Maalämpö ja maaviileä: kannattaako investointi?

Maalämpö hyödyntää maaperään varastoitunutta lämpöä. Maahan porataan energiakenttä, joihin asennetaan putkisto. Putkistossa kiertää neste, joka kerää lämpöä maasta.

Lämpöpumppu siirtää maasta kerätyn lämmön talon lämmitysjärjestelmään. Talvella se tuottaa lämpöä ja kesällä sitä voi käyttää kustannustehokkaaseen viilentämiseen. Maalämpöä voidaan käyttää myös käyttöveden lämmitykseen.

Maalämpö on energiatehokas, koska se käyttää maaperän vakiona pysyvää lämpötilaa ja ympäristöystävällinen koska maaperästä saatava lämpö ja viileä on täysin uusiutuvaa ja päästötöntä.

Maalämpöpumpun järjestelmään kuuluu:  

• Energiakenttä, josta kerätään maaperästä lämpöenergiaa maalämpöpumpulle.
• Maalämpöpumppu, joka muuntaa energiakentästä saadun lämmön käyttökelpoiseksi lämmitysenergiaksi.
• Lämmönvaihdin, joka siirtää lämmön energiakentästä lämpöpumppuun tai päinvastoin.
• Kiertovesipumppu, joka kuljettaa lämmön tai viileän lämpöpumpusta lämmitysjärjestelmään.
• Automaattinen ilmanpoisto, joka poistaa ilmakuplat järjestelmästä, parantaen lämpöpumpun tehokkuutta.
• Energiavaraaja joka tallentaa lämpöpumpulla tuotetun lämmön myöhempää käyttöä varten.

Jokainen asennuskohde on yksilöllinen itse rakennuksen ja sen käyttötarpeiden osalta. Vaadittava lämmitysenergia vaihtelee ja lisäksi erityisesti asuinkiinteistöissä tarvitaan lämmitys myös käyttövedelle. Ilman oikeaa suunnittelua ja mitoitusta, voit kohdata ongelmia, kuten energiakentän riittämättömyyden, tehottoman tai alimitoitetun laitteiston ja kalliit asennusvirheet.

Maalämpöä hankittaessa on suositeltavaa varmistaa, että maalämpöjärjestelmä suunnitellaan huomioiden kohteen vaatimukset ja sen käyttäjien tarpeet. Kattava kohdekohtainen maalämpösuunnittelu laaditaan 3D-tietomallinnuksen avulla, jolla kaikki maalämpöjärjestelmän pääkomponentit voidaan yhteensovittaa tarjolla olevaan tilaan saumattomasti.

Kun järjestelmän suunnittelu toteutetaan tietomallinnuksella, varmistetaan myös tarkat mittakuvapiirrokset, jotka helpottavat asennusta, vähentävät asennusvirheiden todennäköisyyttä. Lisäksi voidaan määritellä täsmälliset määrät tarvittaville komponenteille, jolla vältetään hukkakustannukset ylimääräisille tarvikkeille.  

Sekä uudis- että saneerauskohteissa, joissa toimii useampia urakoitsijoita rakennuksen ja talotekniikan osalta, tulisi maalämpösuunnittelun sisältää myös selkeät kytkentä- ja säätökaaviot, jotka varmistavat, että rajapinnat eri toimijoiden välillä ovat selkeät.

Oleellisena osana suunnittelua on maalämpöjärjestelmän oikea mitoitus. Mitoitukseen tarjotaan vaihtoehtona joko osa-tehomitoitusta tai täysitehomitoitusta.

Osa-tehomitoituksessa maalämpöpumpun kapasiteetti suunnitellaan alle talon koko lämmitystarpeen, tyypillisesti 60–80 %. Tämä tarkoittaa, että lämpöpumppu voi kattaa suurimman osan vuosittaisesta lämmitystarpeesta mutta ei erityisen kylmiä talvipäiviä.

