Luo energiaa ilmasta – huoneilman kosteus pois yksinkertaisella kuivaimella

Näin syksyn tullen verannat ja kesämökit ovat melkoisen kosteita paikkoja. Varsinaista sähkölämmittämistä ei millään vielä viitsisi aloittaa. Voisiko ylimääräinen kosteus lähteä pois vähemmällä sähkönkulutuksella?

Verkosta löytyi mielenkiintoinen tee-se-itse-kuivainprojekti yksinkertaisilla kaupasta löytyvillä halvoilla osilla.[1]

Yksinkertainen laskutoimitus myös paljastaa yllättävän ominaisuuden: lämmityksen täydentäjänä käytettävä ilmankuivain lämmittää taloa enemmän kuin mitä se kuluttaa sähköenergiaa. Ja tämä siis ilmankuivauksen lisäksi.

En ole tätä itse testannut. Lisätään ikuisuusprojektilistaan.

Peltier-elementti

Peltier-elementti
Peltier-elementti (Kuva: Wikimedia)

Peltier-elementti on yksinkertainen kahdesta eri materiaalista muodostettu levy, joka siirtää lämpöä toisesta levystä toiseen, kun levyihin kytketään sähkövirta.[3]

Elementti ei siirrä yhtä paljon lämpötehoa kuin mitä se vie sähkötehoa. Elementtiä ei siis ole järkevää käyttää sähkölämmittimenä eli mikään lämpöpumppu se ei ole. Sen sijaan se on hiljainen pienitehoinen jäähdytin.

Käytännön elementtien tietoja löytyy viitteestä [2]. 60 – 100 W elementtejä löytyy eBaystä ja Alibaba expressistä muutaman dollarin hintaan. Sellainen saattaa löytyä mm. poisheitettävästä autojääkaapista sopivine virtalähteineen.

Ilmankosteuden poisto

Helpoiten veden saa pois ilmasta jäähdyttämällä ilmaa kastepisteen alapuolelle.

Jäähdytyselementti
Jäähdytyselementti (kuva: Wikimedia)

Projekti [1] kytkee Peltier-elementin kummallekin puolelle tietokoneista tutut jäähdytysritilät, isot kuumalle puolelle ja pieni kylmälle puolelle.(***)

Kylmä puoli jäähdytetään noin nolla-asteiseksi. Peltier-elementti siirtää kylmän puolen jäähdytysriman lämmön kuuman puolen jäähdytysrimoihin. Silloin kylmään jäähdytysrimaan alkaa kondensoitua ilmasta vettä, ja kun vettä on kondensoitunut tarpeeksi, vesi alkaa tippua alla olevaan astiaan.

Ilman joutumista jäähdytysrimaan voi nopeuttaa tuulettimilla.

Siinä kaikki.

Sopiva kosteus

Kuiva ilma eristää lämpöä paljon paremmin kuin kostea. Tunnet olosi heti lämpimämmäksi, jos kosteutta ei ole liikaa. Jonkinlaisena rajana pidetään yleensä 60% suhteellista kosteutta, jonka yläpuolella ihminen tuntee olonsa aina epämiellyttäväksi.

Kun kosteaa ulkoilmaa tuodaan sisään, joskus se on niin kosteaa, ettei normaali sisälämmityskään riitä laskemaan suhteellista kosteutta 60% alapuolelle. Seuraavassa taulukossa on joitakin esimerkkejä rajoista, joiden yläpuolella sisäkosteus nousee 60% yläpuolelle.

Ulkolämpötila Ulkoilman suht. kosteus Sisälämpötila
> 5 C 100 % <13 C
8 C > 93 % <15 C
10 C 100 % <18 C
13,5 C 100 % 21,5 C
> 15 C 100 % <23 C

Esimerkiksi jos huonelämpötila on 21,5 astetta ja sinne tuodaan ulkoa sumuista (suhteellinen kosteus 100%) yli 13,5 asteista ilmaa, ilman suhteellinen kosteus ei sisällä lämmetessäänkään laske alle 60 %:n.

