Ilma kojeelta huoneeseen, lämmönsiirtimet
- Mikael Denut
- 5.9.2020
- 7 min käytetty lukemiseen
Päivitetty: 12.2.
Ilmanvaihdon lämmönsiirtimet ovat keskeinen osa energiatehokasta ilmanvaihtojärjestelmää. Niiden tehtävä on siirtää poistoilman lämpöä takaisin sisään otettavaan raitisilmaan, jolloin rakennuksen lämmitysenergian tarve pienenee merkittävästi. Eri teknologiat mahdollistavat lämmöntalteenoton erilaisissa käyttökohteissa ja toimintaympäristöissä.
Levylämmönsiirrin – yksinkertainen ja huoltovapaa
Levylämmönsiirrin on yksi ilmanvaihtojärjestelmien yleisimmin käytetyistä lämmöntalteenottoratkaisuista. Sen yksinkertainen rakenne ja luotettava toiminta tekevät siitä kustannustehokkaan ja huoltovapaan vaihtoehdon moniin käyttökohteisiin, kuten pientaloihin, toimistoihin ja muihin yleisiin rakennuksiin.
Toimintaperiaate – tehokasta lämmönsiirtoa ilman ilmavirtojen sekoittumista
Levylämmönsiirrin koostuu ohuista, yleensä alumiinisista levyistä, jotka on järjestetty siten, että tulo- ja poistoilmavirrat kulkevat niiden välistä ilman suoraa kosketusta toisiinsa. Lämpöenergia siirtyy lämmönjohtumisen avulla levyjen kautta, jolloin poistoilmasta saatu lämpö lämmittää sisään tulevaa kylmää raitisilmaa.
Tämä lämmönsiirron mekanismi perustuu ilmanvaihtokanavien optimaaliseen suunnitteluun, jossa ilman virtausnopeus ja levyjen sijoittelu on optimoitu parhaan mahdollisen hyötysuhteen saavuttamiseksi.
Levylämmönsiirtimen keskeiset hyödyt
1. Energiatehokas lämmöntalteenotto
Levylämmönsiirtimen hyötysuhde on tyypillisesti 55–65 %, mikä tarkoittaa, että se pystyy talteenottamaan yli puolet poistoilman lämpöenergiasta ja siirtämään sen tuloilmaan. Tämä vähentää merkittävästi lämmitysenergian tarvetta ja sitä kautta myös rakennuksen käyttökustannuksia ja hiilijalanjälkeä.
2. Huoltovapaa ja pitkä käyttöikä
Yksi levylämmönsiirtimen suurimmista eduista on sen liikkuvien osien puuttuminen. Koska siinä ei ole mekaanisia komponentteja, kuten moottoreita tai liikkuvia kiekkoja, sen kuluminen on minimaalista ja se vaatii erittäin vähän huoltoa verrattuna muihin lämmönsiirtotekniikoihin.
Tyypillinen huoltotoimenpide on ajoittainen puhdistus, joka voidaan suorittaa helposti ilman erikoistyökaluja. Tämä tekee siitä ihanteellisen valinnan kiinteistöihin, joissa huollon tarve halutaan minimoida.
3. Korkea ilmanlaatu – ei kosteuden tai epäpuhtauksien siirtymistä
Koska tulo- ja poistoilmavirrat pysyvät täysin erillään, levylämmönsiirrin ei siirrä kosteutta, hajua, epäpuhtauksia tai mikrobeja tuloilmaan. Tämä on erityisen tärkeää rakennuksissa, joissa sisäilman puhtaus on kriittistä, kuten:
Sairaalat ja terveydenhuollon tilat – varmistetaan, ettei poistoilmassa olevia mahdollisia taudinaiheuttajia pääse takaisin sisätiloihin.
Toimistot ja koulut – ehkäistään hajujen ja epäpuhtauksien siirtyminen eri tilojen välillä.
Asuinrakennukset – estetään mahdolliset sisäilman laatuongelmat, kuten hajuhaitat ja mikrobien leviäminen.
4. Yksinkertainen ja edullinen asennus
Levylämmönsiirrin ei vaadi monimutkaista asennusta tai erityistä kanavistoa, mikä tekee siitä kustannustehokkaan ratkaisun sekä uudisrakentamiseen että ilmanvaihtojärjestelmien päivityksiin.
