Lämpöpumpun sisällä kiertää kylmäainetta, joka kuljettaa lämpöenergiaa ja mahdollistaa rakennuksen lämmittämisen tai jäähdyttämisen.
Osa nykyisistä kylmäaineista on syttyviä, minkä vuoksi niiden määrän pienentämisellä on merkitystä myös laitteiden turvallisuudelle.
Japanilainen Mitsubishi Electric on kehittänyt uuden lämmönvaihtimen, jonka lämmönsiirtokyky on yhtiön mukaan noin kolminkertainen aiempaan verrattuna, samalla kun tarvittava kylmäainemäärä voi pudota noin kolmasosaan.
Käytännössä uusi lämmönvaihdin voisi auttaa lämpöpumppua tuottamaan saman määrän lämpöä pienemmällä sähkönkulutuksella, ja olisi merkittävästi halvempaa.
Lupaa kolminkertaisen lämmönsiirtokyvyn
Mitsubishi Electric kertoo uuden levylämmönvaihtimensa saavuttaneen poikkeuksellisen lämmönsiirtokyvyn.
Yhtiön omien mittausten perusteella lämmönvaihdin siirtää lämpöä noin kolme kertaa tehokkaammin kuin sen aiempi uritettuihin metallilevyihin perustuva ratkaisu.
Tulos koskee lämmönvaihdinta, eikä se tarkoita, että kokonaisen lämpöpumpun hyötysuhde kolminkertaistuisi tai sähkönkulutus putoaisi samassa suhteessa.
LUE LISÄÄ: Tämä halpa lämmitysmuoto keksittiin 2 000 vuotta sitten – Suomessakin sillä lämmitettiin linnoja
Keksinnön salaisuus piilee pienissä metallirivoissa
Levylämmönvaihtimessa lämpö siirtyy ohuiden metallilevyjen läpi esimerkiksi kylmäaineen ja veden välillä.
Mitsubishin uudessa rakenteessa levyjen väliin on sijoitettu pieniä, porrastettuja metalliripoja, jotka synnyttävät virtaukseen pyörteitä ja tehostavat lämmön siirtymistä.
Lisäksi levyihin rakennetut jakokanavat ohjaavat kylmäaineen tasaisesti koko lämmönsiirtopinnalle, jolloin rakenteesta saadaan enemmän hyötyä irti.
Kylmäainemäärä voi pudota kolmasosaan
Tehokkaampi lämmönsiirto mahdollistaa Mitsubishi Electricin mukaan lämmönvaihtimen rakentamisen aiempaa pienemmällä määrällä metallilevykerroksia.
Yhtiön vertailussa tarvittava kylmäainetäyttö pienenee noin kolmasosaan tavanomaisesta, mikä voi vähentää kylmäaineen käytöstä aiheutuvia ympäristö- ja turvallisuushaittoja.
Pienempi kylmäainemäärä on erityisen tärkeä, koska lämpöpumpputekniikassa käytetään yhä enemmän aineita, joiden ilmastovaikutus on aiempaa vähäisempi mutta jotka voivat olla syttyviä.
Myös nykyisissä lämpöpumpuissa käytetään syttyviä kylmäaineita
Yhtiö mainitsee tiedotteessaan esimerkkinä R32-kylmäaineen, jonka ilmastoa lämmittävä vaikutus on pienempi kuin useilla vanhemmilla kylmäaineilla.
R32 luokitellaan lievästi syttyväksi kylmäaineeksi, ja sen turvallinen käyttö edellyttää laitteiden asianmukaista suunnittelua ja asennusta.
Euroopan unionin uudistettu F-kaasuasetus kiristää asteittain fluorattuja kasvihuonekaasuja koskevaa sääntelyä, mikä kannustaa valmistajia kehittämään aiempaa vähäpäästöisempiä lämpöpumppuratkaisuja.
Uutta tekniikkaa voisi tulla myös sähköautoihin
Uusi lämmönvaihdin soveltuu Mitsubishi Electricin mukaan vesikiertoisiin lämmitys- ja jäähdytyslaitteisiin, ilmajäähdytteisiin ilmastointilaitteisiin sekä sähköautojen lämpöpumppujärjestelmiin.