Kuinka paljon vettä pitää ottaa pois

Jos ilma on esimerkiksi tyypillisen syksyinen ja ilman lämpötila on 8 astetta ja suhteellinen kosteus ulkona 80%, kuinka suuri on ilman kosteus sisällä, jos ulkoilma tuodaan sellaisena sisään ja muuten lämmittämättömän asunnon ihmisten ruumiinlämpö ja normaali elämä lämmittää sisääntuodun ilman 15 asteeseen?

Laskutoimitus ei ole helppo, koska suhteellinen kosteus ei käyttäydy minkään helpon laskutoimituksen mukaan. Apuna joudutaan käyttämään laskinta tai taulukkoa. Tässä käytin apuna verkosta löytynyttä laskinta [4].

Ilmassa, jonka lämpötila on 8 astetta ja suhteellinen kosteus 80%, on vettä 5,5 grammaa kilossa.

Kun 5,5 grammaa vettä kilossa ilmaa tuodaan sisään ja ilma lämpenee 15-asteiseksi, sisäilman suhteellinen kosteus on 52%. Se on vielä siedettävää, mutta Suomessa optimaalisena pidetään huomattavasti pienempää kosteutta, 35-40%.(*) Jotta sisäilman suhteellinen kosteus laskee 40% tasolle, ilman lämpötilaa on nostettava tai sitten ilmaa on kuivattava.

Jos ilman lämpötilaa halutaan nostaa kunnes suhteellinen kosteus on 40%, ilmaa on lämmitettävä neljä astetta aina 19 asteiseksi asti. Eli aletaan lähestyä normaalia huoneenlämpöä ja tavallista lämmittämistä.

Jos kuitenkin pistetään lisää vaatetta päälle, ilman kuivaus kelpaa sisäilman tekemiseen miellyttäväksi. Pienessä huoneessa (3 kertaa 4 kertaa 2,5 metriä = 30 m³) viisitoista asteisen ilman suhteellisen kosteuden pudottamiseen 51%:sta 40%:iin riittää, että ilmasta otetaan pois puoli desilitraa vettä.

Jos ilma vaihtuu suositusten mukaisesti kerran kahdessa tunnissa, pienen huoneen ilmasta on saatava pois neljännesdesi vettä tunnissa. Kuusi desilitraa vuorokaudessa.

Suhteellinen kosteus ei saisi pudota alle 25%, joten kuivaus kannattaa lopettaa ajoissa.

Energian kulutus

Lähteissä ei valitettavasti ole niin tarkkoja tietoja, että energiankulutusta voisi arvioida kuin suunnilleen.

Mutta voimme pitää perustilanteena sitä, että asuntoa lämmitetään kunnes suhteellinen kosteus ja lämpötila yhdessä alkavat tuntua mukavalta.

Laite itsessään ei hukkaa energiaa, koska kaikki laitteeseen tuotu sähköenergia muuttuu lämmöksi. Tämän vuoksi jos kuivauksella saadaan sisäilma miellyttäväksi jo alemmassa lämpötilassa, energiaa ilmankuivaimen kanssa aina kuluu vähemmän kuin pelkällä lämmityksellä. Ilmankuivan vain yksinkertaisesti korvaa osan lämmityksestä – joissain tapauksissa jopa kokonaan.

Yllättäen ilmankuivain myös tuottaa energiaa ”ilmaiseksi”.

Vesihöyryn muuttuminen vedeksi vapauttaa energiaa kun vain pidetään huolta ettei tuo vesi haihdu takaisin ilmaan talon sisällä. Jos päivässä kerätään esimerkissä ollut kuusi desilitraa vettä, tiivistymisessä vapautuu 0,4 kWh:n edestä lämpöä. Kyseessä on sama energia päinvastaiseen suuntaan, mikä tarvitaan, kun kuusi desilitraa vettä höyrytetään vesikattilassa tyhjäksi liedellä.

