Ilmalämpöpumpun (ILP) perusperiaate on siirtää lämpöä ulkoilmasta sisäilmaan. Tämä tapahtuu käyttämällä lämpöä siirtävää ainetta, joka kiertää laitteen sisällä kahden kennon välillä – toinen kenno sijaitsee ulkona ja toinen sisällä. Lämpöpumpun toiminta perustuu paineen vaihteluihin, jotka toteutetaan paisuntaventtiilin ja kompressorin avulla.
Prosessi alkaa, kun paisuntaventtiili laskee nesteen painetta ja lämpötilaa ulkoyksikössä, jolloin se voi ottaa lämpöä talteen ulkoilmasta. Tämän jälkeen kompressori nostaa nesteen painetta ja lämpötilaa. Kuumennut neste kulkee sisäkennossa, jossa lämpö siirtyy nesteestä sisäilmaan.
Kun neste on luovuttanut lämpönsä sisäilmalle, se palaa takaisin paisuntaventtiilin kautta ulkoyksikköön, ja kierto alkaa alusta. Tämä jatkuva kierto varmistaa, että lämpöä voidaan siirtää tehokkaasti ulkoilmasta sisäilmaan niin kauan kuin laite on käynnissä.
Voit myös tutustua meidän paras ilmalämpöpumppu testiin, jossa testasimme kymmnen parasta ilmalämpöpumppua vuodelle 2024.
Ilmalämpöpumpun lämmönsiirtoprosessi
Lämpöpumpun toiminta perustuu termodynamiikan periaatteisiin, jotka ranskalainen Sadi Carnot esitteli jo vuonna 1824.
Lämpö siirtyy itsestään lämpimämmästä kylmempään. Kuitenkin, kun kylmemmästä ulkoilmasta halutaan siirtää lämpöä lämpimämpään sisäilmaan tarvitaan lämmönsiirtoon ulkopuolista työtä W eli lämpöpumppua.
Ilmalämpöpumppujen suorituskyvyn vertailu
Kun harkitset ilmalämpöpumpun tai ilmastointilaitteen hankintaa, törmäät usein erilaisiin lyhenteisiin, kuten COP, SCOP, EER ja SEER. Nämä lyhenteet ovat ilmalämpöpumppujen suorituskyvyn mittareita, jotka kuvaavat laitteen tehokkuutta ja suorituskykyä eri olosuhteissa.
COP – Tehokerroin (Coefficient Of Performance)
COP, eli tehokerroin, on yksi yleisimmistä mittareista, joita käytetään ilmalämpöpumppujen tehokkuuden arvioinnissa. Se kertoo, kuinka paljon lämpöenergiaa laite tuottaa suhteessa kulutettuun sähköenergiaan. Esimerkiksi, jos COP-arvo on 2, laite tuottaa kaksinkertaisen määrän lämpöä suhteessa siihen, mitä se kuluttaa sähköä. COP-arvo lasketaan sisä- ja ulkolämpötilan erotuksesta tietyissä olosuhteissa, mutta on hyvä muistaa, että se on teoreettinen arvo, joka ei huomioi mahdollisia häviöitä.
SCOP – Vuotuinen tehokerroin (Seasonal Coefficient Of Performance)
SCOP-arvo puolestaan kuvaa ilmalämpöpumpun keskimääräistä tehokkuutta koko lämmityskauden aikana. Se lasketaan huomioimalla laitteen suorituskyky eri ulkolämpötiloissa, mikä antaa tarkemman kuvan laitteen todellisesta energiatehokkuudesta vuoden ympäri.
SCOP tulee tarpeen Suomen olosuhteissa, joissa talvi on pitkä ja kylmä. Korkea SCOP-arvo tarkoittaa, että laite on energiatehokas laajalla lämpötila-alueella ja pystyy säästämään energiaa vuoden ympäri. Yleisesti lämpöpumpuilla voidaan siirtää järkevällä hyötysuhteella ilmaa lämpimämpään suuntaan, kun ulkolämpötila on noin -25 ja +5°C välillä.
