Ilmanvaihdon lämmön talteenoton uusiminen tai tehostaminen

Uimahallien allasosaston poistoilmassa on aina valtava määrä energiaa, jota voidaan hyödyntää. Energiatehokkuuden seurannan osiossa esitetyillä mittauspisteillä selvitettiin myös uimahallin ilmanvaihdon lämmön talteenoton hyötysuhde. Poistoilman suuren lämpösisällön hyödyntäminen on keskeisessä roolissa uimahallien energiatehokkaassa toiminnassa, joten lämmön talteenoton hyötysuhteen tulee olla korkea. Lämmön talteenoton toimintaa voidaan ajatella suorana säästönä, jonka periaate on esitetty kuvassa 5.

Kuva 5. Ilmanvaihdon lämmön talteenoton pääperiaate esitettynä rahavirtoina

Mikäli uimahallin lämmön talteenoton hyötysuhde on mittaustulosten perusteella alhainen, voidaan harkita järjestelmän uusimista. Järjestelmän uusiminen on usein varsin suuri projekti, mutta järjestelmän nykyaikaistaminen tuo myös huomattavia säästöjä oikein toteutettuna. Lämmön talteenoton uusimisen mahdollisuutta tulee aina tarkastella tapauskohtaisesti.

Nykyiset lämmön talteenoton järjestelmät ovat hyvin tehokkaita, mutta niiden soveltuvuus korjauskohteisiin on aina tarkistettava tapauskohtaisesti. Ongelmana saattaa olla niin erilainen järjestelmän toimintaperiaate kuin fyysinen tilan puute. Nyrkkisääntönä voidaan kuitenkin pitää, että lämmön talteenoton tehokkuutta voidaan parantaa melkein kaikissa uimahalleissa.

Lämmön talteenotto poistoilmasta voidaan toteuttaa lämmönsiirtimillä tai lämpöpumpuilla. Ensisijaisen tärkeää olisi käyttää tehokasta lämmönsiirrintä, joka johtaa passiivisesti poistoilman lämmön takaisin tuloilmaan. Esimerkiksi ristivirtalevylämmönsiirtimet ovat hyviä tähän tarkoitukseen, eivätkä kuluta sähköä. Järjestelmässä voidaan käyttää myös useampia lämmönsiirtimiä tehokkuuden parantamiseksi. Passiiviset lämmönsiirtimet parantavat myös lämpöpumppujen tehokkuutta.

Toinen tapa hyödyntää poistoilman lämpösisältöä on lämpöpumpun käyttäminen. Lämpöpumpulla poistoilma voidaan viilentää tehokkaasti myös kastepisteeseen, jolloin ilman sisältämä vesihöyry alkaa tiivistymään ja luovuttaa sen sitoman energian. Tässä on kyse siitä energiasta, mikä on sitoutunut sisäilman vesihöyryyn allasveden haihtuessa. Vesihöyryn kondensoiminen voidaan toteuttaa tehokkaasti ja hallitusti vain lämpöpumpulla. Veden kondensoituminen perinteisissä ristivirta- tai vesi-glykolilämmönsiirtimissä voi aiheuttaa veden jäätymistä lämmönsiirtopinnoille, joka madaltaa lämmön talteenoton hyötysuhdetta merkittävästi. Veden kondensoituminen lämmön talteenotossa vaatii viemäröintiä, joka tulee huomioida suunnittelussa.

Tehokkaimmillaan ilmanvaihdon lämmön talteenotto toimii siten, että järjestelmässä käytetään sekä lämmönsiirrintä että lämpöpumppua. Järjestelmän toiminta perustuu siihen, että lämmin ja kostea poistoilma ohjataan ensin esimerkiksi ristivirtalevylämmönsiirtimen läpi, jolloin ilma luovuttaa suuren osan lämpösisällöstään ja viilenee lähelle ilman kastepistettä. Tämän jälkeen ilma siirtyy lämpöpumpun jäähdytyspatterille, jossa ilmassa oleva vesihöyry alkaa kondensoitua ja luovuttaa sen sisältämän energian. Ilma viilennetään tässä pisteessä kastepisteeseen tai sen alle. Tämä järjestely tuottaa erittäin korkean hyötysuhteen lämmön talteenottoon ja mahdollistaa myös lämpöpumpun tehokkaan toiminnan. Lämpöpumpun jälkeen rakennuksessa poistuvassa ilmassa on enää hyvin vähän energiaa. Ilmanvaihtoon voidaan lisätä lämpöpumppu myös jälkiasennuksena.

Lämmön talteenoton toteutusmuotoja on monia ja oikean ratkaisun valinta tehdään aina kohdekohtaisesti yhteistyössä alan ammattilaisen kanssa. Pääperiaate on kuitenkin se, että rakennuksesta poistuu jäteilman mukana mahdollisimman vähän lämpöä. Kulutettu energia pyritään siis pitämään rakennuksen sisällä kierrättämällä. Esimerkki lämmön talteenoton hyötysuhteen vaikutuksesta rakennuksen energiankulutukseen on esitetty kuvassa 6.

Kuva 6. Esimerkki lämmön talteenoton hyötysuhteen vaikutuksesta uimahallin energiankulutukseen

Käytettäessä lämpöpumppua ilmanvaihdon lämmön talteenotossa, on huolehdittava myös tuotetun lämmön käyttökohteista. Ilmanvaihdon poistoilmaan sijoitettu lämpöpumppu tuottaa tehokkaasti lämpöenergiaa, jolle tulee aina löytyä sopiva käyttökohde kun lämpöpumppu on käytössä. Yleisimmin ongelmana on se, että lämpöpumpun tuottamaa lämpöä voidaan käyttää vain tuloilman lämmittämiseen. Kuitenkin lämpiminä vuodenaikoina tuloilman lämmitystarve on niin alhainen, ettei kaikkea tuotettua lämpöä voida käyttää tuloilmaan. Tällöin lämpöpumppu joudutaan kytkemään pois päältä. Ongelma saattaa esiintyä jo varsin alhaisilla lämpötiloilla, esimerkiksi kun ulkoilman lämpötila nousee yli +10 °C.

Tästä syystä lämpöpumpun tuottama energia tulisi pystyä jakamaan tehokkaasti etenkin lämpiminä vuodenaikoina. Esimerkiksi allasveden lämmitys on sopiva käyttökohde lämpöpumpun tuottamalle energialle, jota ei pystytä hyödyntämään tuloilman lämmityksessä. Tällöin lämpöpumppua voidaan käyttää tehokkaasti ympäri vuoden. Lämpöpumpun tuottaman energian jakaminen vaatii ohjausta, jonka suunnittelee aina alan ammattilainen.