Osa-tehomitoitus on suosittu, koska se pienentää alkuinvestointia laitteiston osalta. Isona riskinä osa-tehomitoituksessa kuitenkin on, että osateho vaatii enemmän käyntitunteja tuottaakseen täysitehoa vastaavan lämmitysenergian määrän. Koska pumpun elinkaaren määrittää pumpun käyntitunnit, kuluu pumppu loppuun aiemmin. Lisäksi, koska osa-tehomitoitus ei vastaa täysin kohteen lämmitystarpeita, rakennuksen lämmitys on riippuvainen myös ostoenergiasta.

Osateho-mitoituksen vaihtoehtona on täysitehomitoitus, joka vastaa täysin kiinteistön lämmitystarpeisiin. Täysitehomitoituksessa valitaan riittävän iso maalämpöpumppu kiinteistön tarpeisiin. Näin vaadittavat käyntitunnit energian tuottamiseksi ovat pienemmät kuin osatehoisessa ja siten maalämpöjärjestelmän käyttöikä on pidempi. Koska täysitehomitoitettu järjestelmä tuottaa isomman osan kohteen lämmitystarpeesta, on tarve ostettavalle energia pienempi. Kaikki nämä seikat huomioden, tarjoaa täysitehomitoitus luotettavamman ja taloudellisemman vaihtoehdon pidemmällä ja omavaraisemmalla elinkaarella verrattuna osa-tehomitoitukseen.

Maalämmön osatehomitoitus on kuin matkustaisit bussilla suurimman osan matkasta, mutta joutuisit ottamaan taksin viimeiselle osuudelle. Matka on edullisempaa alussa, mutta vaatii silti lisäkustannuksia ja aikaa osalle matkaa. Täysitehomitoitus on kuin ottaisit taksin suoraan kotiovelta määränpäähän. Se on kalliimpaa alussa, mutta säästää aikaa ja rahaa pitkällä aikavälillä.

Maalämpö on aina suunniteltava toteutettavalle järjestelmälle kohteen tarpeiden mukaisesti.

Energiakentän poraus on maalämpöjärjestelmän suurimpia kustannuksia mutta oikein mitoitettuna se takaa energian saannin kymmeniksi vuosiksi. Poraus hinnoitellaan yleensä per metri. Hintaan vaikuttavat pääosin lämpökaivon syvyys ja kaivojen määrä. Lisäkustannuksia voivat aiheuttaa esimerkiksi runsas pehmeän maan osuus, joka tulee putkittaa aina kallioon asti.

Energiakentän koko määräytyy tarvittavan energiamäärän mukaan. Erilaiset maalämpöpumput asettavat myös erilaisia vaatimuksia energiakentälle. Mitä enemmän energiaa halutaan hyödyntää, sitä suurempi energiakenttä tarvitaan. Energiakentässä yksittäinen energiakaivo voi olla satojen metrien syvyinen ja kaivoja voidaan sijoittaa tontille useita. Energiakenttää ei voi osa-tehomitoittaa. Väärin mitoitettu energiakenttä voi kohtaa koko energiakentän jäätymiseen pitkällä aikavälillä. Jäätymisen jälkeen energiakenttä on hyödytön.  

Yli 2000 metrin energiakentät kannattaa simuloida energian saatavuuden varmistamiseksi. Energiakentän tuotto tulisi simuloida vähintään 50 vuoden ajalle.

Maalämpöpumpun laitteistokustannukset vaihtelevat merkittävästi riippuen valitusta pumpun tehosta ja merkistä. Kustannuksiin sisältyy itse lämpöpumppuyksikkö sekä tarvittavat lisäkomponentit.

Maalämpöjärjestelmän tärkeimmät osat ovat lämpöpumppu, lämmönvaihdin, kiertovesipumppu, automaattinen ilmanpoisto, ja energiavaraaja. Maaviileän hyödyntämisessä avainroolissa on kiertovesipumppu.