Mahdolliset haasteet ja niiden hallinta
Vaikka levylämmönsiirrin on erittäin tehokas ja huoltovapaa, siihen liittyy joitakin käyttöön vaikuttavia tekijöitä, jotka tulee huomioida:
1. Kondenssiveden hallinta ja jäätymisriski talvella
Koska levylämmönsiirtimen pinnalle tiivistyy kosteutta, erityisesti kylmissä olosuhteissa, syntyvä kondenssivesi tulee poistaa viemäröinnin avulla. Ilman asianmukaista vedenpoistoa siirtimen jäätymisriski kasvaa, mikä voi heikentää järjestelmän toimintaa tai aiheuttaa mekaanisia vaurioita.
Ratkaisu:
Asianmukainen viemäröinti ja kondenssiveden poistoputket.
Jäätymissuojauksen optimointi, kuten tuloilman esilämmitys tai ohituspeltien käyttö erittäin kylmällä säällä.
2. Rajallinen hyötysuhde verrattuna muihin LTO-ratkaisuihin
Vaikka levylämmönsiirtimen hyötysuhde on hyvä, se jää jälkeen esimerkiksi pyörivistä lämmönsiirtimistä, jotka voivat saavuttaa jopa 85 %:n hyötysuhteen.
Ratkaisu:
Yhdistäminen lämpöpumppuun, jolloin voidaan saavuttaa yli 100 %:n kokonaishyötysuhde ulkoilman lämpötilaan verrattuna.
Oikeanlaisen levyrakenteen valinta: ristivirtalevysiirrin tarjoaa paremman hyötysuhteen kuin perinteinen vastavirtasiirrin.
Mihin levylämmönsiirrin soveltuu parhaiten?
Levylämmönsiirrin on erinomainen ratkaisu rakennuksiin, joissa halutaan luotettava, helppohoitoinen ja edullinen lämmöntalteenottojärjestelmä, ilman että kosteuden tai epäpuhtauksien siirtyminen aiheuttaa ongelmia.
Parhaat käyttökohteet:
Omakotitalot ja asuinkerrostalot – energiatehokkuutta ja huoltovapautta arvostaville.
Toimistot, koulut ja liiketilat – ilman epäpuhtauksien siirtymisen ehkäisemiseksi.
Terveydenhuollon tilat ja laboratoriot – steriiliyden ja ilman puhtauden varmistamiseksi.
Vältä levylämmönsiirrintä, jos:
Tarvitset maksimaalista energiatehokkuutta (tällöin pyörivä lämmönsiirrin tai lämpöpumppuratkaisu voi olla parempi).
Poistoilma on korkean kosteuden sisältävää ja jäätymisriski on suuri ilman lisätoimenpiteitä.
Pyörivä lämmönsiirrin – korkea hyötysuhde
Pyörivä lämmönsiirrin, eli regeneratiivinen lämmöntalteenotto (LTO), on yksi tehokkaimmista ilmanvaihdon lämmöntalteenottoteknologioista. Se hyödyntää hitaasti pyörivää rei'itettyä lämpömassakiekkoa, joka varaa lämpöenergiaa poistoilmasta ja luovuttaa sen tuloilmaan.
Tämä teknologia mahdollistaa korkean lämmöntalteenoton hyötysuhteen samalla, kun se voi siirtää myös kosteutta poistoilmasta tuloilmaan. Tämä tekee siitä houkuttelevan vaihtoehdon erityisesti viileässä ja kuivassa ilmastossa, jossa sisäilman kosteustasapainon hallinta on tärkeää.
Toimintaperiaate – lämmön ja kosteuden siirto tehokkaasti
Pyörivän lämmönsiirtimen keskeinen komponentti on suuri rei’itetty alumiini- tai muovikiekko, joka pyörii hitaasti kahden ilmavirran välissä. Ilmavirrat on jaettu kahteen osaan:
Poistoilma kulkee kiekon läpi ja lämmittää kiekon massaa, varaten itseensä lämpöenergiaa ja kosteutta.
Tuloilma kulkee kiekon toisen puolen läpi, jolloin kiekkoon varastoitunut lämpö ja mahdollisesti kosteus siirtyvät tuloilmaan ennen sen päätymistä huonetilaan.
