Kodin lämmitysjärjestelmien tyypit

Kodin lämmön tuottamiseen käytetään useita järjestelmiä, ja kussakin laaja-alaisessa tyypissä on monia muunnelmia. Jotkut lämmitysjärjestelmät jakavat komponentit kodin jäähdytyslaitteiden kanssa, ja jotkut järjestelmät tarjoavat sekä lämmitystä että jäähdytystä. Termiä LVI- lämmitys, ilmanvaihto ja ilmastointi käytetään kodin yleisen ilmastointijärjestelmän kuvaamiseen.

Riippumatta siitä, mitä LVI-järjestelmää käytetään, kaikkien lämmityslaitteiden tarkoituksena on hyödyntää polttoainelähteen lämpöenergiaa ja siirtää se asuintiloihin mukavan ympäristön lämpötilan ylläpitämiseksi. Lämmitysjärjestelmissä voidaan käyttää erilaisia polttoaineita, kuten maakaasua, propaania, polttoöljyä, biopolttoaineita (kuten puuta) ja sähköä. Joissakin kodeissa on useampi kuin yksi lämmitysjärjestelmä, esimerkiksi kun lisärakennus tai valmis kellari lämmitetään eri järjestelmällä kuin muualla talossa.

Ylivoimaisesti yleisin LVI-järjestelmä nykyaikaisissa Pohjois-Euroopan kodeissa on pakkoilmajärjestelmä, joka käyttää uunia puhaltimella, joka toimittaa lämmitettyä ilmaa kodin eri huoneisiin kanavaverkon kautta. Pakkoilmajärjestelmät säätävät huoneen lämpötilaa erittäin nopeasti, ja koska ilmastointijärjestelmillä voi olla sama puhallin ja kanava, tämä on tehokas LVI-järjestelmä.

Polttoaineiden: uunien että teho kiertoilmauunissa järjestelmiä voidaan käyttää polttoaineena maakaasua, nestemäistä propaania (LP), polttoöljy, tai sähköä.

Jakelu: Uunin polttimessa tai lämmityselementissä lämmitetty ilma jaetaan kanavaverkon kautta yksittäisten huoneiden lämmitysrekistereihin. Toinen kanavajärjestelmä palauttaa ilman takaisin uuniin kylmän ilman paluun kautta.

Edut:

• Pakkoilmajärjestelmät voidaan suodattaa pölyn ja allergeenien poistamiseksi. Ne voivat kuitenkin myös lisätä ilmassa olevien allergeenien määrää.
• Ilmankostutin (tai ilmankuivain) voidaan integroida pakkoilmajärjestelmään.
• Pakkoilmauunit ovat suhteellisen halpoja.
• Nämä uunit voivat saavuttaa kaikkien lämmitysjärjestelmien korkeimmat AFUE-luokitukset (vuotuinen polttoaineenkäytön tehokkuus) (mutta se ei välttämättä tarkoita, että tämä on tehokkain tapa kodin lämmittämiseen).
• Pakkoilmajärjestelmissä voidaan yhdistää jäähdytys lämmityskykyyn.

Haitat:

• Vaatii kanavointia ja vie tilaa seinissä.
• Uunin tuulettimet voivat olla meluisia.
• Liikkuva ilma voi levittää allergeeneja.
• Liikkuva ilma voi kuivua, ellei sitä kostuteta.
• Koska pakkoilmajärjestelmät lämmittävät ilmaa eikä huoneen esineitä, sitä ei pidetä mukavimpana lämmitysmuotona.

Pakkoilmajärjestelmien edeltäjä, painovoima-ilmakamiinat jakavat myös ilmaa metallikanavajärjestelmän kautta, mutta painovoima-ilmajärjestelmät toimivat ilman puhaltimen kautta ilman yksinkertaista fyysistä lämpimän ilman nousua ja viileän ilman uppoamista. Kellarissa oleva painovoimainen uunilämpö lämmittää ilmaa, joka sitten nousee eri huoneisiin kanavien kautta. Viileä ilma palaa uuniin kylmän ilman paluukanavien järjestelmän kautta. Monissa vanhemmissa kodeissa esiintyvät ns. "Mustekala" -uunit ovat painovoima-ilmauuneja.

Painovoima-ilmajärjestelmiä ei enää asenneta, mutta monissa vanhemmissa kodeissa ne toimivat edelleen tehokkaasti.

