Kuumavesivaraaja

OptiSun-kuumavesivaraajan kehitystyö alkoi tarpeesta muuttaa entisiä järjestelmiä.

Pohjoisen olosuhteissa on aurinkolämpöjärjestelmien ongelmana tähän asti ollut kesäisen liikalämmön hävittäminen johonkin. Se voi olla vaikeaa ja kallista. Yleensä se on johtanut ylisuureen varaajatilavuuteen, mikä lisää kustannuksia, tai pieneen keräinpinta-alaan. Kummassakin tapauksessa aurinkolämmön osuus jää pieneksi, eikä varastoitu lämmönsiirtoneste ole riittävän kuumaa lämpimän käyttöveden tuottamiseksi syksyisin, talvisin ja keväisin.

Koska OptiSun-aurinkolämpökeräin pystyy säätämään lämminvesivaraajan lämpötilaa, voitiin aurinko- ja poistoilmalämmitysjärjestelmä OptiSunin varaajan suunnittelu aloittaa puhtaalta pöydältä. Lopputuloksena syntyikin OptiSun-kuumavesivaraaja, josta nimensä mukaisesti saadaan kuumaa vettä kaikkina vuodenaikoina. Samalla optimoidaan keräimen ja lämpöpumpun käyttö sekä lämmönsiirto. Lisäksi minimoidaan lämpöhäviöt.

OptiSun-kuumavesivaraajan suunnittelu

Oli selvää, että varaajan suunnittelua ei enää tehtäisi aurinkolämmön tai minkään muunkaan lämmöntuottamistavan rajoitusten mukaisesti, vaan kiinteistön lämmöntarpeen ja sen rakenteen mukaan.

Paras lämpötilakerrostuminen saatiin aikaan koko kerrostalon korkuisella rakenteella. Korkea rakenne on luonnollisin myös siitä syystä, että varaajan pohjaan tuleva kylmä käyttövesi tulee maan alta ja toisaalta aurinkokeräimeltä tulevat putket talon katolta.

Varaajan kupeessa kulkevat myös kylmän ja lämpimän käyttöveden vesijohdot, joten putkiremontin yhteydessä ne on helppo johtaa siitä kunkin rapun kaikkien kerrosten asuntoihin.

Järjestelmä on lisäksi suunniteltu saneerauskohteisiin, joissa ei välttämättä ole suuria tiloja tai ovia, suurten perinteisten varaajien asentamista varten. Monista vanhoista taloista löytyy kuitenkin tilaa moduuleista koottavalle putkimaiselle, korkealle varaajalle esimerkiksi rappukäytävästä, käytöstä poistetuista muuratuista hormistoista tai roskakuilusta.

OptiSun-kuumavesivaraajan mitoitus

OptiSun-kuumavesivaraajan tilavuuden mitoitusperiaatteena on varastoida siihen lämpömäärä, jonka avulla hallitaan lämmöntarpeen viikoittaiset vaihtelut. Samalla kompensoidaan aurinkolämmön tuoton vuorokausivaihtelut ja optimoidaan poistoilmalämpöpumpun käyttö kulutuksesta riippumattomaksi.

OptiSun-kuumavesivaraajan rakenne

OptiSun-kuumavesivaraaja on kerrostalon korkuinen putkimainen säiliö, joka on täynnä aurinkokeräimen ja poistoilmalämpöpumpun läpi kiertävää lämmönsiirtonestettä. Yleisimmin lämmönsiirtoneste on tavallista vesijohtovettä.

Itse säiliö on valmistettu noin yhden kerroksen korkuisista eristetyistä teräsputkimoduuleista, jotka pinotaan päällekkäin ja liitetään toisiinsa puristuslaippaliitoksin. Säiliön perustuksina toimii teräksestä hitsattu jalusta.

On myös mahdollista rakentaa OptiSun-kuumavesivaraaja yhdestä kappaleesta ja asentaa se talon ulkoseinälle, betonista valetun anturan päälle. Tässä toteutustavassa varaaja on edullinen ja asennus nopeaa. Haittapuolena on ulkoilman kylmemmästä lämpötilasta johtuva paksumman eristyksen tarve.

Säiliön sisällä, sen ala- ja yläpäässä, on yhdestä tai useammasta kampakuparikierukasta valmistetut tavanomaiset lämmönvaihdinkierukat lämpimän käyttöveden valmistamista varten.

Tilojen lämmittämiseen käytetylle kiertovedelle on liitynnät lämmönjakojärjestelmässä tarvittavan lämpötilan mukaisesti lähellä varaajan ala- ja yläpäätä.

OptiSun-kuumavesivaraajan rakenteellinen ja toiminnallinen turvallisuus

OptiSun-kuumavesivaraajan suunnittelussa on otettu huomioon EU:n painelaitedirektiivin määräykset. Kaikki varaajamoduulit on suunniteltu niin, että olipa kyseessä kuinka korkea kerrostalo hyvänsä, varaajasta tulee aina määräysten mukainen.

OptiSun-kuumavesivaraajan kytkentä kiinteistön lämmitysjärjestelmään

OptiSun-kuumavesivaraaja asennetaan käyttöveden ja tilojen lämmitysjärjestelmään samalla tavalla kuin tavanomaisetkin lämminvesivaraajat.

OptiSun-kuumavesivaraajan toiminta

OptiSun-kuumavesivaraajan avulla optimoidaan keräimen ja lämpöpumpun käyttö pysäyttämällä lämpöpumppu silloin, kun ilmaista aurinkolämpöä on saatavissa tarpeeksi. Jos aurinkolämpöä on liikaa ja varaaja uhkaa kiehua, aurinkolämpökeräin jättäytyy tai kääntyy varjoon. Kun aurinkolämpö ei yksin riitä lämmöntarpeen tyydyttämiseksi, käynnistetään lämpöpumppu. Jotta lämpöä riittäisi myös kulutushuippuja varten, ladataan lämpöä varaajaan etukäteen.

Alimmaisen kierukan avulla esilämmitetään kylmä käyttövesi ja varmistetaan, että sekä aurinkolämpökeräimelle että poistoilmalämpöpumpulle menevä lämmönsiirtoneste on mahdollisimman kylmää. Näin voidaan olla varmoja, että aurinkolämpökeräin ja poistoilmalämpöpumppu toimivat parhaalla mahdollisella hyötysuhteella.

Varaajan yläpäässä olevan kierukan avulla tulistetaan lämmin käyttövesi. Putkimaisen rakenteen ansiosta varaajan yläpään tilavuus on pieni, ja aurinkokeräimeltä tuleva mahdollisimman kuuma lämmönsiirtoneste johdetaan sen ylimpään pisteeseen. Tämä rakenne varmistaa, että saatu käyttövesi on aina riittävän kuumaa.

Varaajan lämpöhäviöt minimoidaan eristämällä se hyvin tai sijoittamalla mieluiten lämpimään tilaan, esimerkiksi rappukäytävän keskikuiluun.