Rakennuksen lämmönjako

Rakennusten tilojen tarvitsema lämmitysenergia on saatava jaettua tasaisesti joka puolelle rakennusta. Tätä varten tarvitaan lämmönjakojärjestelmä, joka voi olla:

Lämmönjakojärjestelmien jaottelu perustuu lämmönjaossa hyödynnettyihin väliaineisiin. Vesikiertoisessa lämmönjakojärjestelmässä väliaineena on vesi ja ilmakiertoisessa ilma. ”Kuivassa” järjestelmässä lämmönluovutus tapahtuu suoraan huonetilaan ilman erillistä pidemmän toimitusmatkan mahdollistavaa verkostoa. Vesikiertoinen patterilämmitysjärjestelmä on Suomessa yleisimmin käytetty lämmönjakotapa. Sitä voidaan hyödyntää lukuisten eri lämmitysmuotojen kuten kauko- ja maalämmön lämmönjaossa. Takka, ilmalämpöpumppu ja sähkölämmityspatterit ovat kaikki tyypillisiä ”kuivia” järjestelmiä.

Vesikiertoisen, keskitetyn lämmitysjärjestelmän idea on siirtää taloyhtiön lämmönjakohuoneeseen tuotu tai siellä tuotettu lämpö taloyhtiön lämmönjakoverkostoa pitkin huoneistojen ja muiden tilojen lämmityspattereille tai lattialämmityspiireille. Vesikiertoisessa lämmitysjärjestelmässä lämmönjakoverkostossa kiertävä ns. menovesi voidaan tuottaa monella tavalla: kaukolämpöjärjestelmässä lämpölaitokselta tuodusta kaukolämpövedestä lämmönjakohuoneen lämmönsiirtimissä, öljykattilassa vettä kuumentamalla tai maalämpöjärjestelmässä maalämpöpumpulla. Vaikka lämmitysjärjestelmien menoveden tuotantotavat vaihtelevat, on järjestelmien toiminnan perusperiaate sama: lämmönjakoverkostoon syötetään tietynlämpöistä vettä yleensä ulkolämpötilan muutosten mukaan.

Vesikiertoisessa järjestelmässä huonelämpötilaa säädetään lämmönjakohuoneen lämmönsäätökeskuksen, linjasäätöventtiilien, patteriventtiilien ja patteritermostaattien avulla. Säätökeskus ohjaa lämmitysverkostoon menevän menoveden lämpötilaa ulkoilman lämpötilan mukaan säätökäyrän avulla. Mitä kylmempi sää on, sitä korkeampi on menoveden lämpötila. Linjasäätöventtiileillä säädetään eri puolille rakennusta menevää virtaamaa sopivaksi ja näin pyritään takaamaan mahdollisimman tasainen lämpötila kiinteistön kaikissa osissa.

Huonetilojen lämmityspattereiden patteriventtiileillä rajoitetaan patteriin pääsevän veden virtausta. Venttiilin esisäätöarvoilla määritetään, kuinka paljon venttiilit voivat maksimissaan aueta. Eli, niiden avulla määritetään, kuinka lämmin patteri voi maksimissaan olla. Esisäätöarvoilla pyritään siihen, että huoneistojen lämpötilat olisivat halutunlaiset ja että huoneistojen välillä olisivat mahdollisimman tasaiset lämpötilat.

Patteritermostaatti on venttiilin päällä oleva säädin, jolla suljetaan ja avataan venttiiliä esisäätöarvojen puitteissa. Patteritermostaatin avulla pattereiden lämmitystehoa voidaan leikata muutamilla asteilla esim. silloin, kun auringosta, ihmisistä, valaistuksesta, kodinkoneista, tms. tulee ylimääräistä lämpöä huoneeseen. Patteritermostaatilla voidaan huonelämpötilaa myös säätää muutaman asteen verran alhaisemmaksi tarpeen mukaan esim. makuuhuoneessa.

Vesikiertoisessa lämmitysjärjestelmässä käyttövesi voidaan lämmittää monella tavalla. Kaukolämpöjärjestelmässä kaukolämpöveden lämpöenergia siirtyy kiinteistön vesijohtoverkostoon erillisessä käyttöveden lämmönsiirtimessä säätökeskukseen asetettujen arvojen mukaisesti. Kun lämmintä vettä tarvitaan verkostoon enemmän ohjaa säätökeskus käyttöveden säätöventtiiliä päästämään siirtimeen enemmän lämmintä kaukolämpövettä. Ja toisin päin, kun lämmintä käyttövettä tarvitaan vähemmän.

