uusiutuvaa energiaa käyttävät lämmitysjärjestelmät pientaloissa

Uusiutuvaa energiaa käyttävät lämmitysjärjestelmät pientaloissa

Mikko JuvaPientalorakentamisen Kehittämiskeskus PRKK ry

Työtehoseuran seminaari 11.4.2013Messukeskus

Uusiutuvat energiamuodot

• Puu ja puupohjaiset polttoaineet• Aurinkoenergia• Maalämpö• Vesivoima• Tuulivoima

Uusiutuvan energian käyttö 2010 ja tavoitteet 2020 Suomessa

Uusiutuvan energian käyttö 2010 ja tavoitteet 2020 Suomessa

Nyt 28 % kokonaiskulutuksesta

Uusiutuvan energian käyttö 2010 ja tavoitteet 2020 Suomessa

Nyt 28 % kokonaiskulutuksestaTavoite nostaa 38 %:iin

Energiankulutuksen jakautuminen

Energiankulutuksen jakautuminen

Asumisen energiankulutus

Asumisen energiankulutus

Asumisen energiankulutus

Asumisen energiankulutus

Asumisen energiankulutus

84 % Lämmitykseen16 % laitteisiin

Energiankulutuksen jakautuminen pientaloissa

Huonetilojen läm-mitysenergia; 50%

Käyt -töve-den läm-

mitys; 18%

Tu-loil-man es-

ilämmitys; 10%

Huoneisto- ja ki-inteistösähkö;

25%

Energian käyttö rakennustyypeittäin

Energian käyttö rakennustyypeittäin

Omakotitaloissanoin kolmasosa energiastapuun käytöllä

Energian käyttö rakennustyypeittäin

Omakotitaloissanoin kolmasosa energiastapuun käytöllä

Energian käyttö rakennustyypeittäin

Omakotitaloissanoin kolmasosa energiastapuun käytöllä

Energian käyttö rakennustyypeittäin

Maalämmön vaikutus koko rakennuskantaan vielä vähäinen

Energian käyttö rakennustyypeittäin

Maalämmön vaikutus koko rakennuskantaan vielä vähäinen

Energian käyttö rakennustyypeittäin

Maalämmön vaikutus koko rakennuskantaan vielä vähäinen

Lämmitysenergiankulutus eri aikakausilla

PRKK:n rakentajatutkimus 2013Mihin energiatehokkuusluokkaan talo suunniteltu

PRKK:n rakentajatutkimus 2013Mihin energiatehokkuusluokkaan talo suunniteltu

PRKK:n rakentajatutkimus 2013Päälämmitysjärjestelmä

PRKK:n rakentajatutkimus 2013Päälämmitysjärjestelmä

PRKK:n rakentajatutkimus 2013Lisälämmöntuotanto

Uusiutuvan energian lämmitysjärjestelmät

• Puu– Varaavat takat– Puukattilat– Vesikiertoinen takka tai tulisija– Lämmön talteenottopiippu takoissa ja kiukaissa– Yhdistelmäkattilat

Puu

Varaava takka

- kokonaislä

Muurattu takka

Vuolukivitakka

Tulisijan lämmönluovutusteho

Pesällinen puuta 6-8 kg

Tulisijan lämmönluovutusteho

Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kg

Tulisijan lämmönluovutusteho

Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 %

Tulisijan lämmönluovutusteho

Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 % 21 kWh/pesällinen

Tulisijan lämmönluovutusteho

Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 % 21 kWh/pesällinen

Tulisijan lämmönluovutusteho

Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 % 21 kWh/pesällinen

Tulisijan lämmönluovutusteho

Lämmitysvaihe Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 % 21 kWh/pesällinen

Tulisijan lämmönluovutusteho

Lämmitysvaihe Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 % 21 kWh/pesällinen

Tulisijan lämmönluovutusteho

Lämmitysvaihe Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 % 21 kWh/pesällinen

Tulisijan lämmönluovutusteho

Lämmitysvaihe Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 % 21 kWh/pesällinen

Tulisijan lämmönluovutusteho

Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 % 21 kWh/pesällinen

Teho laskee tasaisesti

Tulisijan lämmönluovutusteho

Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 % 21 kWh/pesällinen

Teho laskee tasaisesti

Tulisijan lämmönluovutusteho

Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 % 21 kWh/pesällinen

Teho laskee tasaisesti

Tulisijan lämmönluovutusteho

Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 % 21 kWh/pesällinen

Teho laskee tasaisesti

Tulisijan lämmönluovutusteho

Pesällinen puuta 6-8 kgEnergiasis. n. 4,3 kWh/kgHyötysuhde 75 % 21 kWh/pesällinen

7,3 h yli 2 kW

Teho laskee tasaisesti

Tulisijan lämmönluovutusteho

Tehontarve (2000 luvun taloissa)

15 asteen pakkasellaLämmitetään 60 m2 tilaa

Tehontarve (2000 luvun taloissa)

15 asteen pakkasellaLämmitetään 60 m2 tilaa

Tehontarve (2000 luvun taloissa)

15 asteen pakkasellaLämmitetään 60 m2 tilaa

Tehontarve (2000 luvun taloissa)