Polttoaineen lähde: Pakkoilmauunit voidaan käyttää maakaasulla, nestemäisellä propaanilla (LP), polttoöljyllä tai sähköllä.

Jakelu: Ilmastoa kierrätetään metallikanavaverkon kautta.

Edut:

• Painovoimajärjestelmissä ei ole liikkuvia osia, ja ne voivat kestää vuosikymmeniä.
• Järjestelmävarusteet ovat erittäin luotettavia ja vaativat vain vähän huoltoa.

Haitat:

• Ilmaa ei voida suodattaa tehokkaasti.
• Energiatehokkuus on alhaisempi kuin uudemmissa uuneissa.
• Lämpötilan säätö on hidasta, koska järjestelmät toimivat yksinkertaisilla konvektiovirroilla.

Moderni lattialämmitys on eräänlainen säteilylämmitysjärjestelmä. Säteilylämmitys eroaa pakotetusta ilmanlämmöstä siinä, että se lämmittää esineitä ja materiaaleja, kuten huonekaluja ja lattiaa, eikä vain ilmaa. Suurin osa koko kodin säteilyjärjestelmistä jakaa lämpöä kuumalla vedellä kattilassa tai lämminvesivaraajassa.

Lattialämmityksessä käytetään muovisia vesiletkuja, jotka on asennettu betonilaattojen sisään tai kiinnitetty puulattian ylä- tai alaosaan. Se on hiljainen ja yleensä energiatehokas. Sillä on taipumus lämmetä hitaammin ja säätö kestää kauemmin kuin pakotettu ilmalämpö, mutta sen lämpö on tasaisempaa.

On myös lattiajärjestelmiä, joissa käytetään sähköjohtoja, jotka on asennettu lattiamateriaalien alle, tyypillisesti keraamisia tai kivilaattoja. Nämä ovat vähemmän energiatehokkaita kuin kuumavesijärjestelmät ja niitä käytetään tyypillisesti vain pienissä huoneissa, kuten kylpyhuoneissa.

Polttoaineiden lähteet: Kuumavesiputkijärjestelmät lämmitetään yleensä keskuskattilalla, jota voidaan käyttää maakaasulla, nestemäisellä propaanilla (LP) tai sähköllä. Kuumaa vettä voidaan tuottaa myös aurinkoisella kuumavesijärjestelmällä, jota käytetään yleisesti polttoainepohjaisten järjestelmien täydentämiseen.

Jakelu: Lattialla olevat järjestelmät jaetaan yleensä kuumalla vedellä, joka virtaa muoviputkien läpi.

Edut:

• Säteilevät järjestelmät tarjoavat mukavan, tasaisen lämmön.
• Säteilevät järjestelmät voivat olla erittäin energiatehokkaita lämmitettäessä kattiloissa.

Haitat:

• Säteilevät järjestelmät lämpenevät suhteellisen hitaasti ja sopeutuvat lämpötilan muutoksiin.
• Lattiajärjestelmän asentaminen voi olla kallista.
• Piilotettujen putkistojen käyttö on vaikeaa, jos huolto-ongelmia ilmenee.
• Kattilajärjestelmiä ei voida yhdistää ilmastointiin.

Pohjois-Euroopan vanhemmat asunnot ja kerrostalot lämmitetään usein perinteisillä kattila- ja patterijärjestelmillä. Näitä ovat keskuskattila, joka kierrättää höyryä tai kuumaa vettä putkien kautta strategisesti talon ympärille sijoitettuihin lämpöpattereihin. Klassista jäähdytintä - valurautaista pystysuoraa yksikköä, joka on yleensä sijoitettu ikkunoiden lähelle - kutsutaan usein höyrypatteriksi, vaikka tämä termi on joskus epätarkka.

Todellisuudessa näiden vanhempien pattereiden kanssa käytetään kahden tyyppisiä järjestelmiä. Todelliset höyrykattilat kiertävät kaasumaista höyryä putkien kautta yksittäisiin pattereihin, jotka sitten kondensoituvat takaisin veteen ja virtaavat takaisin kattilaan uudelleenlämmitystä varten. Nykyaikaiset patterijärjestelmät kierrättävät kuumaa vettä lämpöpattereihin sähköpumppujen kautta. Kuuma vesi vapauttaa lämpönsä patterissa, ja jäähdytetty vesi palaa kattilaan lisää lämmitystä varten. Lämminvesijäähdytinjärjestelmät ovat hyvin yleisiä Euroopassa.