Tämä sykli jatkuu jatkuvasti, ja lämmönsiirron tehokkuus määräytyy kiekon materiaalin, nopeuden ja ilmanvaihtojärjestelmän tasapainon mukaan.
Keskeiset ominaisuudet ja edut
1. Erinomainen hyötysuhde
Pyörivä lämmönsiirrin saavuttaa jopa 85 %:n lämpötilahyötysuhteen, mikä tekee siitä energiatehokkaimman vaihtoehdon lämmöntalteenottoon. Se mahdollistaa merkittävät säästöt rakennuksen lämmityskustannuksissa ja vähentää energiankulutusta.
2. Kosteuden siirtokyky – etu tai haitta käyttökohteesta riippuen
Pyörivän lämmönsiirtimen merkittävä etu on sen kyky siirtää myös kosteutta poistoilmasta tuloilmaan. Tämä on hyödyllistä erityisesti talvikuukausina, jolloin sisäilman kosteus voi laskea epämiellyttävän alhaiselle tasolle, mikä voi aiheuttaa hengitystieärsytystä, silmien kuivumista ja staattista sähköä.
Toisaalta kosteuden siirtyminen voi olla haitallista, jos ilmanvaihdossa käsitellään epäpuhtauksia sisältävää poistoilmaa, esimerkiksi:
Laboratorioissa tai teollisuuslaitoksissa, joissa ilman epäpuhtaudet eivät saa palata takaisin rakennukseen.
Kosteusrasitteisissa tiloissa, kuten keittiöissä tai pesuloissa, joissa ylimääräinen kosteus voi aiheuttaa kondensoitumisongelmia kanavistossa.
Tämä ominaisuus voidaan osittain hallita hygroskooppisella pinnoitteella varustetuilla siirtimillä, jotka mahdollistavat hallitumman kosteuden siirron.
3. Vaatii säännöllistä huoltoa epäpuhtauksien hallitsemiseksi
Vaikka pyörivä lämmönsiirrin on rakenteeltaan kestävä ja pitkäikäinen, sen heikkoutena on mahdollinen epäpuhtauksien siirtyminen tuloilmaan. Tämä johtuu siitä, että samat kiekon pinnat ovat vuorotellen sekä poisto- että tuloilmavirrassa, mikä mahdollistaa pölyn, hajujen ja mikro-organismien siirtymisen.
Riskien hallintakeinoja:
Puhdistussektori: Mekaaninen erotusvyöhyke, joka poistaa kiekkoon kertyneet epäpuhtaudet ennen kuin ne siirtyvät tuloilmaan.
Tuloilman paine-eron säätö: Varmistamalla, että tuloilma on ylipaineinen poistoilmaan nähden, voidaan vähentää epäpuhtauksien paluuta tuloilmaan.
Säännöllinen huolto ja pesu: Kiekon pinnat on puhdistettava vaahdolla tai painepesulla tietyin väliajoin, erityisesti jos laitteisto toimii tilassa, jossa ilman epäpuhtauksia on runsaasti.
Soveltuvuus ja käyttökohteet
Pyörivä lämmönsiirrin on erinomainen valinta toimistorakennuksiin, asuinkerrostaloihin ja muihin suuriin kiinteistöihin, joissa ilmanvaihdon energiatehokkuus on keskeinen tavoite ja joissa ilman epäpuhtaudet eivät ole suurta huolenaihetta.
Se ei kuitenkaan ole paras vaihtoehto:
Sairaaloihin tai laboratorioihin, joissa ilman steriiliys on kriittistä.
Keittiöihin ja teollisuustiloihin, joissa on rasvaa tai muita epäpuhtauksia, jotka voivat tarttua kiekkoon ja levitä tuloilmaan.
Nestekiertoinen lämmönsiirrin – hygienia edellä
Nestekiertoinen lämmönsiirrin on yksi ilmanvaihdon lämmöntalteenottomenetelmistä, jossa poistoilman lämpöenergia siirretään tuloilmaan nestekierron välityksellä ilman, että ilmavirtaukset sekoittuvat keskenään. Tämä tekee siitä erityisen soveltuvan kohteisiin, joissa ilman epäpuhtaudet tai mikrobit eivät saa siirtyä tuloilmaan.
