2006 arvioitiin toimitettujen laitteiden määräksi 30 000 kappaletta. Vuoteen 2012 mennessä Suomessa oli myyty yli 400 000 ilmalämpöpumppua. Vuonna 2017 ilmalämpöpumppuja myytiin Suomessa yli 47 000 kappaletta.

Ilmalämpöpumppujen hinta ja valmistajat

Ilmalämpöpumppuja valmistaa muun muassa Toshiba, Bosch, Mitsubishi, Panasonic, Fujitsu, Samsung, Sharp, Daikin, GREE ja Hitachi. Hinnat pyörii siinä noin 800 eurosta aina 2000 euron yli. Ilmalämpöpumpun asennuksen hinta liikkuu 500-700 eurossa.

Ilmalämpöpumpun asennus

Jotta ilmalämpöpumppu toimisi energiatehokkaasti, se tulee asentaa oikein. Sisäyksikkö tulee asentaa paikkaan, josta puhallusilma virtaa mahdollisimman esteettömästi laajalle alalle. Ilmalämpöpumpun sijoitukseen vaikuttavat myös muut lämmönlähteet, kuten takka tai uuni. Lisäksi sisäyksikköä ei suositella asennettavaksi keittiöön, koska keittiön rasvaisessa ilmassa ilmalämpöpumpun suodattimet tukkeutuvat nopeasti vähentäen laitteen tehoa.

Ulkoyksikkö pyritään asentamaan mahdollisimman lähelle sisäyksikköä. Ulkoyksikköä ei kuitenkaan suositella asennettavaksi makuuhuoneen seinään, sillä sen aiheuttama pieni hurina saattaa häiritä unta. Ilmansuunnalla ei ole ulkoyksikön sijoittamisen suhteen merkitystä. Suositeltavaa kuitenkin on, että kesäaikaan ulkoyksikkö sijaitsisi varjossa.

Puutalossa ulkoyksikkö on parasta kiinnittää sokkeliin tai maatukitelineeseen, jotta se ei aiheuttaisi seinään resonanssiääniä. Suojakotelon sijasta riittää usein suojakatos. Jos suojakotelon ilma-aukot on tehty levyyn poraamalla, se voi liian umpinaisena haitata laitteen toimintaa. Ilmalämpöpumpun asennus tulee aina antaa ammattilaisen tehdä, sillä sen asennus vaatii erikoisosaamista muun muassa kylmäaineiden ja sähkötöiden osalta. Lisäksi ammattilaisen asentamana ilmalämpöpumpusta saadaan maksimaalinen hyöty.

Ilmalämpöpumpun huolto

Ilmalämpöpumpun huolto on tärkeää, sillä pumppu ja sen suodattimet keräävät sisälleen epäpuhtauksia ja pölyä. Riittävä huolto takaa, että pumppusi hyötysuhde pysyy parhaana mahdollisena ja ettei pumppusi ala haisemaan eikä siinä ala itämään sisäilmalle haitallista homekasvustoa. On suositeltavaa että puhdistat sisäyksikön suodattimet imuroimalla muutaman kerran kuukaudessa tai puolivuosittain, jos pumpussa on puhdistusautomatiikka.

Suodatintyypistä riippuen ne pitää joko imuroida, pestä tai käsitellä muuten valmistajan ohjeiden mukaan. Ulkoyksikkö altistuu vuodenaikojen mukaan vaihteleviin sääolosuhteisiin. Katso, ettei sulatuksesta aiheutuva vesi valu taloon päin.

Ulkoyksikkö tarvitsee huoltoa hyvin harvoin, koska ulkoilmassa ei leiju tekstiilipölyä juurikaan, joka on suurin vaikuttava tekijä toiminnalliseen likaantumiseen, esteettinen lika on tietenkin yleistä. Ulkoyksikön lämmönvaihtimen läpi kulkeutuu esteettä pääasiassa pienhiukkasia, jotka tarttuessaankin peseytyvät ilmankosteuden vaikutuksesta lamellien välistä itsestään pois.

Syksyn jälkeen on viisasta poistaa mahdolliset puiden lehdet koneen takaosasta, nämä toimenpiteet eivät vaadi ammattilaista luonnollisesti. Poikkeuksena toimistoihin tai muihin liikekiinteistöihin asennetut koneet, jotka sijaitsevat yleensä rakennuksen katolla.

Asentajat antavat sinulle huoltoon liittyviä ohjeita halutessasi.