Öljylämmitysjärjestelmässä lämmin käyttövesi tuotetaan yleensä kattilan vesitilassa olevassa lämminvesikierukassa. Kierukasta tulevan kuuman veden lämpötila säädetään tavoitetasolle termostaattisella syöttösekoitusventtiilillä, eli suntilla. Maalämpöjärjestelmässä lämmintä käyttövettä on mahdollista tehdä monilla tekniikoilla. Yleensä pyritään siihen, että lämpöpumpun tuotannon hyötysuhde on mahdollisimman hyvä ja pumpun käyntiajat mahdollisimman pitkiä. Taloyhtiöissä, missä tarvitaan yleensä paljon käyttövettä, tarvitaan lämpöpumppujärjestelmään myös käyttövesivesivaraaja/t. Niiden avulla turvataan käyttöveden riittävyys, kun lämpimän käyttöveden kulutus on suurta. Varaajien mitoitus on suunniteltava huolellisesti. Mitoitus perustuu asuntojen ja asukkaiden lukumäärään ja toteutuneeseen käyttöveden kulutukseen. Monesti käyttövettä joudutaan lisälämmittämään erilaisilla maalämpöpumpun tulistustekniikoilla tai varaajassa olevilla sähkövastuksilla.

Huoneistokohtaisessa sähköisessä patterilämmityksessä huonetiloja lämmitetään hajautetusti ilman keskitettyä ohjausta. Lämmön säätö tapahtuu joko huone -tai laitekohtaisesti. Lämpöpatterin toimintaa ohjataan yleensä termostaatilla, joka katkaisee virran, kun lämpötila on riittävän korkea. Termostaatteja voi olla jokaisessa patterissa omansa, tai useampaa patteria ohjataan yhdellä huonetermostaatilla. Tarvittava käyttövesi lämmitetään yleensä erillisessä 200-2000 litran varaajassa, jossa veden lämpötilaa ylläpidetään n. 55-60 °C asteessa 1,5-3 kW sähkövastuksen avulla.

On hyvin yleistä, että huoneistokohtaista sähköistä patterilämmitystä tuetaan puulämmitteisillä takoilla ja ilmalämpöpumpuilla. Niillä molemmilla onkin oikein käytettynä hyvä mahdollisuus parantaa lämmitysmuodon energiatehokkuutta ja taloudellisuutta. Myös lämmitysmuodon älykkäällä ohjauksella ja säädöillä on mahdollista parantaa energiatehokkuutta.

Ilmakiertoisissa järjestelmissä lämpö jaetaan huonetiloihin nimensä mukaisesti ilman avulla. Tällä hetkellä ilmakiertoisten järjestelmien markkinaosuus uusissa asuinrakennuksissa on hyvin pieni. 

Ilmakiertoiset järjestelmät voidaan jakaa

Perinteisessä ilmalämmityksessä ilma lämmitetään keskitetysti ja jaetaan huoneisiin ikkunoiden eteen lattiaan sijoitetuista säleiköistä. Ilma lämmitetään joko sähkövastuksella tai vesipatterilla, jolloin lämmitysenergian tuotantotapa voidaan valita vapaasti.

Ilmanvaihtolämmitys yhdistää ilmanvaihdon ja lämmityksen. Huoneisiin puhallettava ilma (raitis ilma esimerkiksi olohuoneeseen ja makuuhuoneisiin) lämmitetään ensin keskitetysti ilmanvaihtokoneessa ja tuloilman päätelaitteen sähkövastus lämmittää ilman tarvittuun lämpötilaan huonetermostaatin ohjaamana. Tilat, joista poistetaan ilmaa (esimerkiksi pesutilat), on lämmitettävä esimerkiksi lattialämmityskaapeleilla.

Ilmakiertoisessa lattialämmityksessä ilmakanavisto ja lämmöntuottolaite asennetaan lattialaattaan. Putkistossa kiertävä ilma ei ole kosketuksissa huoneilmaan, vaan sillä lämmitetään lattialaatta, joka lämmittää huoneilmaa.