Mikä on ilmanvaihtojärjestelmän teho?
- Mikael Denut
- 21.3.2023
- 8 min käytetty lukemiseen
Päivitetty: 17.5.
Kun joku kysyy ilmanvaihtojärjestelmän tehoa, kysymyksen takana on yleensä jokin näistä: kuinka paljon ilmaa kone siirtää, kuinka paljon se kuluttaa sähköä, kuinka hyvin se ottaa lämpöä talteen tai kuinka kallis vuosi sen kanssa tulee. Suomeksi "teho" on harhaanjohtavan yksinkertainen sana, koska se tarkoittaa eri yhteyksissä eri suuretta ja eri yksikköä. Ennen kuin järjestelmän tehoa voi vertailla tai parantaa, on hyvä erottaa nämä toisistaan.
Käymme tässä artikkelissa läpi viisi mittaria, joilla ilmanvaihdon tehoa todella mitataan: ilmavirta, puhaltimen sähköteho ja SFP, LTO-hyötysuhde, tarpeenmukainen säätö ja kokonaisenergiatehokkuus. Jokaisesta kerromme yksiköt, raja-arvot, mistä ne luetaan ja mihin lukuihin asunnonomistajan kannattaa kiinnittää huomiota.
Ilmanvaihtojärjestelmän teho ei ole yksi luku, vaan viisi eri suuretta
Vanhassa puhekielessä "teho" on usein vain "kone tuntuu vetävän". Teknisesti samaan IV-koneeseen liittyy viisi eri "teho"-mittaria, jotka kaikki kertovat jotain olennaista, mutta jotka eivät ole keskenään korvattavissa. Hyvä järjestelmä on hyvä kaikissa viidessä, ei vain yhdessä.
Alla oleva taulukko kokoaa nämä viisi mittaria, niiden yksiköt ja sen, mihin tavoitearvoon asunnonomistajan kannattaa pyrkiä, kun vertailee tai mitoittaa järjestelmää.
Mittari | Mitä se kertoo | Yksikkö | Hyvä tavoitearvo (asuintalo) |
Ilmavirta | Kuinka paljon ilmaa siirtyy aikayksikössä | l/s tai m³/h | Asunto vähintään 18 l/s, koko rakennus 0,5 1/h |
Puhaltimen sähköteho | Kuinka paljon sähköä puhaltimet kuluttavat | W tai kW | 60 m³/h ilmavirralla noin 30 to 90 W |
SFP (ominaissähköteho) | Sähkönkulutus suhteessa siirrettyyn ilmaan | kW/(m³/s) | Uudisrakennus alle 2,0; hyvä asuintalo alle 1,5 |
LTO-vuosihyötysuhde | Kuinka suuri osa poistoilman lämmöstä otetaan talteen vuositasolla | % | Moderni laite 70 to 90 % |
Kokonaisenergiatehokkuus | EU:n Ecodesign-luokka koko koneelle | SEC-luokka A+ to G | Uusi laite vähintään B, mielellään A |
Käymme jokaisen läpi konkreettisesti, koska tämän ymmärtäminen muuttaa sen, mistä on järkevää maksaa, kun konetta vaihdetaan tai säädetään.
Ilmavirta: l/s ja m³/h, se konkreettisin teho-mittari
Ilmavirta on se mittari, joka kertoo, kuinka paljon ilmaa järjestelmä todella siirtää aikayksikössä. Suomessa virallinen yksikkö on litraa sekunnissa (l/s), mutta valmistajien esitteissä näkee usein kuutiometriä tunnissa (m³/h). Muunnos on yksinkertainen: 1 l/s = 3,6 m³/h.
