Hybridilämmitys

Hybridilämmityksellä tarkoitetaan kahden lämmitysmuodon vuorottelua esimerkiksi vuodenajan tai vuorokauden ajan mukaisesti, jolloin hyödynnetään kummankin lämmitysmuodon parhaat puolet ja olosuhteet. Lämmitysmuotoja voi olla useampikin vuorottelemassa tai myös samanaikaisesti toiminnassa.

Teknisessä ja taloudellisessa mielessä hybridilämmityksessä hyvin yhteensopivia lämmitysmuotoja ovat esimerkiksi kesäaikana aurinkolämpö ja ilma-vesilämpöpumppu, ja talviaikana puu ja pellettilämmitys. Kun huomioidaan vielä tunneittain vaihteleva sähkönhinta ja lämmönvarastointi sekä mahdollisesti käytettävät muut lämmitysmuodot, voidaan hybridilämmityksellä parantaa omavaraisuusastetta ja madaltaa käyttökustannuksia.

Hybrilämmityksen lämmityksenohjaus on vaativampaa verrattuna yhden lämmitysmuodon järjestelmiin, mutta hybridilämmityksen ohjaukseen on kuitenkin viime vuosina tullut markkinoille erilaisia ratkaisuja samalla kun keskenään vuorottelevien tai toisiaan täydentävien uusien lämmitysmuotojen määrä on lisääntynyt.

Esimerkki monipuolisesta hybridilämmitysratkaisusta on kotimaisen Polarsolin patentoima järjestelmä, joka käyttää tehokkaasti uusiutuvaa energiaa ja hukkalämpöä. Lämmitysratkaisussa voidaan hyödyntää järjestelmän laajuudesta riippuen muun muassa aurinkolämmöllä tehostettua ilmalämpöpumppua, jäteveden, poistoilman ja savukaasun lämmöntalteenottoa ja lämpöakkua.
Järjestelmäkomponentteja – Polarsol OyKuva 1. Polarsolin käyttämiä järjestelmäkomponentteja. Lämmönvaihtimen ominaisuuksia hyödynnetään eri tuotteissa, jotka on kustannustehokkaasti integroitu hybridilämmitysjärjestelmäksi.

Hybridilämmitysjärjestelmässä hyödynnettäviä tuotteita ovat muun muassa:
  • hybridi aurinko-ilmalämpökeräin
  • lämminvesivaraaja (optio, voidaan käyttää myös kolmannen osapuolen varaajaa)
  • lämpöakku
  • erilaiset hukkalämmön talteenottajat (jätevesi, poistoilma, vesistölämpö, savukaasut, jne)

Aurinko-ilmalämpökeräimet

Polarsolin kehittämän aurinkokeräimen sisään on rakennettu mahdollisuus ilmavesilämpöpumpun tavoin kerätä lämpöä kiinteistön poistoilmasta ja/tai ulkoilmasta. Tämän ansiosta keräin toimii ja tuottaa energiaa myös pilvisellä säällä ja yöaikaan. Ominaisuuden ansiosta keräimen energiantuotto per neliö on moninkertainen parhaisiin aurinkokeräimiin nähden. Aurinko-ilmalämpökeräin – Polarsol OyKuva 2. Polarsolin aurinko-ilmalämpökeräimet pientalon katolla.

Keräimen toimintaperiaatteet – Polarsol Oy
Kuva 3. Polarsolin aurinko-ilmalämpökeräimen toimintaperiaate. Laitteisto voi toimia aurinkokeräin-tilassa tai ilmalämpöpumppu-tilassa.

Lämpöakut

Lämpöä voidaan varastoida vesivaraajaan ja osa lämpöakkuna toimivista suurista varaajista on rakenteellisesti suunniteltu asennettavaksi maaperään routarajan alapuolelle jolloin ne eivät kuluta kalliita rakennusneliöitä. Suurikokoinen lämpöakku voi olla tilavuudeltaan yli 5m3, ja se voi varastoida lämpöä jopa usean vuorokauden tarpeisiin.

Maaperään asennettava lämpöakku – Polarsol Oy
Kuva 4. Maaperään asennettava lämpöakku. Lämpöakku täydentää tehokkaasti kiinteistön lämmitysratkaisua omavaraisemmaksi.

Hukkalämmön talteenotto

Hukkalämmön talteenottoon löytyy nykyään ratkaisuja myös pientalokokoluokassa. Muun muassa Polarsol on kehittänyt valikoiman erityyppisiä hukkalämmön talteenottajia, joiden teho vaihtelee välillä 1–150 kW. Pienimpiä voidaan käyttää lämmön talteenottamiseksi omakotitalon savupiipusta tai saunan poistoilmasta ja suurimpia teollisuuden savukaasujen tai jäteveden hukkalämmön hyödyntämisessä.

Lämmönsiirtimiä – Polarsol Oy
Kuva 5. Erilaisia lämmönsiirtimiä.

Hybridilämmityksen ohjaus

Mutkikkaissa hybridilämmitysjärjestelmissä laitteiden ohjauksen toteutuksen tasokkuus vaikuttaa merkittävästi järjestelmän toimintaan ja käyttökustannuksiin. Polarsolin lämmönhallinnasta vastaa ohjauskeskukseen kytketty lämpöpumppu. Polarsolin kehittämä ohjausäly seuraa jatkuvasti lämpötila-antureiden tietoja ja huolehtii siitä, että järjestelmä käyttää kullakin hetkellä edullisinta energiamuotoa.

Hybridikeräimellä voidaan tuottaa aurinkolämpöä ja aurinkosähköä. Esimerkiksi Polarsol Stellator aurinko-ilmalämpökeräimen päällyslasina käytetään infrapunasäteilylle läpinäkyvää aurinkosähköpaneelia.
Ohjauskeskus – Polarsol Oy
Kuva 6. Hybridilämmitysjärjestelmän ohjauskeskus.

Hybridikeräin – Polarsol Oy
Kuva 7. Polarsolin Aurinko-ilmalämpökeräin.
”Superkeräimen” nimellissähköteho voi olla esimerkiksi 90 W/m2. Toisin kuin perinteiset aurinkopaneelit, amorfiseen piihin (a-Si) perustuva läpinäkyvä kenno ei ole yhtä herkkä aurinkosäteilyn tulokulmalle, vaan kerää tehokkaasti säteilyä ilman tarkkaa suuntausta aurinkoon, käytännössä koko valoisan aikajakson ajan.

Kaaviokuva hybridilämmitysjärjestelmästä – Polarsol Oy
Kuva 8. Hybridilämmitysjärjestelmän toimintaperiaate.


Artikkelin kuvat Polarsol Oy.



Sivua päivitetty viimeksi 3.5.2017