EER – Kylmätehokerroin (Energy Efficiency Ratio)
EER, eli kylmätehokerroin, on vastaava mittari kuin COP, mutta sitä käytetään kuvaamaan laitteen tehokkuutta jäähdytystilassa. EER-arvo kertoo, kuinka paljon jäähdytystehoa laite tuottaa suhteessa kuluttamaansa sähköenergiaan. Tämä arvo lasketaan tietyissä olosuhteissa, esimerkiksi lämpimässä ilmastossa, ja se antaa kuvan siitä, kuinka tehokas laite on jäähdytyskäytössä.
SEER – Vuotuinen kylmätehokerroin (Seasonal Energy Efficiency Ratio)
SEER, eli vuotuinen kylmätehokerroin, on laajempi mittari, joka arvioi laitteen jäähdytystehoa koko jäähdytyskauden aikana. Se ottaa huomioon laitteen suorituskyvyn eri ulkolämpötiloissa, mikä antaa tarkemman kuvan laitteen energiatehokkuudesta kesän aikana.
Ilmalämpöpumpun lämmitys
Ilmalämpöpumpun lämmitys perustuu kylmäaineen kiertoon laitteen sisä- ja ulkoyksiköiden välillä. Kylmäaine kiertää kupariputkissa, jotka yhdistävät sisä- ja ulkoyksiköt toisiinsa. Ulkoyksikössä, joka toimii höyrystimenä, kylmäaine jäähdytetään paisuntaventtiilin avulla ympäristön lämpötilaa alhaisemmaksi. Tämän seurauksena kylmäaine pystyy ottamaan ulkoilmasta lämpöenergiaa itseensä.
Kun kylmäaineen lämpötila nousee ulkoilmasta saadun lämmön ansiosta, se höyrystyy ja lämpenee hieman, mikä tunnetaan tulistumisena. Tulistuminen on tärkeää, koska se estää nestepisaroiden pääsyn kompressoriin, mikä voisi vahingoittaa sitä. Kompressori puristaa höyrystyneen kylmäaineen korkeampaan paineeseen, jolloin sen lämpötila nousee merkittävästi.
Sisäyksikössä, joka toimii lauhduttimena, tämä kuumentunut kylmäaine luovuttaa lämpöä sisäilmaan. Kylmäaineen lämpötila laskee, ja se muuttuu jälleen nesteeksi. Tämä nestemäinen kylmäaine palaa takaisin ulkoyksikköön, jossa se höyrystyy uudelleen paisuntaventtiilin jälkeen. Tämä kierto jatkuu jatkuvasti, mikä mahdollistaa tehokkaan lämmönsiirron ulkoilmasta sisätiloihin.
Ilmalämpöpumpun viilennys
Ilmalämpöpumpun viilennystoiminto toimii päinvastaisesti kuin lämmitys. Viilennyksessä kylmäaineen kierto käännetään nelitieventtiilin avulla. Sisäyksiköstä tulee tällöin höyrystin ja ulkoyksiköstä lauhdutin. Kun kompressori luo sisäyksikön höyrystimelle alipaineen, kylmäaine höyrystyy ja sitoo itseensä lämpöä sisäilmasta. Tämä viilentää sisäilmaa, kun taas kylmäaineen lämpötila nousee.
Kylmäaine kulkee sitten ulkoyksikköön, jossa kompressori puristaa sen korkeampaan lämpötilaan. Ulkoyksikössä, joka toimii nyt lauhduttimena, kylmäaine luovuttaa lämpönsä ulkoilmaan, jolloin se jäähtyy ja muuttuu jälleen nesteeksi. Tämä viilentävä kierto jatkuu, mikä mahdollistaa sen, että paras viilentävä ilmalämpöpumppu jäähdyttää sisätilat tehokkaasti kuumina päivinä.
Ilmalämpöpumpun rakenne
Ilmalämpöpumppu koostuu ulkoyksiköstä ja sisäyksiköstä tai sisäyksiköistä.
Ulkoyksikkö
Ulkoyksikkö on ilmalämpöpumpun ulkona oleva osa, joka sisältää seuraavat komponentit:
- Höyrystin: Tämä on osa ulkoyksikköä, jossa kylmäaine höyrystyy ja ottaa lämpöä ulkoilmasta. Höyrystin toimii siten, että ulkoilma virtaa sen läpi, jäähdyttää kylmäainetta ja saa sen höyrystymään. Tämä vaihe on tärkeä, sillä se mahdollistaa ulkoilmasta saadun lämpöenergian siirtämisen kylmäaineeseen.