Suomalaiselle omakotitalon omistajalle kiinnostavia käyttökohteita ovat erityisesti vesikiertoiseen lämmitykseen soveltuvat lämpöpumput, joissa lämpö siirretään veden välityksellä esimerkiksi pattereihin tai lattialämmitykseen.
Sähköautoissa puolestaan lämpöpumpun tehtävänä on huolehtia lämmityksestä mahdollisimman pienellä energiankulutuksella, mikä korostuu erityisesti talviajossa.
Pienissä virtauskanavissa on myös haasteita
LUT-yliopiston lämpöpumppu- ja kylmätekniikan apulaisprofessori Antti Uusitalo arvioi Tekniikka&Taloudelle, että ratkaisu hyödyntää mikrokanavalämmönsiirtimistä tunnettuja periaatteita.
Pienet virtauskanavat mahdollistavat tehokkaan lämmönsiirron, mutta niiden suunnittelussa on huomioitava myös virtausvastus, joka voi kasvattaa järjestelmän tarvitsemaa pumppaustyötä.
Uusitalon mukaan lämmönvaihtimen tilavuus vaikuttaa olennaisesti järjestelmän kylmäainemäärään, jonka pienentäminen on tärkeää erityisesti syttyvien kylmäaineiden yleistyessä.
Mitä kolminkertainen lämmönsiirtokyky tarkoittaa sähkölaskulle?
Lämpöpumpun energiatehokkuutta kuvataan lämpökertoimella, joka kertoo, kuinka paljon lämpöenergiaa laite tuottaa suhteessa käyttämäänsä sähköön.
Motivan mukaan lämpökerroin kolme tarkoittaa käytännössä sitä, että yhden kilowattitunnin sähkönkulutuksella saadaan kolme kilowattituntia lämpöä.
Lämmönvaihtimen kehittäminen voi auttaa parantamaan koko järjestelmän toimintaa, mutta lopulliseen hyötysuhteeseen vaikuttavat myös kompressori, lämmönlähde, lämmönjako ja muut laitteen ominaisuudet.
Suomen pakkanen asettaa lämpöpumpuille kovat vaatimukset
Motivan mukaan ulkoilmasta lämpöä ottavien pumppujen lämmöntuotto riippuu ulkolämpötilasta, ja mitä kylmemmäksi ilma muuttuu, sitä vähemmän lämpöenergiaa siitä voidaan hyödyntää.
Laadukkaat ilmalämpöpumput pystyvät tuottamaan merkittävästi lämpöä jopa 25 asteen pakkasessa, mutta rakennuksen lämmittämiseen tarvitaan myös tilanteeseen sopiva varalämmitysjärjestelmä.
Talven energiankulutusta arvioivan kannattaa tarkastella yksittäisen teholukeman sijasta lämpöpumpun kausihyötysuhdetta eli SCOP-arvoa, joka huomioi laitteen toiminnan eri ulkolämpötiloissa.
Mitsubishi ei vielä kerro myyntiin tulon ajankohtaa
Mitsubishi Electric aikoo hyödyntää uutta lämmönvaihdintekniikkaa tulevissa tuotteissaan, mutta ei ole ilmoittanut ensimmäisten laitteiden myyntiajankohtaa tai hintoja.
Yhtiön julkistama tulos koskee toistaiseksi uuden komponentin suorituskykyä, eikä markkinoilla vielä ole vertailutietoja siitä, miten teknologia vaikuttaisi kuluttajalaitteiden sähkönkulutukseen.
Lämmitysjärjestelmää nyt valitsevalle tärkein vertailukohta on siksi edelleen laitteen todellinen kausihyötysuhde, sillä se kuvaa energiankulutusta huomattavasti paremmin kuin yksittäisen osan lämmönsiirtokyky.
LUE SEURAAVAKSI NÄMÄ:
Yksi turha lämpöaste voi maksaa 150 euroa – tarkista patterisi nyt