Ympäristöministeriön asetus 1009/2017 (voimassa 1.1.2018 alkaen uusille rakennuksille) antaa minimi-ilmavirrat, jotka koneen on pystyttävä tuottamaan suunnitellun käyttöajan aikana:
Asuinhuoneisto, koko huoneisto: vähintään 18 l/s (= 64,8 m³/h)
Henkilökohtainen ulkoilmavirta oleskelutilassa: 6 l/s/henkilö
Koko rakennuksen ulkoilmavirta: vähintään 0,35 (l/s)/m² lattiapinta-alasta
Asuinrakennuksissa tämä vastaa käytännössä noin 0,5 1/h:n ilmanvaihtokerrointa (koko ilmamassa vaihtuu noin kahdessa tunnissa)
Tehostus: vähintään +30 % peruslukemasta (esim. ruoanlaitto, sauna)
Pienennys: enintään -60 % peruslukemasta (esim. asunto tyhjillään)
Sisäilmastoluokitus 2018 (RT 07-11299) antaa lisäksi ohjeelliset huonekohtaiset poistoilmavirrat: kylpyhuone tyypillisesti 10 l/s, vaatehuone 3 l/s, keittiö perustasolla 8 l/s ja tehostettuna 25 l/s, WC 7 l/s. Vanhoissa kohteissa nämä luvut ovat usein alimitoitettuja, ja kentällä näkee esimerkiksi 1980-90-luvun taloissa keittiöpoistoja, jotka jäävät selvästi näiden alle.
Ilmavirran mittaaminen on selkein tapa selvittää, mitä järjestelmäsi todella tekee, kun esitteet ja säätöpäiväkirjat puhuvat eri kieltä. Käytännössä mittaus tehdään päätelaitteen yli paine-eromenetelmällä ja valmistajan K-arvolla (Q = K x sqrt(delta p)), ei mittakuvulla.
Puhaltimen sähköteho ja SFP: ilmanvaihtojärjestelmän teho sähkönkulutuksena
Toinen luku, jota usein kutsutaan "tehoksi", on puhaltimien sähköteho watteina tai kilowatteina. Tämä on se luku, jonka näkee koneen kilvessä tai datalehdessä (esim. "200 W maksimissaan"). Pelkkä W-luku ei kuitenkaan kerro tehokkuudesta vielä mitään, koska se vaihtelee sen mukaan, kuinka paljon ilmaa siirretään ja kuinka suurta painevastusta vastaan.
Puhaltimen toimintapiste on aina kahden käyrän risteyskohta: puhaltimen oma tehokäyrä (paine vs. ilmavirta) ja järjestelmäkäyrä (kanaviston aiheuttama vastus). Sama puhallin tuottaa eri ilmavirran, kun kanavisto on puhdas tai likaantunut, ja kuluttaa silti enemmän sähköä jälkimmäisessä tapauksessa.
Tehoa on järkevää vertailla suhdelukuna, joka huomioi samalla ilmamäärän. Tämä luku on SFP, ominaissähköteho (Specific Fan Power), ja sen yksikkö on kW/(m³/s). Kaava on:
SFP = (P_tulo + P_poisto) / q_max
Jossa P_tulo ja P_poisto ovat tulo- ja poistopuhaltimien yhteenlaskettu sähköteho ja q_max on suurempi ulko- tai ulospuhallusilmavirta. Pienempi SFP = parempi. Suomessa raja-arvot menevät näin:
YM asetus 1009/2017, käyttöönoton mittaus: SFP-poikkeama saa olla enintään +10 % suunnitteluarvosta
D2 2012 yläraja koneelliselle tulo-poistoilmajärjestelmälle: 2,5 kW/(m³/s)
D2 2012 yläraja pelkälle poistoilmajärjestelmälle: 1,0 kW/(m³/s)
Uudisrakennuksen käytännön tavoite: alle 2,0 kW/(m³/s)
Hyvä asuintalo: alle 1,5 kW/(m³/s)
Passiivitalo tai erinomainen kone: 0,9 to 1,1 kW/(m³/s)
Eri puhallintyypit asettuvat tyypillisesti eri kohtiin SFP-asteikolla, vaikka kohdekohtainen vaihtelu on suurta. Karkeasti AC-puhaltimet (vanha kiilahihnakäyttö) ovat usein noin 2,5 to 3,5, suorakäyttöiset AC-puhaltimet noin 2,0 to 2,5, EC-puhaltimet noin 1,2 to 1,7 ja uusin sukupolvi (PMSM, kestomagneettimoottori) parhaillaan noin 0,9 to 1,2. Todelliset arvot riippuvat puhaltimen koosta, kanaviston painehäviöstä ja toimintapisteestä.