- Kompressori: Kompressori puristaa höyrystynyttä kylmäainetta korkeammalle paineelle, mikä myös nostaa sen lämpötilaa. Tämä vaihe on keskeinen, koska korkeampi lämpötila ja paine ovat välttämättömiä, jotta kylmäaine voi luovuttaa lämpöä tehokkaasti sisäilmaan.
- Lauhdutin: Lauhdutin on ulkoyksikön osa, jossa kylmäaine luovuttaa lämpönsä ulkoilmaan. Kun kylmäaine on kulkenut kompressorin läpi ja saavuttanut korkean lämpötilan, se virtaa lauhduttimeen, jossa se jäähtyy ja tiivistyy nesteeksi. Lauhduttimen avulla tapahtuva lämpötilan lasku ja kylmäaineen tiivistyminen ovat olennaisia prosessin seuraaville vaiheille.
- Kylmäaineputket: Ulkoyksikön ja sisäyksikön väliset kupariputket kuljettavat kylmäainetta laitteen eri osien välillä. Nämä putket mahdollistavat kylmäaineen jatkuvan kierron ja sen lämpötilan ja paineen muutokset.
Sisäyksikkö
Sisäyksikkö sijaitsee rakennuksen sisätiloissa ja sen päätehtävä on jakaa lämmön tai kylmän ilmaan. Se koostuu seuraavista osista:
- Lauhdutin (lämmitystoiminnossa): Sisäyksikön lauhdutin luovuttaa kylmäaineen lämmön rakennuksen sisäilmaan. Kun kylmäaine virtaa sisäyksikköön, se lämpenee ja jäähtyy, jolloin se siirtää lämpöä sisätiloihin.
- Höyrystin (viilennystoiminnossa): Kun ilmalämpöpumppua käytetään viilennykseen, sisäyksikkö toimii höyrystimenä. Höyrystin ottaa lämpöä sisäilmasta ja viilentää sen, jolloin kylmäaine höyrystyy ja vie lämmön mukanaan ulkoyksikköön.
- Puhallin: Puhallin kierrättää sisäilmaa sisäyksikön läpi ja varmistaa, että lämmitetty tai jäähdytetty ilma jakautuu tasaisesti huoneeseen. Tämä auttaa säilyttämään mukavan lämpötilan tai viileyden sisätiloissa.
- Paisuntaventtiili: Paisuntaventtiili säätelee kylmäaineen painetta ennen sen saapumista höyrystimeen tai lauhduttimeen. Tämä osa varmistaa, että kylmäaine on oikeassa tilassa, jotta se voi tehokkaasti vaihtaa lämpöä ulko- ja sisäyksiköiden välillä.
Yhteenveto – Näin käytät ilmalämpöpumppua järkevästi
- Säädä lämpötila: Käytä termostaattia ja ohjausjärjestelmän asetuksia optimaalisesti, pidä lämpötila mukavana mutta älä liian korkeana tai matalana. Näin voit vähentää energiankulutusta ja parantaa laitteen tehokkuutta.
- Mitoitukset: Valitse ilmalämpöpumppu, jolla on korkea SCOP- ja SEER-arvo, jotta saat parhaan mahdollisen suorituskyvyn lämmityksessä ja jäähdytyksessä. Näin varmistat, että laite toimii tehokkaasti eri lämpötiloissa.
- Huolto: Puhdista suodattimet ja tarkista laitteiston kunto säännöllisesti. Hyvin huolletut komponentit, kuten höyrystin ja lauhdutin, toimivat tehokkaammin ja estävät mahdollisia ongelmia.
- Optimoi asennus: Varmista, että ulkoyksikkö on sijoitettu hyvin tuuletettuun paikkaan, missä se ei ole altis suoraan auringonpaisteelle tai muille lämpöä lisääville tekijöille. Tämä auttaa laitteen tehokkuutta ja kestävyyttä.
- Tarkista eristys ja tiivistys: Varmista, että rakennuksen eristys ja tiivistykset ovat kunnossa. Hyvin eristetyt ja tiiviit tilat vähentävät lämmönhukkaa ja parantavat ilmalämpöpumpun suorituskykyä, jolloin lämpö tai viilennys jakautuu tasaisemmin.