On oleellista, että suunniteltu järjestelmä vastaa asetettuja tavoitteita niin lämmityksen, viilennyksen ja käyttöveden osalta. Myös haluttu energiaomavaraisuus vaikuttaa kokoonpanoon ja hintaan sekä sen tuottamaan ilmaisenergiaan.

Asennustyö hinnoitellaan tuntiperusteisena. Asennustyön kustannuksiin vaikuttaa erityisesti suunnittelun ja käytettävien asennustarvikkeiden laatu sekä asennustyön tuntihinta. Itse maalämpöjärjestelmän asennukseen sisältyy järjestelmän komponenttien ja vaadittavien kytkentöjen ja putkistojen asennus.

Asennushintaan vaikuttaa olennaisesti myös asennuskohteen tyyppi – saneerauskohteessa vanhan lämmitysjärjestelmän purkamisen hinta tulee myös huomioida. Lisäkustannusten osuus voidaan nykypäivänä arvioida hyvin, joten sokkona ei hankkeeseen tarvitse ryhtyä.

Maalämpöpumppu käyttää sähköä toimiakseen, mutta koska lämmitys edustaa valtaosaa kiinteistön energiankulutuksesta ja maalämpö lämmittää rakennusta energiatehokkaasti, lämmityskustannukset laskevat merkittävästi.

Kaikissa lämpöpumppujärjestelmissä tulisi pyrkiä vähintään 65 % pienempään energiankulutukseen verrattuna aiempaan perinteiseen lämmitysmuotoon.

Maalämmön käyttökustannukset ovat yleensä 60–80 % alhaisemmat kuin öljylämmityksen, joka vaatii säännöllisesti öljyn tilauksen, öljykattilan huollon, vuosittaiset puhdistuksen ja öljykattilan toiminnan seuraamisen. Öljyn polttoainekustannukset voivat lisäksi vaihdella ja ovat usein korkeammat pitkällä aikavälillä.

Kaukolämmön hinnat Suomessa ovat vaihdelleet energian tuotantokustannuksen, verotuksen ja markkinatilanteen vaikutuksesta. Kaukolämpö voi olla kustannustehokasta tietyissä kaupungeissa, mutta maalämpö tarjoaa ennustettavasti jopa 70 % alemmat lämmityskustannukset, hyödyntäen ilmaista ja uusiutuvaa maan sisäistä lämpöä.

Sähkölämmitykseen verrattuna lämmityskustannusten säästöt maalämmöllä ovat arviolta 70 %, riippuen lämmönjakotavasta. Maalämpöjärjestelmä käyttää sähköä lämpöpumpun toimintaan, mutta kuluttaa vähemmän energiaa tuottaakseen vastaavan määrän lämpöä, mikä johtaa pienempiin sähkölaskuihin.  

Maalämpöjärjestelmän viilennysenergiasta yli on 95 % ilmaista.

Maaviileä, joka tunnetaan myös vapaaviilennyksenä, on sekä edullinen että ympäristöystävällinen tapa viilentää kiinteistöjä. Maaviileä vaatii vesikiertoisen lämmönjakotavan. Se hyödyntää maalämmön energialähteeksi porattua energiakenttää, jossa kiertävä maaliuos tuottaa viilennystä kiinteistön huoneilmaan esimerkiksi kattosäteilijöiden, vesikiertoisen lattialämmitysverkoston tai puhallinkonvektorin kautta.

Maalämpöjärjestelmällä viilentäminen maksaa vain murto-osan siitä, mitä esimerkiksi ilmalämpöpumpun käyttö viilennykseen maksaisi. Muutaman kymmenen watin teholla saadaan aikaan usean kilowatin viilennysteho. Vapaaviilennys vaatii siis ainoastaan siis kiertovesipumppujen vaatiman energian.

Kesäkauden viilennys ei vie pois lämmityksellä saatuja säästöjä, vaan päinvastoin, viilennyksen aikana ylimääräinen lämpö varastoituu lämpökaivoon, parantaen järjestelmän hyötysuhdetta talvikaudella.