Käytännössä SFP-tason saavuttamiseen vaikuttavat kolme asiaa: puhaltimen tyyppi ja koko (oikein mitoitettu), kanaviston painehäviöt (lyhyet ja suoraviivaiset kanavat, puhtaat suodattimet) ja säätötapa (tarpeenmukainen ohjaus). Asuintalossa, jossa lähtö-SFP on noin 2,5, pelkkä EC-puhaltimen vaihto pudottaa SFP-arvon yleensä selvästi alemmas, ja sähkönkulutus laskee tyypillisesti karkeasti kolmanneksen tai enemmän, kanaviston kunnosta riippuen.
LTO-hyötysuhde: paljonko poistoilman lämmöstä jää sisätilaan
LTO (lämmöntalteenotto) on koneellisen tulo-poistoilmanvaihdon ratkaisevin yksittäinen tehoelementti. Ilman LTO:ta talvella lämmitetty huoneilma poistuu suoraan ulos. Hyvällä LTO-koneella suurin osa siitä jää sisälle: kennon läpi virtaavan poistoilman lämpö siirtyy ulkoa tulevaan kylmään ilmaan ennen kuin se puhalletaan huoneeseen.
Tässäkin "teho" jakautuu kahteen lukuun, jotka helposti sekoittuvat:
Lämpötilasuhde (eta_t): laboratoriomittaus standardin EN 308 mukaan. Kertoo kennon laadun ihanteellisissa olosuhteissa. Modernit laitteet 75 to 90 %.
Vuosihyötysuhde (eta_vuosi): todellinen vuosittainen hyötysuhde. Huomioi pakkaskaudet, jäätymissuojan, sulatusjaksot, ilmavirtojen vaihtelun ja sen, ettei poistoilma ja tuloilma ole aina samansuuruisia. Tyypillisesti 60 to 80 %.
Sama kone, jonka lämpötilasuhde on 85 %, voi yltää vuosihyötysuhteeseen 72 % Helsingissä mutta vain 60 % Sodankylässä, koska pakkaskausi on pidempi ja jäätymissuoja tiputtaa hyötysuhdetta useammin. Vuosihyötysuhde on se luku, joka näkyy lopulta lämmityslaskussa.
EU:n Ecodesign-asetus (komission asetus EU 1253/2014, ja sen kuluttajamerkintä asetus 1254/2014) asettaa uusille asuntojen ilmanvaihtokoneille vähimmäisvaatimuksia lämpötilasuhteelle. Levy- ja pyöriville LTO-yksiköille vähimmäisarvo on noin 73 % ja patteri-patteri-järjestelmälle (run-around coil) noin 68 %, tarkat ehdot löytyvät asetuksen Liitteestä IV.
Mitä korkeampi vuosihyötysuhde, sitä pienempi lämmitystarve jää ilmanvaihdosta yli. Alla olevassa esimerkkilaskelmassa käytetään noin 120 m² omakotitaloa, ilmavirtaa 60 l/s, Helsingin keskimääräistä ulkolämpötilaa ja yhden vuoden jatkuvaa käyttöä. Näillä oletuksilla ilmanvaihdon lämmitystarve ilman LTO:ta on suuruusluokkaa 6 000 to 7 000 kWh/v, ja LTO-vuosihyötysuhteen vaikutus näyttää tältä:
Tämä on käytännössä se peruste, miksi modernin koneen takaisinmaksuaika on usein selvästi alle koneen käyttöiän, jos vanha kone on alle 50 %:n vuosihyötysuhteella tai ilman LTO:ta kokonaan.
Tarpeenmukainen säätö: ilmanvaihdon teho siirtyy sinne missä sitä tarvitaan
Viides "teho"-mittari ei ole laitteen ominaisuus vaan järjestelmän ohjauslogiikan ominaisuus. Vakionopeudella käyvä kone siirtää saman ilmamäärän klo 14 ja klo 03, riippumatta siitä, onko kotona ketään. Tarpeenmukainen säätö (CO₂-, kosteus- tai läsnäolo-ohjattu) muuttaa ilmavirran asukkaiden todellisen tarpeen mukaan.
