Ilma-vesilämpöpumppu talvella – miten VILP toimii pakkasella?

Tämä on yksi tärkeimmistä asioista ymmärtää ilma-vesilämpöpumppua harkittaessa.

VILP ottaa tarvitsemansa lämpöenergian ulkoilmasta. Kun ulkolämpötila laskee, ilmasta saatavan energian määrä vähenee ja samalla rakennuksen lämmitystarve kasvaa. Lämpöpumpun työ muuttuu siis sitä vaativammaksi, mitä kylmemmäksi sää menee.

Se ei tarkoita, että ilma-vesilämpöpumppu olisi Suomen talveen huono ratkaisu. Päinvastoin: oikein mitoitettuna järjestelmä voi tuottaa suuren osan talon vuotuisesta lämmitysenergiasta. Oleellista on ymmärtää, että VILP:n tehtävä ei yleensä ole selvitä vuoden jokaisesta tunnista täysin yksin.

Motivan mukaan ilma-vesilämpöpumpun hyötysuhde ja lämmöntuotto heikkenevät ulkoilman viilentyessä, minkä vuoksi järjestelmä tarvitsee kovimpia pakkasia varten riittävän tukilämmityksen.

Toimiiko ilma-vesilämpöpumppu pakkasella?

Kyllä toimii.

Ulkoilman ei tarvitse olla plusasteista, jotta ilma-vesilämpöpumppu pystyy ottamaan siitä lämpöenergiaa. Järjestelmässä kiertävän kylmäaineen lämpötila voidaan saada ulkoilmaa alemmaksi, jolloin energiaa siirtyy ulkoilmasta kylmäaineeseen myös pakkasella.

Lämpöpumpun kompressori nostaa tämän jälkeen kylmäaineen painetta ja lämpötilaa. Lopuksi lämpö siirretään kodin vesikiertoiseen lämmitysjärjestelmään.

Sama toimintaperiaate jatkuu siis pakkasellakin.

Haaste syntyy siitä, että esimerkiksi −20 °C:ssa lämpöpumpulla on huomattavasti vaikeammat työolosuhteet kuin +5 °C:ssa.

Motivan mukaan ilma-vesilämpöpumpun antoteho voi olla noin −20 °C:ssa jopa noin puolet pienempi kuin +7 °C:ssa, jossa laitteiden nimellisteho tavallisesti ilmoitetaan. Tarkka ero riippuu kuitenkin laitteesta, ja kylmiin olosuhteisiin suunnitellut mallit säilyttävät tehonsa paremmin.

Mitä ilma-vesilämpöpumpulle tapahtuu pakkasen kiristyessä?

Talven aikana tapahtuu käytännössä kaksi asiaa samaan aikaan:

Talo tarvitsee enemmän lämpöä.

Kun ulkolämpötila laskee, lämpöä karkaa rakennuksesta enemmän ja lämmitysjärjestelmän täytyy tehdä enemmän töitä sisälämpötilan ylläpitämiseksi.

Samaan aikaan ilma-vesilämpöpumpun saatavilla oleva teho ja hyötysuhde laskevat.

Tästä syntyy piste, jossa lämpöpumppu ei enää pysty yksin kattamaan koko rakennuksen lämmitystarvetta.

Silloin järjestelmä ottaa rinnalle sähkövastuksen tai muun tukilämmönlähteen.

Tämä on normaalia toimintaa, ei merkki siitä, että lämpöpumppu olisi väärin toimiva.

Miksi sähkövastus käynnistyy talvella?

Moni yllättyy ensimmäisenä talvena nähdessään, että ilma-vesilämpöpumppu käyttää sähkövastuksia.

Sähkövastuksen käyttö ei itsessään ole ongelma.

Ilma-vesilämpöpumppujärjestelmä suunnitellaan tavallisesti niin, että lämpöpumppu hoitaa mahdollisimman suuren osan vuoden lämmityksestä tehokkaasti. Lämpöpumpun mitoittaminen valtavan suureksi vain muutamaa vuoden kylmintä tuntia varten ei välttämättä olisi järkevää.

Kun pakkasta on paljon ja talon lämmitystarve ylittää lämpöpumpun tuottaman tehon, sähkövastus tuottaa puuttuvan lämmön.