Polttoaineiden lähteet: Kattila- / patterijärjestelmiä voidaan käyttää maakaasulla, nestemäisellä propaanilla, polttoöljyllä tai sähköllä. Alkuperäiset kattilat ovat saattaneet olla jopa hiilen polttoainetta.

Jakelu: Lämpö tuotetaan höyryllä tai kuumalla vedellä, joka kiertää metalliputkien kautta lämpöenergian siirron helpottaviin pattereihin.

Edut:

• Säteilylämpö on melko mukavaa eikä kuivaa ilmaa kuten pakkoilmalämpö.
• Jäähdyttimet voidaan päivittää matalaprofiilisiin jalkalevyihin tai seinäpaneeleihin.
• Kun vanhat kattilat vaihdetaan, nykyaikaiset kattilat voivat tarjota erittäin hyvän energiatehokkuuden.

Haitat:

• Jäähdyttimet voivat olla ruma.
• Jäähdyttimien sijainnit voivat rajoittaa huonekalujen sijoittelua ja ikkunoiden peitteitä.
• Kattilajärjestelmiä ei voida yhdistää ilmastointiin.

Toinen nykyaikaisempi säteilylämmön muoto on kuumavesialustajärjestelmä, joka tunnetaan myös nimellä vesijärjestelmä. Nämä järjestelmät käyttävät myös keskitettyä kattilaa veden lämmittämiseen, joka kiertää vesiputkijärjestelmän kautta matalaprofiilisiin jalkalevylämmitysyksiköihin, jotka säteilevät lämpöä vedestä ulos huoneeseen vesiputkea ympäröivien ohuiden metallilevyjen kautta. Tämä on pohjimmiltaan vain päivitetty, kehittynyt versio vanhoista pystysuorista patterijärjestelmistä.

Polttoaineiden lähteet: Hydraulisten järjestelmien kattiloita voidaan käyttää maakaasulla, nestemäisellä propaanilla (LP), polttoöljyllä tai sähköllä. Niitä voivat myös auttaa aurinkolämmitysjärjestelmät.

Jakelu:

• Lämmin vesi lämmitetään kattilalla ja johdetaan seinän varrella oleviin "eväputkisiin" jalkalevyyksiköihin. Rivat lisäävät lämmöntuotannon pinta-alaa tehokkuuden lisäämiseksi.
• Lämpö jakautuu luonnollisella konvektiolla: Lämmitetty ilma nousee jalustayksiköstä, kun taas kylmä ilma putoaa kohti yksikköä lämmitystä varten.

Edut:

• Hydroniset järjestelmät voivat tarjota erinomaisen energiatehokkuuden.
• Hydroniset järjestelmät ovat hiljaisia, koska tuulettimia tai puhaltimia ei ole.
• Lämpötilaa voidaan säätää tarkasti.
• Jäähdytinjärjestelmät ovat erittäin kestäviä ja tarvitsevat vain vähän huoltoa.

Haitat:

• Pohjalevyn säteily- / konvektioyksiköiden on pysyttävä esteettöminä ja ne voivat tarjota haasteita huonekalujen sijoittelussa ja verhojen suunnittelussa.
• Patterit lämpenevät hitaasti.
• Lämminvesijärjestelmiä ei voida yhdistää ilmastointijärjestelmiin.
• Jos lämpö sammuu pitkäksi aikaa, lämmitysputket voivat olla jäätymisvaarassa.

Uusin kodin lämmitys (ja jäähdytys) tekniikka on lämpöpumppu. Ilmastointilaitetta muistuttavan järjestelmän avulla lämpöpumput imevät lämpöä ilmasta ja toimittavat sen kotiin sisäilmankäsittelylaitteen kautta. Vakiokodijärjestelmät ovat ilmalämpöpumppuja, jotka imevät lämpöä ulkoilmasta. On myös maanlämpö- tai geotermisiä lämpöpumppuja, jotka vetävät lämpöä syvältä maasta, samoin kuin vesilämpöpumppuja, jotka luottavat lampeen tai järvelle lämpöä varten.

