Ilmalämpöpumppu toimii pakkasella hyödyntämällä kylmyysaineen fysikaalisia ominaisuuksia, jotka mahdollistavat lämmön siirtämisen jopa miinusasteilla. Kylmyysaine höyrystyy ulkoyksikössä ottaen vastaan lämpöenergiaa, vaikka ilma tuntuu kylmältä. Kompressori nostaa kylmyysaineen painetta ja lämpötilaa, jonka jälkeen se luovuttaa lämmön sisäyksikössä. Tehokkuus kuitenkin laskee lämpötilan mukana, ja kylmimmillä pakkasilla pumppu tarvitsee usein lisälämmitystä.
Miten ilmalämpöpumppu pystyy ottamaan lämpöä kylmästä ulkoilmasta?
Ilmalämpöpumppu hyödyntää kylmyysaineen höyrystymistä ja tiivistymistä lämmön siirtämiseen. Kylmyysaine höyrystyy ulkoyksikön lämmönvaihtimessa jo alhaisissa lämpötiloissa, koska sen kiehumispiste on erittäin matala, usein -40 astetta tai alemmas.
Fysikaalisesti lämpöenergiaa on ilmassa aina, kunnes saavutetaan absoluuttinen nollapiste (-273°C). Suomalaisissa talviolosuhteissa, vaikka lämpötila olisi -20°C, ilmassa on edelleen runsaasti lämpöenergiaa hyödynnettävissä. Kylmyysaine pystyy ottamaan vastaan tämän energian ja muuttumaan höyryksi.
Kompressori puristaa kylmyysainehöyryä, mikä nostaa sen lämpötilaa ja painetta merkittävästi. Tämän prosessin ansiosta kylmyysaine kuumenee sisäyksikössä niin paljon, että se voi luovuttaa lämpöä huoneilmaan, vaikka ulkona olisi pakkasta.
Miksi ilmalämpöpumpun tehokkuus laskee kovilla pakkasilla?
Lämpöpumpun tehokkuus laskee pakkasella, koska lämpötilaero ulko- ja sisäilman välillä kasvaa, mikä vaatii enemmän energiaa lämmön siirtämiseen. Samalla ulkoilman lämpötiheys pienenee, jolloin pumpun on kierrätettävä suurempia ilmamääriä saadakseen tarvittavan lämpömäärän.
COP-arvo (lämpökerroin) kuvaa pumpun tehokkuutta ja laskee lämpötilan mukana. Esimerkiksi +7°C:ssa COP voi olla 4-5, mutta -15°C:ssa se saattaa pudota arvoon 2-2,5. Tämä tarkoittaa, että pakkasella pumppu tuottaa vähemmän lämpöä samalla sähkönkulutuksella.
Jäätyminen aiheuttaa lisähaasteita, kun ulkoyksikön lämmönvaihtimeen kertyy huurre ja jää. Pumppu joutuu käyttämään energiaa sulattamiseen, mikä hetkellisesti pienentää lämmitystehoa. Äärimmäisissä pakkasissa, yleensä alle -20°C:ssa, monet pumput saavuttavat toimintarajansa ja tehokkuus romahtaa.
Milloin ilmalämpöpumppu tarvitsee lisälämmitystä pakkasella?
Ilmalämpöpumppu tarvitsee lisälämmitystä, kun ulkolämpötila laskee bivalenttipisteen alapuolelle, yleensä -15 ja -20°C välille riippuen pumpun mallista. Tässä pisteessä pumpun lämmitysteho ei enää riitä kattamaan rakennuksen lämmitystarvetta.
Käytännössä pumppu aktivoi automaattisesti sisäänrakennetut sähkövastukset, kun lämpötila laskee liikaa tai lämmitystarve kasvaa äkillisesti. Tämä tapahtuu myös sulatussyklin aikana, jolloin ulkoyksikkö ei tuota lämpöä hetken aikaa.
Monissa kiinteistöissä käytetään hybridijärjestelmää, jossa ilmalämpöpumppu toimii päälämmitysjärjestelmänä lievemmissä olosuhteissa, ja öljy- tai pellettikattila ottaa vastuun kovimmilla pakkasilla. Tämä ratkaisu varmistaa riittävän lämmitystehon kaikissa olosuhteissa ja pitää käyttökustannukset kohtuullisina.
Miten voit parantaa ilmalämpöpumpun toimintaa talvella?
Optimaalinen toiminta talvella vaatii oikeat lämpötila-asetukset ja säännöllisen huollon. Pidä sisälämpötila tasaisena 20-22°C:ssa äläkä säädä sitä jatkuvasti, sillä pumppu toimii tehokkaimmin vakiolämpötilassa.
Ulkoyksikön sijoitus vaikuttaa merkittävästi tehokkuuteen. Varmista, että yksikön ympärillä on riittävästi tilaa ilmankiertoon, vähintään metri joka suuntaan. Poista lumi, lehdet ja roskat säännöllisesti lämmönvaihtimen ympäriltä.
Huoltotyöt parantavat toimintaa merkittävästi. Puhdista tai vaihda sisäyksikön suodattimet kuukausittain talvella. Tarkista, että ulkoyksikön viemäröinti toimii, ettei sulamisvesi jäädy ja aiheuta ongelmia.
Käytä lämpöpumpun omaa ohjausjärjestelmää älykkäästi. Monet mallit oppivat talon lämmitystarpeet ja optimoivat toimintansa automaattisesti. Yölämpötilan laskeminen 1-2 astetta säästää energiaa ilman että mukavuus kärsii merkittävästi.
Ilmalämpöpumpun tehokas käyttö pakkasella edellyttää ymmärrystä sen toimintaperiaatteista ja rajoituksista. Oikein mitoitettu ja huollettu järjestelmä tarjoaa kustannustehokkaan lämmitysratkaisun myös talviolosuhteissa, vaikka tehokkuus laskee lämpötilan mukana. Suunnittelemalla järjestelmä huolellisesti ja huolehtimalla säännöllisestä kunnossapidosta voit maksimoida lämpöpumpun hyödyt läpi talven.