Tukilämmitys voi olla myös esimerkiksi olemassa oleva öljy- tai puulämmitys. SULPUn mukaan ilma-vesilämpöpumpun rinnalla tarvitaan järjestelmä, joka pystyy tarvittaessa kattamaan lämmitystarpeen kylmimmissä olosuhteissa.

Olennaisempi kysymys onkin:

Kuinka paljon sähkövastusta tarvitaan vuoden aikana?

Jos vastukset joutuvat töihin jo melko lauhoilla keleillä, kannattaa tarkistaa järjestelmän mitoitus ja asetukset.

Kuinka kovassa pakkasessa ilma-vesilämpöpumppu toimii?

Tähän ei ole yhtä lämpötilaa, joka pätee kaikkiin ilma-vesilämpöpumppuihin.

Laitteiden välillä on merkittäviä eroja.

Motivan mukaan noin −15…−30 °C:n lämpötiloissa ilma-vesilämpöpumpun lämpökerroin ja antoteho heikkenevät jo selvästi. Kovimmilla pakkasilla osa laitteista voi myös pysäyttää kompressorin kokonaan ja siirtyä tukilämmityksen varaan.

Siksi pumpun esitteestä ei kannata tarkistaa pelkästään esimerkiksi:

“Toimii −25 asteeseen.”

Paljon kiinnostavampaa on tietää, kuinka paljon lämpötehoa laite pystyy kyseisessä lämpötilassa tuottamaan ja millä hyötysuhteella.

Kaksi laitetta voi molemmat toimia −25 °C:ssa, mutta niiden todellinen lämmöntuotto voi olla aivan erilainen.

Onko VILP enää kannattava kovalla pakkasella?

Hyötysuhde heikkenee pakkasen mukana.

Jos lämpöpumpun COP on lauhemmalla säällä korkea, kovalla pakkasella se laskee. Äärimmäisissä olosuhteissa lämpöpumpun hyötysuhde voi lähestyä sähkövastuksella tapahtuvaa lämmitystä.

Tästä ei kuitenkaan kannata tehdä väärää johtopäätöstä.

Lämmitysjärjestelmän taloudellisuutta ei ratkaise yksi kylmä pakkaspäivä vaan koko lämmityskausi.

Suomessakin suuri osa vuodesta ollaan lämpötiloissa, joissa ilma-vesilämpöpumppu pystyy toimimaan huomattavasti tehokkaammin kuin suoralla sähköllä tuotettu lämpö. Motiva nostaa esiin myös sen, että lyhyiden kovien pakkasjaksojen merkitys koko vuoden energiantarpeessa jää rajalliseksi.

Tästä syystä VILP:n todellista suorituskykyä kannattaa tarkastella vuositasolla eikä yhden −25-asteisen yön perusteella.

Miksi ilma-vesilämpöpumppu sulattaa itseään talvella?

Talvella ulkoyksikön kenno voi huurtua ja jäätyä.

Se kuuluu laitteen normaaliin toimintaan.

Kun kylmän kennon läpi virtaa kosteaa ulkoilmaa, kosteus tiivistyy kennolle ja voi jäätyä. Jääkerros alkaa vähitellen estää ilman virtausta ja heikentää lämmönsiirtoa.

Tämän vuoksi lämpöpumppu tekee automaattisesti sulatusjakson.

Sulatusjakson aikana lämpöpumppu käyttää hetkellisesti energiaa ulkoyksikön kennon sulattamiseen. Sen jälkeen normaali lämmöntuotanto jatkuu.

Ulkoyksikön alle syntyy tämän vuoksi talven aikana yllättävän paljon vettä.

Siksi ulkoyksikköä ei kannata vain ruuvata lähimpään mahdolliseen seinään. Sijoituspaikassa täytyy huomioida muun muassa sulatusvesien hallinta, lumen kertyminen ja riittävä ilmankierto. Myös Motiva ja SULPU nostavat sulatusvedet sekä ulkoyksikköön kertyvän lumen ja jään huomioitaviksi asioiksi.

Pidä ulkoyksikkö vapaana lumesta

Lämpöpumppua ei tarvitse käydä hoitamassa jokaisen lumisateen jälkeen, mutta ulkoyksikön ympäristöä kannattaa seurata talven aikana.

Ulkoyksikkö tarvitsee suuren määrän ilmaa toimiakseen kunnolla.

Jos yksikkö hautautuu lumeen tai sen ympärille muodostuu suuri jääkasa, ilman virtaus voi vaikeutua.