Toimintaperiaate – lämmön siirto erillisten patterien kautta
Nestekiertoinen lämmönsiirrin koostuu kahdesta erilliseen ilmavirtaan sijoitetusta lämmönsiirtopatterista, jotka on yhdistetty toisiinsa putkistolla. Lämmönsiirtoväliaine – tyypillisesti vesi-glykoliseos – kiertää näiden patterien välillä suljetussa järjestelmässä.
Vaiheittainen prosessi:
Poistoilmavirtaan sijoitettu lämmönkeräyspatteri ottaa talteen ilman lämpöenergiaa.
Lämmin väliaine siirtyy putkistossa tuloilmavirtaan sijoitettuun lämmönluovutuspatteriin.
Tuloilmavirran viileämpi ilma lämpenee patterin lamellien kautta, kun väliaine luovuttaa lämpönsä.
Tämä mekanismi mahdollistaa energian talteenoton ilman, että tulo- ja poistoilmat sekoittuvat, mikä on keskeinen etu erityisesti hygieniakriittisissä ympäristöissä.
Nestekiertoisen lämmönsiirtimen hyödyt
1. Täydellinen eristys ilman epäpuhtauksilta
Nestekiertoinen lämmönsiirrin ei siirrä kosteutta, mikrobeja tai muita epäpuhtauksia tuloilmaan, koska ilmavirtaukset pysyvät täysin erillään. Tämä tekee siitä turvallisimman vaihtoehdon kohteisiin, joissa ilman laadulla on erityinen merkitys, kuten:
Sairaalat ja terveydenhuollon tilat – estetään ristikontaminaatio ja taudinaiheuttajien siirtyminen.
Laboratoriot ja tutkimuslaitokset – varmistetaan, ettei poistoilman mukana kulkeudu epäpuhtauksia takaisin rakennukseen.
Elintarviketeollisuus ja puhdastilat – vältetään mikrobiologinen kontaminaatio tuotantoprosesseissa.
2. Korkea hyötysuhde energiatehokkuuden parantamiseksi
Nestekiertoisen lämmönsiirtimen hyötysuhde vaihtelee 50–80 %, riippuen patterityypistä, järjestelmän mitoituksesta ja käytettävästä lämmönsiirtoväliaineesta. Tämä tekee siitä tehokkaan ratkaisun energiansäästöön erityisesti rakennuksissa, joissa ilmanvaihdon on oltava jatkuvaa ja suuria ilmamääriä on käsiteltävä.
3. Joustava asennus ja soveltuvuus eri ilmanvaihtojärjestelmiin
Toisin kuin levylämmönsiirtimet tai pyörivät lämmönsiirtimet, nestekiertoinen järjestelmä ei vaadi, että tulo- ja poistoilmalaitteet ovat lähellä toisiaan. Lämmönsiirtopatterit voidaan sijoittaa etäälle toisistaan, mikä mahdollistaa joustavan asennuksen esimerkiksi korkeissa rakennuksissa tai kohteissa, joissa ilmanvaihtokoneet sijaitsevat eri kerroksissa.
4. Soveltuu myös pakkasolosuhteisiin
Vesi-glykoliseos varmistaa, että järjestelmä toimii luotettavasti myös kylmissä olosuhteissa ilman jäätymisriskiä. Tämä tekee nestekiertoisesta lämmönsiirtimestä sopivan myös pohjoisiin ilmastoihin, joissa lämpötilat voivat laskea reilusti pakkasen puolelle.
Haasteet ja huoltovaatimukset
Vaikka nestekiertoinen lämmönsiirrin on energiatehokas ja hygieeninen, sillä on myös joitakin haasteita, jotka tulee huomioida:
Pumpun sähkönkulutus: Koska järjestelmä vaatii kiertovesipumpun, sen sähkönkulutus on hieman korkeampi verrattuna passiivisiin lämmönsiirtimiin.
Järjestelmän huolto: Putkistot ja patterit voivat ajan myötä kerätä sakkaa tai likaa, mikä heikentää lämmönsiirron tehokkuutta. Siksi järjestelmän huolto ja puhdistus tulee suorittaa säännöllisesti.
Tilantarve: Nestekiertoisen järjestelmän käyttö vaatii lisätilaa lämmönsiirtopattereille ja putkistolle, mikä voi olla haaste joissakin saneerauskohteissa.