15 asteen pakkasellaLämmitetään 60 m2 tilaa

Tehontarve (2000 luvun taloissa)

15 asteen pakkasellaLämmitetään 60 m2 tilaa

Tehontarve (2000 luvun taloissa)

15 asteen pakkasellaLämmitetään 60 m2 tilaa

Tehontarve (2000 luvun taloissa)

15 asteen pakkasellaLämmitetään 60 m2 tilaa

Tehontarve (2000 luvun taloissa)

15 asteen pakkasellaLämmitetään 60 m2 tilaa

Tehontarve (2000 luvun taloissa)

15 asteen pakkasellaLämmitetään 60 m2 tilaa

Vesikeskuslämmitys

Vesikeskuslämmitys

Vesikeskuslämmitys

Puukeskuslämmitys

Lämmönsiirrin varaavassa takassa

Uunin tuottamasta lämmöstä 30 – 50 % saadaan siirrettyä veteen

Lämmön talteenottopiippu

Uusiutuvan energian lämmitysjärjestelmät

• Pelletti– Pellettikattilat– Pellettitakat– Yhdistelmäkattilat

Pellettilämmitys

Varastosäiliö ja pellettipoltin

Pellettitakka

Aurinkoenergia

• Aurinkokeräimet– Yhdistetään vesikeskuslämmitykseen tai

lämminvesivaraajaan• Aurinkosähköpaneeli

– Tuottavat sähköä

Aurinkokeräimet

maalis-syyskuu

Aurinkokeräimen tuottama energia(6 m2)

Aurinkokeräimen tuottama energia(6 m2)

Aurinkokeräimen tuottama energia(6 m2)

Aurinkokeräimen tuottama energia(6 m2)

Aurinkokeräimen tuottama energia(6 m2)

4-henkinen perhe

Aurinkokeräimen tuottama energia(6 m2)

Aurinkokeräimen mitoitus

Aurinkokeräimen mitoitus

• Käyttöveden lämmitys

Aurinkokeräimen mitoitus

• Käyttöveden lämmitys– n. 1,25 – 2 m2 keräinalaa / henkilö

Aurinkokeräimen mitoitus

• Käyttöveden lämmitys– n. 1,25 – 2 m2 keräinalaa / henkilö– n. 100-150 litraa varaajatilaa / hlö

Aurinkokeräimen mitoitus

• Käyttöveden lämmitys– n. 1,25 – 2 m2 keräinalaa / henkilö– n. 100-150 litraa varaajatilaa / hlö– Mikäli keräinten määrä ylimitoitetaan 50 %, pitää

varaaja mitoittaa vastaavasti 100 % suuremmaksi

Aurinkokeräimen mitoitus

• Käyttöveden lämmitys– n. 1,25 – 2 m2 keräinalaa / henkilö– n. 100-150 litraa varaajatilaa / hlö– Mikäli keräinten määrä ylimitoitetaan 50 %, pitää

varaaja mitoittaa vastaavasti 100 % suuremmaksi• Käyttöveden ja talon lämmitys

Aurinkokeräimen mitoitus

• Käyttöveden lämmitys– n. 1,25 – 2 m2 keräinalaa / henkilö– n. 100-150 litraa varaajatilaa / hlö– Mikäli keräinten määrä ylimitoitetaan 50 %, pitää

varaaja mitoittaa vastaavasti 100 % suuremmaksi• Käyttöveden ja talon lämmitys

– Noin 2,5 – 3 m2 keräinalaa / hlö

Aurinkokeräimen mitoitus

• Käyttöveden lämmitys– n. 1,25 – 2 m2 keräinalaa / henkilö– n. 100-150 litraa varaajatilaa / hlö– Mikäli keräinten määrä ylimitoitetaan 50 %, pitää

varaaja mitoittaa vastaavasti 100 % suuremmaksi• Käyttöveden ja talon lämmitys

– Noin 2,5 – 3 m2 keräinalaa / hlö– Noin 200-300 litraa varaajatilaa / hlö

Aurinkokeräimen mitoitus

• Käyttöveden lämmitys– n. 1,25 – 2 m2 keräinalaa / henkilö– n. 100-150 litraa varaajatilaa / hlö– Mikäli keräinten määrä ylimitoitetaan 50 %, pitää

varaaja mitoittaa vastaavasti 100 % suuremmaksi• Käyttöveden ja talon lämmitys

– Noin 2,5 – 3 m2 keräinalaa / hlö– Noin 200-300 litraa varaajatilaa / hlö– Ylimitoitus kuten yllä