Tiivistymisessä vapautuva energia pääasiassa lämmittää vedenkeräimen kylmäpuolta, joten Peltier-elementin on siirrettävä lämpö lämminpuolelle. Peltier-elementti tyypillisesti vaatii energiaa lähes kaksinkertaisesti siirrettyyn lämpöenergiaan nähden. 0,4 kWh lämpöenergian siirtäminen vaatii siis noin 0,8 kWh sähköä. Peltier-elementin tehon on oltava 33 W + häviöt.

Saamme siis 0,8 kWh sähköenergialla 1,2 kWh lämpöä ja kuivatuksen kaupan päälle.

Vuorokaudessa vedenkeräin kuluttaa sähköä alle kymmenellä sentillä. Kaikki tämä menee lämmitykseksi parantaen osaltaan sisäilman miellyttävyyttä.(**)

[1] http://www.rmcybernetics.com/projects/DIY_Devices/homemade_dehumidifier.htm
[2] http://www.mespek.fi/binary/file/-/id/3/fid/605/
[3] https://fi.wikipedia.org/wiki/Peltier-elementti
[4] http://www.lenntech.com/calculators/humidity/relative-humidity.htm

(*) Esimerkiksi Englannissa suositeltu suhteellinen kosteus on paljon korkeampi.

(**) Tämä laskelma ohitti pari melko merkityksetöntä yksityiskohtaa: lasketun tiivistysenergian lisäksi jonkin verran lämpöä syntyy ”jäähdyttämisestä” huoneen lämpöön. Kerätty vesi jossain vaiheessa siirretään ulos, jolloin asunto menettää lämpöenergiaa tuon veden ja ulkoilman lämpötilan erotuksen verran.

(***) Jäähdytinelementin ja Peltier-elementin väliin laitetaan silikonitahnaa lämmönjohtumisen parantamiseksi.

Earth Hour -spesiaali 2016

Earth Hour -hömpötys on tullut käsiteltyä joka vuosi sen verran perusteellisesti, että tänä vuonna kerron vain tarinan.

Sopivasti Earth Hourin alla pyykit valmistuivat pesukoneesta. Vaihtoehdot olivat pistää pyykit saunaan kuivumaan tai kuivausrumpuun.

PyykkipoikiaPyykeissä on pesukoneen jäljiltä noin litra vettä jäljellä.

Jos pyykit pistää sisällä kuivumaan, tuo litra vettä haihtuu ilmaan ja menee ilmastoinnin mukana kaasuna ulos. Haihtuminen ei tapahdu ilman energiaa, vaan haihtuminen on jäähdyttänyt ilmaa saman energiamäärän, kuin litran huoneenlämpöistä vettä kiehuttaminen vie.

Kuivausrumpu

Jos pyykit pistää kuivausrumpuun, se kuluttaa noin kaksi tuhatta wattia tunnin ajan. Tämä tietysti maksaa, näin viikonloppuna 17 senttiä, mutta kaikki tämä energia menee talon lämmittämiseen, joka muutenkin lämpiäisi suunnilleen saman maksavalla öljyllä. Ainoa kuluva energia on kerätyssä huoneenlämpöisessä vedessä, joka kaadetaan viemäriin.

Kuivausrummun sähkönkulutus 2 kWh 17 senttiä
Kuivausrummun korvaama öljylämmitys -2 kWh -15 senttiä
Litra huoneenlämpöistä vettä viemäriin (*) ei vaikuta ei vaikuta
Yhteensä 0 kWh 2 senttiä

Pyykkien kuivaaminen sisällä

Jos lasketaan paljonko pyykkien kuivaaminen sisällä haaskaa energiaa, voimme ottaa vertailukohdaksi litran (=kilon) huoneenlämpöistä vettä.

Kilon 20-asteista vettä lämmittäminen sata-asteiseksi vie energiaa 80 * 4,2 = 336 kJ. Lisäksi höyryttäminen vie 2256 kJ! Yhteensä kilon huoneenlämpöistä vettä höyrystäminen kuluttaa 2592 kJ = 0,7 kWh.