Talvella kannattaa tarkistaa ainakin, että:

• ilmanotto ja puhallussuunta ovat avoimina
• lumi ei pääse kasaantumaan ulkoyksikön ympärille
• sulatusvesi pääsee poistumaan suunnitellusti
• yksikön alle ei muodostu hallitsematonta jäämassaa
• ulkoyksikön kenno ei jää epänormaalisti yhtenäisen jääkerroksen peittoon.

Laitetta ei pidä hakata jäästä puhtaaksi tai käsitellä tavalla, joka voi vaurioittaa kennoa. Jos sulatus ei selvästi toimi normaalisti, ongelma kannattaa selvittää ammattilaisen kanssa.

Lämmitysveden lämpötila ratkaisee paljon talvella

Ulkolämpötila ei ole ainoa VILP:n hyötysuhteeseen vaikuttava lämpötila.

Toinen erittäin tärkeä tekijä on lämmitysverkkoon lähtevän veden lämpötila eli menovesi.

Lämpöpumpulle on huomattavasti helpompaa tuottaa esimerkiksi melko matalalämpöistä lämmitysvettä kuin erittäin kuumaa vettä.

Tämän vuoksi vesikiertoinen lattialämmitys sopii yleensä erittäin hyvin ilma-vesilämpöpumpun kumppaniksi. Lattialämmityksen suuri lämmönluovutuspinta mahdollistaa rakennuksen lämmittämisen verrattain matalalla veden lämpötilalla.

Patterilämmitys ei estä ilma-vesilämpöpumpun asentamista, mutta patteriverkoston vaatima lämpötila täytyy selvittää.

Jos vanha patterijärjestelmä tarvitsee kovalla pakkasella jatkuvasti erittäin kuumaa vettä, myös lämpöpumpun hyötysuhde kärsii.

Motivan mukaan korkea menoveden lämpötila heikentää ilma-vesilämpöpumpun antotehoa ja hyötysuhdetta.

Oikea mitoitus näkyy erityisesti talvella

Ilma-vesilämpöpumpun mitoituksessa ei riitä, että myyjä tietää talon olevan esimerkiksi 160-neliöinen.

Saman kokoisten talojen lämmitystarpeessa voi olla valtava ero.

Mitoituksessa pitää huomioida muun muassa:

• rakennuksen sijainti
• talon koko ja ikä
• nykyinen energiankulutus
• rakennuksen lämmitystehon tarve
• lattialämmitys tai patteriverkosto
• lämmitysveden tarvittava lämpötila
• lämpimän käyttöveden kulutus
• nykyinen lämmitysjärjestelmä
• mahdollinen toinen lämmönlähde.

Erityisesti Pohjois-Suomen ja Etelä-Suomen välillä on eroa. Motivan mukaan ilma-vesilämpöpumpun vuosihyötysuhde heikkenee pohjoiseen siirryttäessä, koska kylmemmät ulkolämpötilat lisäävät tukilämmityksen tarvetta.

Tämä ei tarkoita, ettei VILP toimisi Pohjois-Suomessa. Se tarkoittaa, että samaa laitetta ja samaa mitoitusta ei pidä automaattisesti tarjota jokaiseen taloon Hangosta Utsjoelle.

Kannattaako ilma-vesilämpöpumppu siis Suomen talvessa?

Monessa talossa kyllä.

VILP:n kannattavuutta ei kuitenkaan pidä perustella sillä, että lämpöpumppu pärjäisi yksin kaikissa olosuhteissa.

Parempi tapa ajatella asiaa on tämä:

Ilma-vesilämpöpumppu tuottaa mahdollisimman suuren osan vuoden lämmitysenergiasta tehokkaasti ja tukilämmitys hoitaa ne tilanteet, joissa lämpöpumpun teho ei yksin riitä.

Kun järjestelmä on oikein mitoitettu, nämä toimivat yhdessä automaattisesti.

Erityisen hyvin VILP sopii usein vesikiertoiseen taloon, jossa halutaan korvata esimerkiksi öljylämmitystä tai kallista suoraa sähköön perustuvaa lämmöntuotantoa ilman maalämmön vaatimaa lämpökaivoa.

Ratkaisevaa on kuitenkin aina kokonaisuus: talo, lämmönjako, energiankulutus, sijainti ja valittu lämpöpumppu.