Ilmanvaihdon lämmöntalteenottojärjestelmillä parannetaan rakennusten energiatehokkuutta.

– LTO-järjestelmien perusperiaatteena on, että lämmönsiirrin ottaa poistettavasta ilmasta lämpöä talteen ja kerätty lämpö käytetään sisään tulevan ilman lämmitykseen, kertoo tutkijatohtori Tero Ahonen Lappeenrannan teknillisen yliopiston energiatekniikan koulusta.

Varsinkin Suomen kaltaisessa maassa lämmöntalteenotolla on väliä. Tilastokeskuksen mukaan vuonna 2014 koko maan energian loppukäytöstä noin 25 % kului rakennusten lämmitykseen. LTO-järjestelmillä voidaan suoraan vaikuttaa kokonaisenergian kulutukseen sekä lämmityksestä syntyviin hillidioksidipäästöihin.

LTO-järjestelmien hyötysuhteissa on kuitenkin eroja.

– Rakennusmääräyskokoelmassa edellytetään, että LTO-laitteiden vuosihyötysuhde on minimissään 45 prosenttia eli vähintään 45 prosenttia poistuvasta lämmöstä tulee saada takaisin käyttöön. Laitteista ja lämpötiloista riippuen vuosihyötysuhde voi kuitenkin olla huomattavasti korkeampi, Ahonen toteaa.

 

Glykolia pullossa. Vasemman puolisen pullon glykolipitoiseen nesteeseen on kertynyt ilmaa. Pinta on korkealla. Toisessa pullossa glykolia on saman verran, mutta nesteen rauhoituttua pinta on laskenut kuusi prosenttia. Koe osoittaa, että nestevirrasta huomattava määrä voi olla ilman syrjäyttämää. Kuva: Matti Valli.

 

Ilmakuplat usein haasteena nestekiertoisissa laitteissa

Erityyppisillä LTO-järjestelmillä on erilaisia toiminnallisia haasteita, jotka voivat vaikuttaa lämmöntalteenoton tehoon. Ilmakiertoisissa järjestelmissä lämmönsiirtimen likaantumisella voi olla jopa 10 % vaikutus järjestelmän tehoon. Nestekiertoisissa järjestelmissä nesteeseen sekoittuneet ilmakuplat laskevat usein laitteiston tehoa sekä lisäävät korroosioriskiä ja toimintahäiriöitä.

Ilmakuplaongelma on kuitenkin vaikea havaittava.

– Kotitalouslaitteissa ei ole paine-eromittauksia, eivätkä ne pysty havaitsemaan kylmänesteessä olevaa ilmaa, Ahonen kertoo, ja jatkaa:

– Teollisissa laitteissa esimerkiksi lämpötila- ja painemittaukset ovat usein olemassa, mutta ne havaitsevat ensiksi seurauksen eli huonomman lämmönsiirtotehon.

Jos nestekiertoisen LTO-järjestelmän teho on laskenut, on hyvä tiedostaa, että ongelma voi johtua ilmakuplista. Tilanteen korjaamiseen tarvitaan erikoishuoltoa, joka pystyy mitoittamaan ja säätämään prosessin uudelleen ja siten estämään mikrokuplien muodostumisen.

– Käytännössä nestekiertoisen järjestelmän glykolipitoisuuden ja muiden virtausarvojen tulee olla halutulla tasolla, jotta lämmöntalteenotto toimii optimaalisesti eli noin 60–80 % hyötysuhteella, Ahonen päättää.