Kun maalämpö on oikein mitoitettu (kW) kohteen lämmitystarpeisiin, esimerkiksi täysitehomitoitettu 100kW maalämpöpumpulla, voidaan eri vaihtoehtoisten maalämpöpumppujen tuomaa säästöpotentiaalia vertailla parhaiten maalämpöpumppujen ilmoitettujen hyötysuhteiden perusteella. Hyötysuhde tunnetaan usein lyhenteellä COP eli Coefficient of Performance.

Maalämpöpumpun COP eli hyötysuhde vaikuttaa suoraan investoinnin tuottoon ja lämmityskustannusten säästöihin. COP ilmaisee, kuinka paljon lämpöenergiaa lämpöpumppu tuottaa yhtä sähköenergian yksikköä kohden. Mitä korkeampi COP-arvo on näissä standardiolosuhteissa, sitä tehokkaammin lämpöpumppu toimii. Esimerkiksi COP-arvo 4 tarkoittaa, että jokaista käytettyä kilowattituntia (kWh) kohden lämpöpumppu tuottaa neljä kWh lämpöenergiaa.

Korkeampi ilmoitettu COP-arvo mahdollistaa alemmat lämmityskustannukset, koska sama lämmitysmäärä saadaan aikaan vähemmällä sähköllä. Tämä johtaa merkittäviin säästöihin lämmityskuluissa, mikä nopeuttaa investoinnin takaisinmaksuaikaa. Yksinkertaisesti sanottuna, mitä parempi COP, sitä enemmän rahaa säästyy pitkällä aikavälillä, parantaen sijoituksen kannattavuutta ja tuottaen positiivista kassavirtaa.

Aivan kuten aurinkopaneelien ilmoitettu nimellisteho, myös maalämpöpumppujen ilmoitettu COP laskettu standardien mukaisesti. COP kertoo, kuinka tehokkaasti lämpöpumppu muuttaa sähköenergian lämpöenergiaksi. Korkea COP-arvo tarkoittaa parempaa energiatehokkuutta ja suurempia säästöjä.

Standardin mukainen COP ilmoitettu usein muodossa B0/W35. B0 tarkoittaa nesteen lämpötilaa, joka tulee energiakentästä ja oletusarvona sen lämpötilaksi on 0 °C.  W35 tarkoittaa veden lämpötilaa, joka lähtee lämpöpumpusta lämmitysjärjestelmään, ilmoitettuna standardioletusarvona sen lämpötilaksi on 35 °C. Yhdessä nämä arvot kertovat, kuinka hyvin maalämpöpumppu pystyy muuttamaan 0-asteisen maasta saadun lämmön 35 °C menovedeksi.

Suurin osa maalämpöpumpuista pystyy tuottamaan maksimissaan 62°C menovettä ja kuuman veden maalämpöpumput jopa yli 70°C menovettä. Järjestelmän lopullinen COP muodostuu kohteen tarpeen mukaan. Uudiskohteissa, joissa on vesikiertoinen lattialämmitys, 35 °C menovesi on riittävä. Saneerauskohteissa tarvittava menoveden 70 °C lämpötila saattaa olla jopa kaksi kertaa korkeampi verrattuna uudiskohteisiin.

Näin ollen, usein saneerauskohteissa on tarpeellista arvioida lämmönjakoverkoston uusiminen, jolla mahdollistetaan tarvittavan menoveden lämpötilaa ja siten nostaa COP-hyötysuhdetta ja parantaa maalämmön tuomia kustannussäästöjä.

Maalämpöpumppu on pitkän aikavälin sijoitus, joka tarjoaa merkittäviä säästöjä ja lisää kiinteistön arvoa.