Suosittu ilmalämpöpumpputyyppi on mini-split- tai kanavaton järjestelmä. Tässä on suhteellisen pieni ulkokompressoriyksikkö ja yksi tai useampi sisäilmankäsittelylaite, jotka on helppo lisätä huoneiden lisäyksiin tai kodin syrjäisiin alueisiin. Monet lämpöpumppujärjestelmät ovat palautuvia ja ne voidaan vaihtaa ilmastointitilaan kesällä. Lämpöpumput voivat olla energiatehokkaita, mutta ne soveltuvat vain suhteellisen leutoihin ilmastoihin; ne ovat vähemmän tehokkaita hyvin kuumalla ja kylmällä säällä.

Polttoaineiden lähteet: Lämpöpumppuja käytetään yleensä sähköllä, vaikka saatavilla on myös maakaasumalleja.

Jakelu: Lämmön (ja jäähdytyksen) tuottavat seinäasennetut yksiköt, jotka puhaltavat ilmaa höyrystinkelojen yli ulkopumppuun kytkettyyn höyrystinkelaan, joka poimii tai absorboi lämpöä ulkona.

Edut:

• Järjestelmät tarjoavat sekä lämmitystä että jäähdytystä.
• Lämpöpumput voivat olla erittäin energiatehokkaita.
• Yksittäiset seinäyksiköt mahdollistavat jokaisen huoneen tarkan hallinnan.
• Tuulettimet ovat hiljaisempia kuin keskitetyt ilmanvaihtojärjestelmät.
• Kanavointia ei tarvita.

Haitat:

• Lämpöpumput soveltuvat parhaiten suhteellisen leutoihin ilmastoihin.
• Lämmitetyn tai jäähdytetyn ilman jakautumista voidaan rajoittaa, koska se tulee yhdestä yksiköstä (jokaisessa huoneessa tai alueella).

Sähköisiä jalkalaudan lämmittimiä ja muun tyyppisiä sähkölämmittimiä ei yleensä käytetä kodin ensisijaisissa lämmitysjärjestelmissä, lähinnä sähkön korkeiden kustannusten vuoksi. Ne ovat kuitenkin suosittu vaihtoehto lisälämmitykselle valmiissa kellareissa, kotitoimistoissa ja kausitiloissa (kuten kolmen vuodenajan kuistit ja aurinkotilat). Sähkölämmittimet on helppo ja edullinen asentaa, eivätkä ne vaadi kanavointia, pumppuja, ilmankäsittelylaitteita tai muita jakelulaitteita. Yksiköt ovat halpoja eikä niissä ole liikkuvia osia, eivätkä ne vaadi käytännössä mitään huoltoa.

Perinteisten jalkalevylämmittimien lisäksi on sähköisiä säteilylämmittimiä, jotka lämmittävät säteilyllä. Nämä asennetaan tyypillisesti katon lähelle ja ne on suunnattu huoneiden asukkaille, jolloin lämpö on kohdennetumpaa kuin jalkalevyillä. Säteilylämmittimet ovat myös energiatehokkaampia kuin jalkalevyyksiköt.

Jakelu: Pohjalevyn lämmittimet käyttävät luonnollista konvektiota kiertämään lämpöä koko huoneessa. Seinälämmittimissä ja monissa erikoislämmittimissä (kuten toekick-lämmittimissä) on yleensä sisäiset puhaltimet, jotka puhaltavat lämmitetyn ilman.

Edut:

• Lämmitinyksiköt ovat monipuolisia ja ne voidaan asentaa melkein mihin tahansa.
• Järjestelmät tarvitsevat vain virtapiirin.
• Yksiköt ilman tuulettimia toimivat hiljaa.
• Säteilevät sähkölämmittimet lämmittävät huoneen esineitä, samankaltaisia kuin lattian säteilylämpö.
• Kanavointia tai kallista asennusta ei tarvita.

Haitat:

• Sähkölämmittimien käyttö on erittäin kallista.
• He käyttävät paljon sähköä ja edistävät siten suhteettomasti sähköverkon liikakäyttöä ja siihen liittyviä ongelmia.
• Suurin osa sähköstä tuotetaan hiilivoimalaitoksissa, joten sähkölämmittimet, vaikka ne ovatkin puhtaita, lisäävät merkittävästi ilman pilaantumista ja ilman hiiltä.