Vaikutus vuorokauden energiankulutukseen näkyy selvästi, kun perhe on töissä päivän, kotona aamuin illoin ja nukkuu yöllä:
Käytännössä CO₂-ohjattu järjestelmä asuinhuoneistossa pudottaa puhaltimen vuotuista sähkönkulutusta tyypillisesti merkittävästi (usein useita kymmeniä prosentteja), koska keskimääräinen ilmavirta on pienempi vaikka tehostus toimisi täydellisesti tarvittavina hetkinä. Sama logiikka pätee LTO-koneen lämmitystarpeeseen: pienempi keskimääräinen ilmavirta tarkoittaa pienempää lämmöntarvetta.
Tarpeenmukainen säätö on usein ainoa yksittäinen muutos, joka kannattaa tehdä myös ilman kokonaan uutta konetta, jos vanhassa koneessa on EC-puhallin ja vapaa väyläohjaus. Vanhempaan koneeseen retrofit-CO₂-ohjaus harvemmin maksaa itseään takaisin.
ErP-direktiivin Ecodesign-vaatimukset (EU 1253/2014): teho yhdeksi luvuksi
EU pyrki yksinkertaistamaan asuntoiden ilmanvaihtokoneiden energiavertailua vuonna 2016 voimaan tulleella Ecodesign-asetuksella (EU 1253/2014) ja siihen liittyvällä energiamerkinnällä (EU 1254/2014). Asetus yhdistää useita edellä mainittuja mittareita yhdeksi luvuksi: SEC, ominaisenergiankulutus (specific energy consumption, kWh/(m²·v)).
SEC-luokat menevät A+ to G ja perustuvat siihen, kuinka paljon energiaa kone joko säästää tai kuluttaa rakennuksen suhteellisessa ilmastossa (kylmä, lauhkea, lämmin). Mitä alemmaksi SEC-luku menee (negatiiviset arvot), sitä enemmän LTO säästää lämpöä suhteessa puhaltimien sähkönkulutukseen. Tarkat luokkarajat löytyvät asetuksen EU 1254/2014 Liitteestä II ja vaihtelevat ilmastovyöhykkeen mukaan.
SEC-luokka A+: parhaat passiivitalokoneet ja huipputason asuntokoneet
Luokka A: tyypillinen taso uusille laadukkaille asuintaloratkaisuille
Luokka B: kelvolliset modernit asuintalokoneet
Luokka C tai heikompi: ei suositella uudisrakentamiseen vuoden 2026 markkinatilanteessa
Vanhempi koneellinen poistoilmanvaihto ilman LTO:ta saa Ecodesign-laskennassa luokan F to G, koska se ei toteuta talteenottoa. Tämä yksinkertaistus on rajoittunut, eikä se kerro paikallisista tekijöistä (Suomen kylmä ilmasto suosii korkeaa LTO:ta) mutta antaa hyvän vertailukohdan, kun valitaan uutta asuintalokonetta.
Vanha kone vs. moderni: konkreettinen vertailu
Asunnonomistajalle todellinen kysymys on harvoin "mikä on parhaan koneen SFP", vaan "kannattaako 1990-luvun koneeni vaihtaa". Alla on havainnollistava esimerkkilaskelma (ei mittaustulos): 120 m² omakotitalo, ilmavirta 60 l/s, jatkuva käyttö, kaukolämmön oletushinta 10 c/kWh ja sähkön 18 c/kWh. Todelliset arvot riippuvat aina kohteesta, koneen mallista ja energianhinnoista:
Ominaisuus | Vanha kone (1995, AC, ei tarpeenmukaista) | Moderni kone (2026, EC, CO₂-ohjattu) |
SFP | 2,6 kW/(m³/s) | 1,3 kW/(m³/s) |
Puhaltimen vuosisähkö | 1 366 kWh | 478 kWh |
LTO-vuosihyötysuhde | 40 % (ikääntynyt levy-LTO) | 82 % (uusi vastavirta-LTO) |
Ilmanvaihdon lämmöntarve LTO:n jälkeen | 3 900 kWh | 1 170 kWh |
Lämmityskustannus (kaukolämpö 10 c/kWh) | 390 EUR / v | 117 EUR / v |
Puhallinsähkön kustannus (18 c/kWh) | 246 EUR / v | 86 EUR / v |
Yhteensä per vuosi | 636 EUR / v | 203 EUR / v |
Ecodesign-luokka | F to G | A tai B |
Erotus on tässä esimerkkitilanteessa joitakin satoja euroja vuodessa. Uuden koneen asennettu hinta on kohteesta riippuen tyypillisesti useita tuhansia euroja, joten pelkällä energiansäästöllä laskettu takaisinmaksuaika jää usein varsin pitkäksi. Kun mukaan lasketaan paremmasta sisäilmasta, hiljaisemmasta käytöstä ja huoltovälien pidentymisestä syntyvät hyödyt, takaisinmaksuajan kokonaisarvio paranee selvästi. Tarkka luku selviää aina vasta kohdekatselmuksessa.
