Lämmitys- ja jäähdytysteknologioiden alalla lämpöpumpuista on tullut erittäin tehokas ja ympäristöystävällinen ratkaisu. Niitä käytetään laajalti asuin-, liike- ja teollisuusympäristöissä sekä lämmitys- että jäähdytystoimintoihin. Lämpöpumppujen arvon ja toiminnan todellisen ymmärtämisen kannalta on tärkeää perehtyä niiden toimintaperiaatteisiin ja lämpökertoimen (COP) käsitteeseen.
Lämpöpumppujen toimintaperiaatteet
Peruskäsite
Lämpöpumppu on pohjimmiltaan laite, joka siirtää lämpöä paikasta toiseen. Toisin kuin perinteiset lämmitysjärjestelmät, jotka tuottavat lämpöä palamisen tai sähkövastuksen avulla, lämpöpumput siirtävät olemassa olevaa lämpöä viileämmästä paikasta lämpimämpään. Tämä prosessi on samanlainen kuin jääkaapin toiminta, mutta päinvastoin. Jääkaappi ottaa lämpöä sisältä ja vapauttaa sen ympäröivään ympäristöön, kun taas lämpöpumppu ottaa lämpöä ulkoympäristöstä ja vapauttaa sen sisätiloihin.
Jäähdytyskierto
Lämpöpumpun toiminta perustuu jäähdytyskiertoon, johon kuuluu neljä pääkomponenttia: höyrystin, kompressori, lauhdutin ja paisuntaventtiili. Tässä on vaiheittainen selitys siitä, miten nämä komponentit toimivat yhdessä:
- HöyrystinProsessi alkaa höyrystimestä, joka sijaitsee viileämmässä ympäristössä (esim. talon ulkopuolella). Kylmäaine, jolla on alhainen kiehumispiste, imee lämpöä ympäröivästä ilmasta tai maasta. Lämpöä imeytyessään kylmäaine muuttuu nesteestä kaasuksi. Tämä olomuodon muutos on ratkaiseva, koska se mahdollistaa kylmäaineen merkittävän lämmönsiirron.
- KompressoriKaasumainen kylmäaine siirtyy sitten kompressoriin. Kompressori nostaa kylmäaineen painetta ja lämpötilaa puristamalla sitä. Tämä vaihe on välttämätön, koska se nostaa kylmäaineen lämpötilan tasolle, joka on korkeampi kuin haluttu sisälämpötila. Korkeapaineinen ja korkean lämpötilan kylmäaine on nyt valmis vapauttamaan lämpönsä.
- LauhdutinSeuraava vaihe liittyy lauhduttimeen, joka sijaitsee lämpimämmässä ympäristössä (esim. talon sisällä). Tässä kuuma, korkeapaineinen kylmäaine vapauttaa lämpönsä ympäröivään ilmaan tai veteen. Kun kylmäaine vapauttaa lämpöä, se jäähtyy ja muuttuu takaisin kaasusta nesteeksi. Tämä olomuotomuutos vapauttaa suuren määrän lämpöä, jota käytetään sisätilan lämmittämiseen.
- PaisuntaventtiiliLopuksi nestemäinen kylmäaine kulkee paisuntaventtiilin läpi, mikä alentaa sen painetta ja lämpötilaa. Tämä vaihe valmistaa kylmäaineen imemään lämpöä uudelleen höyrystimessä, ja sykli toistuu.
Suorituskykykerroin (COP)
Määritelmä
Lämpökerroin (COP) mittaa lämpöpumpun hyötysuhdetta. Se määritellään toimitetun (tai poistetun) lämmön määrän ja kulutetun sähköenergian määrän suhteena. Yksinkertaisemmin sanottuna se kertoo, kuinka paljon lämpöä lämpöpumppu voi tuottaa jokaista käyttämäänsä sähköyksikköä kohden.