Aurinkokeräin yhdistettynä lämpövaraajaan

Aurinkokeräin yhdistettynä lämpövaraajaan

Aurinkokeräin

Aurinkokeräin yhdistettynä lämpövaraajaan

Aurinkokeräin

Aurinkokeräin yhdistettynä lämpövaraajaan

Aurinkokeräin

Aurinkokeräin yhdistettynä lämpövaraajaan

Aurinkokeräin

Aurinkokeräin yhdistettynä lämpövaraajaan

Aurinkokeräin

Aurinkokeräin yhdistettynä energiavaraajaan

Energiavaraaja

Aurinkokeräin yhdistettynä lämpövaraajaan

Puukattila

Aurinkokeräin yhdistettynä lämpövaraajaan

Lämmitys- ja käyttövesijärjestelmät

Aurinko-sähköpaneeli

Maalämpö

Tontin maaperästä talon lämmitys

Maalämpö

Tontin maaperästä talon lämmitys

Maalämpö

Tontin maaperästä talon lämmitys

Kallio

Maalämpö

Tontin maaperästä talon lämmitys

Kallio

Maalämpö

Tontin maaperästä talon lämmitys

Pintamaa

Kallio

Maalämpö

Tontin maaperästä talon lämmitys

Pintamaa

Maalämpö

Tontin maaperästä talon lämmitys

Pintamaa

Kallio

Vesistö

Maaperä lämmönlähteenä

Maaperä lämmönlähteenä

Vuotuinen lämpöenergia maaperästä Etelä-Suomessa

Maaperä lämmönlähteenä

Vuotuinen lämpöenergia maaperästä Etelä-Suomessa

• Savimaaperässä 50 – 60 kWh/jm

Maaperä lämmönlähteenä

Vuotuinen lämpöenergia maaperästä Etelä-Suomessa

• Savimaaperässä 50 – 60 kWh/jm• Hiekkamaaperässä 30 – 40 kWh/jm

Maaperä lämmönlähteenä

Vuotuinen lämpöenergia maaperästä Etelä-Suomessa• Savimaaperässä 50 – 60 kWh/jm• Hiekkamaaperässä 30 – 40 kWh/jmTonttimaata tarvitaan noin 1,5 m2 yhtä putkimetriä kohti

• Kalliokaivon lämpöenergia 100 – 110 kWh/jm• Vesistöstä saadaan 70-80 kWh/jm

Lämpöpumppu

Lämpöpumppu

Paisunta- venttiili

Lämpöpumppu

Paisunta- venttiili

Neste höyrystyy

Höyrystin

Lämpöpumppu

Paisunta- venttiili

KompressoriHöyrystin

Neste höyrystyy

Lämpöpumppu

Paisunta- venttiili

Kompressori

Lauhdutin

Höyrystin

Neste höyrystyy

Kaasu tiivistyy

Maalämpöjärjestelmä

• Lämpöpumpun hyötysuhde, eli COP-luku– COP (coefficient of performance) – luku kertoo

kuinka monikertaisesti lämpöpumppu tuottaa enrgiaa suhteessa käytettyyn tehoon

– Esim. COP-luku 4,8 kertoo, että yhden kilowattitunnin sähköenergialla saadaan 4,8 kWh lämpöenergiaa.

Maalämpöjärjestelmän mitoitus

• Osatehomitoitus– Esim. 60-90 % lämmöntarpeesta kovalla pakkasella

tuotetaan lämpöpumpulla– Loppuosa lämmöntarpeesta tuotetaan

maalämpöpumpun sähkövastuksella– Osatehomitoituksellakin katetaan maalämmöllä

kuitenkin jopa 95-99 % vuotuisesta energiantarpeesta

– Osateholle mitoitettu maalämpöpumppu käy pidempiä syklejä optimaalisella hyötysuhteella

Maalämpö ja aurinkokeräin

Maalämpö ja aurinkokeräin

Maalämpö-putkisto

Maalämpö ja aurinkokeräin

Maalämpö-putkisto

Maalämpö ja aurinkokeräin

Maalämpöpumppu

Maalämpö-putkisto

Maalämpö ja aurinkokeräin

Maalämpöpumppu

Maalämpö-putkisto

Maalämpö ja aurinkokeräin

Maalämpöpumppu

Maalämpö-putkisto

Maalämpö ja aurinkokeräin

EnergiavaraajaMaalämpöpumppu

Maalämpö-putkisto

Maalämpö ja aurinkokeräin

EnergiavaraajaMaalämpöpumppu

Maalämpö-putkisto

Maalämpö ja aurinkokeräin

EnergiavaraajaMaalämpöpumppu

Maalämpö-putkisto

Maalämpö ja aurinkokeräin

EnergiavaraajaMaalämpöpumppu

Maalämpö-putkisto

Aurinko-keräin

Tuulivoima

• Pien- ja mikrotuulivoimalat

Pien- ja mikrotuulivoimalat

• Teho yleensä 1-10 kW

• Investointi 10…40.000 €

Eri energiamuotoja voi yhdistellä

Eri energiamuotoja voi yhdistellä

Eri energiamuotoja voi yhdistellä

Eri energiamuotoja voi yhdistellä

Eri energiamuotoja voi yhdistellä

Investointikustannuksia

• Aurinkokerääjät 5.000 €• Lämmön talteenottopiippu 6.000 €• Vesikiert. Takka 7.000 €• Hybridivaraaja 2.500 €• Puu-/pellettikeskuslämmitys 13.000 € (ei sisällä pannuhuoneen, savuhormin ja varaston kustannuksia)

• Maalämpöpumppu 20.000 €

Kiitos

Mikko JuvaPRKK ry