Tärkeää: yksittäinen luku, kuten SFP tai vuosihyötysuhde, ei kerro koko totuutta. Esimerkiksi 1995-koneen LTO-kenno saattaa olla edelleen kunnossa, mutta säätöpellit, tiivisteet ja puhallinmoottorin laakerit ovat tulleet käyttöikänsä päähän. Yhden komponentin huolto voi ostaa lisää käyttöikää 5 to 10 vuotta murto-osalla uuden koneen hinnasta. Tämä on syy, miksi katselmus on aina järkevä ennen vaihtopäätöstä.
Mistä luet oman koneesi todellisen tehon
Lukujen löytäminen oman koneen kohdalla on yllättävän käytännönläheistä, kun tietää mistä etsiä:
Ilmamäärä: Suunnitelmista (LVI-piirustukset huoneiston tai talon dokumenteissa) ja mittauspöytäkirjasta käyttöönotosta. Jos näitä ei ole, ilmamäärä on mitattava paine-eromittauksella päätelaitteen yli.
Puhaltimen sähköteho ja SFP: Koneen tyyppikilvestä (W tai kW) ja käyttöönoton mittauspöytäkirjasta. Modernissa koneessa lukema näkyy usein myös ohjauspaneelissa tai etähallinnan datasivulla.
LTO-vuosihyötysuhde: Valmistajan datalehdestä mallikohtaisesti, tai energiamerkintätarrasta (EU 1254/2014, oikealla ylhäällä luokka A+ to G).
Ecodesign SEC-luokka: EU:n energiamerkintätarrasta (sama merkintä, jossa luokka A+ to G).
Tarpeenmukainen säätö: Ohjauspaneelin asetuksista (CO₂- tai kosteusanturin tila, automaattitilan profiili).
Käytännössä useimmissa 1990-2010-luvun asuintalokoneissa nämä luvut joutuu etsimään valmistajan datalehdestä, joka on usein kadonnut. Tällöin järkevä järjestys on: katselmus ensin (tunnistetaan kone ja sen kunto), sitten päätös, mitkä luvut kannattaa mitata.
Kun ilmanvaihtojärjestelmän teho ei riitä: vaihtaminen vai säätäminen
Tyypillisin tilanne on, että koneella on selvästi alikapasiteettia jollain mittarilla (esim. mitattu ilmamäärä on vain 70 % suunnitellusta), ja kysymys on, johtuuko se laitteesta vai säädöstä.
Periaatteena: jos puhaltimen kierrosnopeus on jo maksimissaan ja mitattu ilmamäärä jää alle suunnitellun, ongelma on järjestelmässä (tukkeutunut kanavisto, vaurioitunut kenno, vialliset venttiilit, väärin asennettu). Jos puhaltimen sähköteho on suuri suhteessa ilmamäärään ja SFP yli 2,5, ongelma on yleensä laitteen iässä tai mitoituksessa.
Ilmamäärien mittaus ja säätö on ensimmäinen toimenpide, kun halutaan varmistaa, että nykyinen järjestelmä toimii suunnitelman mukaan. Jos säätö paljastaa, ettei suunnitteluarvoja voida saavuttaa nykyisellä koneella, on aika harkita laitteen uusimista.
Usein kysytyt kysymykset ilmanvaihtojärjestelmän tehosta
Mistä luen oman koneeni SFP-arvon?
SFP-arvoa ei yleensä lue suoraan tyyppikilvestä, vaan se täytyy laskea: SFP = (puhaltimien yhteenlaskettu sähköteho watteina) / (suurin mitattu ulkoilma- tai ulospuhallusilmavirta m³/s:ssa) / 1000. Modernin koneen ohjauspaneeli näyttää tämän usein suoraan. Vanhemmilla koneilla luku saadaan vain mittaamalla sähköteho pihtimittarilla ja ilmavirta paine-eromittauksella samanaikaisesti.