Nestekiertoisen lämmönsiirtimen käyttö rakennuksen energiatehokkuuden parantamisessa
Nestekiertoisen lämmönsiirtimen tehokkuus voidaan maksimoida yhdistämällä se muihin ilmanvaihdon optimointiratkaisuihin. Esimerkiksi:
Lämmöntalteenoton yhdistäminen lämpöpumppuun lisää järjestelmän energiatehokkuutta entisestään. Tämä mahdollistaa yli 100 % hyötysuhteen, kun lämpöpumppu kerää lisälämpöä poistoilmasta ja siirtää sen tuloilmaan tai lämmitysverkkoonIlmanvaihdon huolto-opas.
Tuloilman esilämmitys nestekiertoisen lämmönsiirtimen avulla vähentää lämpöpatterien ja sähköisen ilmanlämmityksen tarvetta, mikä pienentää käyttökustannuksia.
Lämpöpumpulla varustettu LTO – yli 100 % hyötysuhde
Lämpöpumppu voidaan yhdistää ilmanvaihtojärjestelmään tehostamaan lämmöntalteenottoa entisestään. Poistoilmasta kerätty lämpö voidaan hyödyntää joko tuloilman lämmittämiseen tai lämpimän käyttöveden tuotantoon.
Keskeiset edut:
Mahdollistaa poistoilman lämpötilan laskemisen jopa ulkoilman alapuolelle.
Vesivaraajaan yhdistettynä vähentää veden lämmittämiseen tarvittavaa energiaa.
Lämpöpumppuratkaisuista löytyy lisää tietoa artikkelissamme Lämminvesivaraajan ja ilmanvaihtokoneen vaihto – energiatehokkuutta ja mukavuutta omakotitaloon.
Ilman lämpökäsittely ja kostutus – sisäilmaston optimointi
Sisään tulevan ilman lämpötilaa voidaan hallita myös lämmityspatterilla, joka tasaa lämpötilaerot ja vähentää vedon tunnetta.
Vesipatteri toimii kuten auton jäähdytin: kupariputkissa kiertävä vesi luovuttaa lämpöä alumiinilamelleihin, joiden läpi ilma virtaa.
Jäätymissuojaus on kriittinen, sillä liian kylmä ilma voi jäädyttää patterin. Suojamekanismi pysäyttää ilmanvaihdon ja estää vaurioita.
Kosteuden hallinta on tärkeää myös sisäilman laadun kannalta. Kuiva ilma voi ärsyttää hengitysteitä, kun taas liian kostea ilma edistää homeen ja mikrobien kasvua. Jos ilman kosteutusta tarvitaan, höyrykostutus on tehokkain ja turvallisin tapa.
Lämmönsiirtimet – mikä sopii parhaiten kohteeseesi?
Oikean lämmönsiirtimen valintaan vaikuttavat käyttötarve, energiatehokkuusvaatimukset ja huoltokäytännöt. Esimerkiksi:
Omakotitaloihin: levylämmönsiirrin on kustannustehokas ja helppohoitoinen.
Teollisuuteen ja sairaaloihin: nestekiertoinen LTO varmistaa ilman puhtauden.
Asuinkerrostaloihin ja toimistoihin: pyörivä lämmönsiirrin voi olla paras ratkaisu korkean hyötysuhteensa ansiosta.
Ilmanvaihdon roolista energiankulutuksen optimoinnissa voit lukea lisää artikkelista Ilmanvaihdon merkitys lämmön talteenotossa.
Lämmönsiirtimet ovat keskeinen osa energiatehokasta ilmanvaihtoa. Eri tekniikoilla voidaan saavuttaa jopa yli 100 %:n hyötysuhde, kun lämpöpumppu yhdistetään ilmanvaihtojärjestelmään.
Oikean lämmönsiirtimen valinta vaatii huolellista suunnittelua ja mitoitusta, jotta saavutetaan optimaalinen tasapaino lämmön talteenoton, sisäilman laadun ja energiankulutuksen välillä.
Jos kaipaat asiantuntevaa apua ilmanvaihdon optimoinnissa, ota yhteyttä IVAeris Oy:n asiantuntijoihin.
WE KNOW, WE CARE & WE GET IT DONE
IVAeris Oy
010 206 3000