Kilo vettä höyrystyminen (20 asteesta) 0,7 kWh 6 senttiä
Kilo kraanavettä 20 asteiseksi (*)  ei vaikuta ei vaikuta
 Yhteensä  0,7 kWh 6 senttiä

Earth Hour -kuivaus

Kun käytän kuivausrumpua Earth Hour -tunnin ajan, maksan talon lämmittämisestä kuivausrummulla 17 senttiä, mutta se vähentää öljylämmityksen tarvetta 15 sentillä. Lisäksi säästän 6 senttiä lämmityskuluista, koska noin paljon vähemän vettä talossani olevan lämmön tarvitsee höyrystää vettä ilmastoinnin kuljetettavksi kaasuna ulos.

Minä ja luonto säästävät, kun en säästä sähköä. Ai, mitenkö tämä liittyi Earth Hour -tuntiin?

(*) Tämä 0,02 kWh lämmitys tapahtuu jo pesukoneessa, joten tätä ei lasketa kuivauskuluksi. Kummassakin laskelmassa kulu on sama.

PS. Kirjoitin sanan Hour isolla, ettei sana ”Earth hourin” kuulostaisi niin todenmukaiselta.

Kuva: CC BY-ND 2.0, The Cold Cycle

Viktoriaanista lämmitystä kivihiilellä avotakassa

hehkuva kivihiili
Insinöörin pikimustaa sydäntä lämmittää mukavasti, kun avotakassa palaa kivihiili. Yleissivistyksen vuoksi suosittelen, että jokainen kokeilee edes kerran. Voi tuntea ja suorastaan haistaa viktoriaanisen Englannin tunnelman.

Suomessa on aina taivasteltu englantilaisten viehtymystä avotakkoihin. Tämän ymmärtää paljon paremmin, kun kokeilee kivihiilen polttoa. Kivihiilestä ei tule liekkejä, joten sen tuottama lämpö säteilee suoraan kivihiilestä huoneeseen. Savussa olevan energian talteenotto ei ole ollenkaan niin tärkeää kuin puunpoltossa.

Toisaalta kivihiilen palokaasut haisevat niin pahalta, ettei niiden ulospääsemisen tielle halua asettaa mitään esteitä. Mikäli haju leviää huoneeseen, se muistuttaa suolistokaasujen hajua lisättynä kitkerän pistävällä lisämausteella. Haju häviää, kun hiilen palamisen saa tarpeeksi kuumaksi.

Kivihiili vaatii hyvän ilmavirtauksen palaakseen. Tavanomaisen avotakan arinan päälle kannattaa laittaa erillinen hiilikori, jotta hiilet pysyvät kasassa ja saavat ilmaa alleen myös huoneesta. Puiden ja kivihiilen yhdistäminen edes sytyttämisvaiheessa ei toimi kovin hyvin. Puiden liekit irrottavat kivihiilestä kaasuja, jotka pikemimnkin sammuttavat puut kuin palaisivat.

Jos kivihiili uhkaa sammua, siihen on puhallettava. Tämän jälkeen koko huone on täynnä hiilen pinnalta lähtenyttä pientä nokihahtuvaa. Viktoriaaniset palkeet ovat hyvä lisä kivihiililämmittäjälle.

Minulla on mökillä muutama säkki kivihiiltä varmuuden vuoksi. Lapissa sähkölämmitys voi aina katketa ja silloin on löydyttävä muita vaihtoehtoja nopeasti. Avotakka polttaisi valtavan määrän puuta, jos sillä täytyisi tosissaan joskus lämmittää. Eikä avotakalla saisi taloa puilla lämmitettyä, vaan se on mahdollista vain kivihiilellä, joka säteilee lämmön koko huoneeseen. (Minä en suunnitellut Lappiin taloa, jossa on vain avotakka ja sähkölämmitys.) Takassa palava antrasiitti teoriassa riittää lämmittämään koko yön niin, ettei sitä tarvitsee lisätä yön aikana. En ole tosin tuossa onnistunut.