Miksi puhaltimen teho ja ilmavirta eivät ole sama asia?
Puhaltimen sähköteho (W) kertoo, paljonko sähköä kuluu. Ilmavirta (l/s) kertoo, paljonko ilmaa siirtyy. Saman ilmavirran tuottaminen vie eri määrän sähköä eri puhallintyypeillä ja eri kanavistoissa. SFP-arvo (kW/(m³/s)) yhdistää nämä kaksi: se kertoo, kuinka tehokkaasti puhallin muuttaa sähkön ilmavirraksi.
Onko korkeampi teho aina parempi?
Ei. Liian suuri puhallin lisää sähkönkulutusta, melua ja vetoa. Liian pieni puhallin ei pysty toimittamaan suunniteltua ilmamäärää. Ilmanvaihtokoneen oikea mitoitus on tarkka tasapainotehtävä, jossa kone valitaan kohteen ilmavirran, kanaviston painehäviön ja äänitavoitteen perusteella, ei "maksimitehon" mukaan.
Kannattaako vanha kone vaihtaa pelkän tehon vuoksi?
Jos vanhassa koneessa on AC-puhallin ja LTO-vuosihyötysuhde on selvästi alle 60 %, vaihto maksaa itsensä energiansäästönä takaisin tyypillisesti yli kymmenen vuoden aikana, kohteesta riippuen. Jos kone on jo EC-puhaltimella varustettu ja LTO-kenno on hyvässä kunnossa, kannattaa ensin tehdä mittaus ja säätö ja vasta sen jälkeen päättää. Iäkkäät koneet (esim. yli 25 vuotta vanhat) uusitaan usein joka tapauksessa muista syistä, kuten varaosien saatavuuden tai komponenttien käyttöiän vuoksi.
Mikä on SFP-arvo passiivitalossa tai energiatehokkaassa uudisrakennuksessa?
Passiivitalostandardi (Passivhaus Institute) asettaa ilmanvaihtokoneen ominaissähköteholle hyvin tiukan tavoitteen (PHPP:n mukaan, tarkista voimassa oleva arvo PHI:n julkaisuista). Käytännössä tämä tarkoittaa parhaiden EC- tai PMSM-puhaltimien käyttöä, lyhyitä kanavistoja, suuria kanavakokoja ja hyvin suunniteltuja päätelaitteita. Suomessa A-energialuokan rakennuksissa SFP jää tyypillisesti karkeasti välille 1,2 to 1,6 kW/(m³/s).
Onko tarpeenmukainen säätö kallis lisävaruste?
Uudessa asuntoluokan koneessa CO₂-ohjaus on yleensä joko vakiona tai kohtuuhintainen lisävaruste. Olemassa olevaan EC-koneeseen retrofit-CO₂-anturin asennus on tyypillisesti muutamasta sadasta eurosta lähtien, ja säästö koneen sähkön- ja lämmönkulutuksessa on pientalossa luokkaa kymmeniä, joskus toistasataa euroa vuodessa, kohteesta riippuen. Takaisinmaksuaika on yleensä lyhyt, mutta tarkka arvio vaatii kohdekohtaisen laskelman.
Miten talvi vaikuttaa ilmanvaihtojärjestelmän todelliseen tehoon?
Pakkasella kahdesta syystä: ensiksi LTO:n jäätymissuoja saattaa ohittaa kennon ja vaimentaa hyötysuhdetta tilapäisesti (siksi vuosihyötysuhde on lämpötilasuhdetta pienempi), ja toiseksi sisä-ulkolämpötilaero kasvaa, jolloin sama puute LTO:ssa maksaa enemmän euroina. Suomen ilmastossa esimerkiksi kymmenen prosenttiyksikön ero LTO-vuosihyötysuhteessa voi pientalossa tarkoittaa karkeasti satojen kilowattituntien ja joidenkin kymmenien eurojen suuruusluokan vuotuista lisälämmityskulua.
WE KNOW, WE CARE & WE GET IT DONE
IVAeris Oy
010 206 3000
