Sähkölämmitys ja lämpöpumput

Sähkölämmitystä käytetään erityisesti pientaloissa, jotka sijaitsevat kaukolämpöverkon ulkopuolella.

Suoran ja varaavan sähkölämmityksen lisäksi viime vuosina erilaiset sähköllä toimivat lämpöpumppuratkaisut ovat kasvattaneet suosiotaan.

Lämpöpumppua käytetään rakennusten ja käyttöveden lämmittämiseen. Lämpöpumppujen toimintaperiaate on samantapainen kuin kylmälaitteissa, jotka ottavat lämmön ruokatavaroista ja siirtävät sen kylmälaitteen ulkopuolelle. Lämpöpumppu toimii vastaavalla tavalla kerätessään maaperään, veteen tai ilmaan varastoitunutta lämpöä ja siirtäessään sitä sisälle rakennukseen.

Lämpöpumpuilla pystytään korvaamaan perinteisestä kotitalouden lämmöntuotannosta 40–66 % uusiutuvalla energialla. Säästön määrä perinteiseen energiaan verrattuna riippuu kohteen lämmön tarpeesta ja lämmityskohteen ominaisuuksista, kuten tilan koosta ja eristepaksuuksista.

Ilma-vesilämpöpumppu ottaa lämmitysenergiaa ulkoilmasta ja siirtää sen vesikiertoiseen lämmitysjärjestelmään. Sillä voidaan lämmittää myös lämmin käyttövesi.
Ilma-vesilämpöpumpulla voidaan hoitaa koko talon lämmitystarve, mutta se tarvitsee kylmimpiä aikoja varten varajärjestelmän. Ilma-vesilämpöpumppu toimii samalla periaatteella kuin muutkin lämpöpumput. Siinä on kaksi lämmönvaihdinta: höyrystin ja lauhdutin. Ulkolämpötilan laskiessa ilma-vesilämpöpumpulla saatava lämmitysenergian määrä laskee ja aivan kovimmilla pakkasilla (noin -20 °C) sillä ei voida kattaa talon lämmitystarvetta, mutta lämpöpumpputeknologia kehittyy koko ajan. Talossa, jossa on ilma-vesilämpöpumppu, puun käyttö kovien pakkasten aikana on tehokas tapa vähentää ostettavan sähköenergian määrää.
Ilma-vesi-lämpöpumpun etuna verrattuna maalämpöpumppuun on halvempi hankintahinta sekä se, että se voidaan asentaa sellaisiinkin kohteisiin, joihin maalämpöpumpun asennus ei maaperän laadusta johtuen ole mahdollista. Haittana on ulkona olevan höyrystinyksikön puhallinääni ja ajoittainen höyrystinpatterin tarvitsema sulatus, joka alentaa saavutettavaa lämpökerrointa.

Maalämpöpumput hyödyntävät maaperän pintakerrokseen tai vesistöihin sitoutunutta aurinkoenergiaa. Kallioon porattu lämpökaivo on nykyään yleisin maalämmön talteenottotapa.

Maalämmön talteenotossa lämpöpumppu siirtää maaperään tai kallioon varastoitunutta lämpöä rakennukseen. Lämmönkeruuputkisto voidaan asentaa joko vaakatasoon pintamaahan tai pystysuoraan tekemällä porakaivoja kallioperään. Keruuputkistossa kiertää jäätymätön neste, joka lämpenee muutaman asteen matkansa aikana. Keruupiirin nesteestä saatava lämpö höyrystää lämpöpumpussa kiertävän kylmäaineen. Höyrystyneen kylmäaineen painetta nostetaan kompressorilla, jolloin myös sen lämpötila nousee. Kylmäaine lauhtuu lämpöpumpun lauhduttimessa jälleen nesteeksi, jolloin se luovuttaa lämpöä lämmönjakoverkkoon ja lämpimään käyttöveteen.

Omakotitalolle riittää usein yksi porakaivo, kun taas suuremmissa kohteissa reikiä tehdään useampia. Pintamaa-asennuksessa maalämpöä kerätään maahan kaivetulla usean sadan metrin pituisella muovisella putkistolla, joka on asennettu vaakatasoon noin metrin syvyyteen. Porakaivon syvyys vaihtelee kohteen mukaan ollen tavallisesti 100 ja 250 metrin välillä.

Lämpöpumpun investointikustannukset ovat suhteellisen suuret, mutta käyttökustannukset ovat edulliset. Mitä suurempi talo on ja mitä suurempi lämmitysenergiankulutus, sitä kannattavammaksi maalämpöpumppu tulee. Kun maalämpöpumppu mitoitetaan taloudellisesti, se kattaa 50–70 % omakotitalon huipputehosta ja tuottaa 85–98 % lämmön tarpeesta. Loput tarvittavasta lämmöstä saadaan perustilanteessa lämpöpumppuun asennetuilla sähkövastuksilla.

Poistoilmalämpöpumppu ottaa lämmitysenergiaa talosta poistettavasta ilmasta. Pumppu siirtää lämmön tuloilmaan, lämpimään käyttöveteen tai vesikiertoiseen lämmitysjärjestelmään. Poistoilmalämpöpumpulla voidaan myös viilentää sisäilmaa. Järjestelmä vaatii, että ilmaa vaihdetaan aina riittävästi (0,5 kertaa talon ilmatilavuus tunnissa).

Poistoilmalämpöpumppu huolehtii talon huonetilojen lämmityksen lisäksi ilmanvaihdosta ja lämpimän käyttöveden tuottamisesta. Poistoilmalämpöpumpulla ei voida tuottaa kaikkea talon tarvitsemaa energiaa. Suuren lämmitystarpeen aikana loppuosa tuotetaan poistoilmalämpöpumpun sähkövastuksilla. Talossa, jossa on poistoilmalämpöpumppu, kannattaa erityisesti pakkasjaksojen aikana polttaa puuta, jolloin voidaan pienentää ostettavan sähköenergian määrää. Poistoilmalämpöpumpulla saavutetaan noin 40 %:n ostoenergian säästö verrattuna suoraan sähkölämmitykseen.

Poistoilmalämpöpumpun hankintahinta on selvästi alempi kuin esimerkiksi maa- tai ilma-vesilämpöpumpuilla. Poistoilmalämpöpumppu soveltuu hyvin pienehköihin omakotitaloihin. Suodattimien puhdistus ja vaihto on tehtävä laitevalmistajan ohjeiden mukaan useimmiten noin kerran vuodessa.