Matemaattisesti COP ilmaistaan seuraavasti:
COP = Kulutettu sähköenergia (W) / Toimitettu lämpö (Q)
Kun lämpöpumpun COP (tehokerroin) on 5,0, se voi merkittävästi pienentää sähkölaskuja perinteiseen sähkölämmitykseen verrattuna. Tässä on yksityiskohtainen analyysi ja laskelma:
Energiatehokkuuden vertailu
Perinteisen sähkölämmityksen COP-arvo on 1,0, mikä tarkoittaa, että se tuottaa yhden lämpöyksikön jokaista kulutettua kWh:a kohden. Sitä vastoin lämpöpumppu, jonka COP-arvo on 5,0, tuottaa viisi lämpöyksikköä jokaista kulutettua kWh:a kohden, mikä tekee siitä paljon tehokkaamman kuin perinteinen sähkölämmitys.
Sähkökustannusten säästöjen laskeminen
Olettaen, että lämpöä on tuotettava 100 yksikköä:
- Perinteinen sähkölämmitysVaatii 100 kWh sähköä.
- Lämpöpumppu, jonka COP on 5,0Vaatii vain 20 kWh sähköä (100 lämpöyksikköä ÷ 5,0).
Jos sähkön hinta on 0,5 €/kWh:
- Perinteinen sähkölämmitysSähkön hinta on 50 € (100 kWh × 0,5 €/kWh).
- Lämpöpumppu, jonka COP on 5,0Sähkön hinta on 10 € (20 kWh × 0,5 €/kWh).
Säästöaste
Lämpöpumppu voi säästää sähkölaskuissa 80 % perinteiseen sähkölämmitykseen verrattuna ((50 - 10) ÷ 50 = 80 %).
Käytännön esimerkki
Käytännön sovelluksissa, kuten kotitalouksien lämpimän veden tuotannossa, oletetaan, että 200 litraa vettä on lämmitettävä 15 °C:sta 55 °C:een päivittäin:
- Perinteinen sähkölämmitysKuluttaa noin 38,77 kWh sähköä (olettaen 90 %:n lämpötehokkuuden).
- Lämpöpumppu, jonka COP on 5,0Kuluttaa noin 7,75 kWh sähköä (38,77 kWh ÷ 5,0).
Sähkön hinnalla 0,5 €/kWh:
- Perinteinen sähkölämmitysPäivittäinen sähkön hinta on noin 19,39 € (38,77 kWh × 0,5 €/kWh).
- Lämpöpumppu, jonka COP on 5,0Päivittäinen sähkön hinta on noin 3,88 € (7,75 kWh × 0,5 €/kWh).
Arvioidut säästöt keskivertotalouksille: lämpöpumput vs. maakaasulämmitys
Koko toimialaa koskevien arvioiden ja Euroopan energian hintatrendien perusteella:
| Tuote | Maakaasulämmitys | Lämpöpumppulämmitys | Arvioitu vuosittainen ero |
| Keskimääräiset vuotuiset energiakustannukset | 1 200–1 500 € | 600–900 € | Säästöt noin 300–900 € |
| CO₂-päästöt (tonnia/vuosi) | 3–5 tonnia | 1–2 tonnia | Noin 2–3 tonnin vähennys |
Huomautus:Todelliset säästöt vaihtelevat kansallisten sähkön ja kaasun hintojen, rakennusten eristyksen laadun ja lämpöpumppujen tehokkuuden mukaan. Maat, kuten Saksa, Ranska ja Italia, osoittavat yleensä suurempia säästöjä, varsinkin kun saatavilla on valtion tukia.
Hien R290 EocForce -sarjan 6-16 kW:n lämpöpumppu: Monoblock-ilma-vesilämpöpumppu
Tärkeimmät ominaisuudet:
Kaikki yhdessä -toiminnot: lämmitys-, jäähdytys- ja käyttöveden lämmitystoiminnot
Joustavat jännitevaihtoehdot: 220–240 V tai 380–420 V
Kompakti muotoilu: 6–16 kW:n kompaktit yksiköt
Ympäristöystävällinen kylmäaine: Vihreä R290-kylmäaine
Hiljainen käyttö: 40,5 dB(A) 1 metrin etäisyydellä
Energiatehokkuus: SCOP jopa 5,19
Äärimmäisten lämpötilojen suorituskyky: Vakaa toiminta –20 °C:ssa
Erinomainen energiatehokkuus: A+++
Älykäs ohjaus ja aurinkosähkövalmius
Legionellan vastainen toiminto: Ulostulevan veden maksimilämpötila 75ºC
Julkaisun aika: 10. syyskuuta 2025