Vaikka maalämpöpumpun hankintakustannukset ovat suuret, se alkaa maksaa itsensä takaisin säästöissä lämmityskustannuksissa, jotka alkavat järjestelmän käyttöönoton jälkeen. Pääsääntöisesti, nämä kustannussäästöt kattavat mahdollisen maalämpöön otetun lainan lyhennys- ja korkokulut. Jos järjestelmä on laadukkaasti suunniteltu ja mitoitettu, voivat säästöt ylittää lainakulut jo heti käyttöönoton jälkeen, joka tarkoittaa välitöntä positiivista kassavirtaa.

Kun lämmityskustannukset pienevät ja ylittävät lainan kustannukset, esimerkiksi liikekiinteistöissä sijoitetun pääoman tuotto paranee ja asunto-osakeyhtiöissä yhtiövastiketta ei tarvitse nostaa. Pitämällä vastike entisellä tasolla, voidaan lämmityskustannusten säästö ohjata muihin talon tarpeisiin.

Koska jokainen kohde ja sen käyttötarpeet ovat yksilöllisiä, maalämpöjärjestelmän takaisinmaksuaika vaihtelee. Takaisinmaksuaikoihin vaikuttaa myös ostoenergian hinta sekä millä korkokannalla investoinnin kustannuksia lasketaan. Lisäksi, kuten mainittu, mitä korkeampi COP, sitä parempi tuotto ja sitä lyhyempi takaisinmaksuaika.

Kun maalämpöjärjestelmään lisätään myös vapaaviilennys, voidaan lyhentää maalämpöjärjestelmän takaisinmaksuaikaa lyhentää entisestään. Lisäksi, vapaaviilennyksen lisääminen voi vähentää koko kiinteistön talotekniikan vaatimia investointeja koska sillä voidaaan jopa poistaa rinnakkaisten viilennysjärjestelmien tarve.

Järjestelmän takaisinmaksuaikaan vaikuttaa myös maalämmön luotettava ja katkeamaton toiminta. Mikäli maalämpöpumppujärjestelmä ei toimi luotettavasti, elinkaarikustannukset nousevat ja järjestelmän pitkäikäisyys ei ole toivotun mukainen. Tämä riski saattaa toteutua erityisesti osa-tehomitoituksissa, joissa pumpun käyntitunnit täyttyvät aiemmin. Pieniin elinkaarenkustannuksiin ja pitkäikäisyyteen vaikuttaa myös, että se huolletaan säännöllisesti.  Ennakoivalla toimenpiteillä kuten etävalvonnalla varmistetaan parhaalla tavalla järjestelmän toimivuus.

Kun harkitset maalämpöjärjestelmää, on suositeltavaa tehdä yksityiskohtainen sopimus järjestelmän suunnittelusta. Suunnittelulle asetetaan tavoitteet, joiden perusteella järjestelmä suunnitellaan. Selkeillä suunnitelmilla saadaan myös vertailukelpoiset tarjoukset järjestelmän toteutuksesta.

Kiinnitä huomioita seuraaviin seikkoihin:

• Energiakenttä: vastaako energiakenttä vastaa rakennuksen energiantarpeisiin ja voiko se kestää 50 vuotta?
• Laitteiston mitoitus: onko laitteisto mitoitettu oikein, niin että järjestelmän hyötysuhde ja tuotto vastaa lämmitystarpeisiin? Onko otettu huomioon kiinteistön erityispiirteet, kuten lämmönjakojärjestelmä ja lämpöhäviöt? Jos kyseessä on osa-tehomitoitus, oletko tiedostanut sen riskit?
• Sopivuus kiinteistöön: Onko järjestelmä suunniteltu 3D-tietomallinnuksella yhteensopivaksi kiinteistön tekniseen tilaan ja asennusvirheiden sekä materiaalihukan minimoimiseksi?
• Elinkaaren ylläpito: onko maalämpöjärjestelmään tarjolla etävalvonta, joka mahdollistaa ennakoivan huollon, joka voi pidentää järjestelmän käyttöikää ja pienentää elinkaarikustannuksia?
• Kustannusarvio: oletko huomioinut koko tarjotun järjestelmän hankintahinnan ohella myös sen koko elinkaaren tuomat säästöt?