Miksi kivihiiltä?

Kivihiilen ehdoton etu on energiasisältö pienessä tilavuudessa. Neljänkinkymmenen kilon antrasiittisäkki on melko pieni, noin 40 litraa, mutta energiaa siinä on pitkäksi aikaa, 324 kWh. Kolme säkkiä vastaa lämmityksessä irtokuutiometriä koivua. Ero säilytystilassa on siis lähes kymmenkertainen. Yksi säkki riittää isommallekin mökille ainakin viikoksi. Auton takakontin pohjalla kulkee mukavasti muutama säkki muiden tavaroiden alla.

Antrasiitti on monessa suhteessa tavallista kivihiiltä parempaa, sillä se on ulkoselta ominaisuuksiltaan käytännössä kiveä. Tavallinen kivihiili voi imeä varastoinnissa vettä, mutta antrasiitti ei. Kivihiili sotkee, mutta antrasiitti ei. Antrasiitissa on enemmän energiaa ja vähemmän epäpuhtauksia. Antrasiitin ongelma on kuitenkin se, että sitä on hyvin vaikea saada takassa palamaan.

Kivihiili Suomessa

Suomesta kivihiiltä taitaa saada takkakäyttöön sopivissa yksiköissä vain yhdestä paikasta ja sen jälleenmyyjiltä: Vantaan Hakkilassa (Ikean lähellä) sijaitsevasta Kotterian varastosta.(*)

Sitten ensimmäisen vertailun (2011) hinnat ovat nousseet ja muiden energiavaihtoehtojen hinnat ovat laskeneet siten, että kivihiili ei ole enää muita edullisempi lämmitysvaihtoehto.

Hinnat pikkusäkeittäin arvonlisäveroineen ovat tällä hetkellä (2/2016):

  • Kivihiili 83 c/kg
  • Antrasiitti, iso, 100 c/kg
  • Antrasiitti, pieni, 69 c/kg

Ilman häviöiden ottamista huomioon, kivihiilellä tuotetun lämmityksen hinnaksi tulee (vrt. sähkö ja öljy noin 10 c/kWh):

  • Kivihiili 83 c/kg / 7,8 kWh/kg = 10,6 c/kWh
  • Antrasiitti, iso, 100 c/kg / 8,1 kWh/kg = 12,3 c/kWh
  • Antrasiitti, pieni, 69 c/kg / 8,1 kWh/kg = 8,5 c/kWh

Halvin vaihtoehto on pieni antrasiitti jättisäkeissä, joissa hinnaksi tulee 7,7 c/kWh.

2011 hinnat olivat noin kolmanneksen alemmat, jolloin kivihiili oli edullisempaa kuin öljy tai sähkö. 2016 kivihiili tulee selvästi kalliimmaksi kuin muut vaihtoehdot, öljy ja puu. Sähkökin on ollut viime aikoina edullisempaa kuin useimmat vaihtoehdot (helmikuussa 2016 9,2 c/kWh).

Kivihiili on kuitenkin kaikista vaihtoehdoista helpoiten säilytettävä.

Lisätietoja:

http://www.kotteria.com/hiilenhinnat.html

(*) Huomaa, että Kotterian sijainnissa Googlen kartan tiet ovat aivan väärin. Openstreetmap on ilmeisesti paljon paremmin ajan tasalla. Googlen satelliittikartta: Kotteria, Hakkila. Openstreetmap: Kotteria, Hakkila. Sijainti on Googlen satelliittikartassa näkyvä hiilenmusta alue Hakintien vasemman haaran päässä.

Artikkeli julkaistu ensimmäisen kerran 11/2011, tiedot tarkistettu ja päivitetty 29.2.2016.

Kuva: Flickr xlibber CC BY

30-40 prosentin nipistys lämmityskuluissa ei ole mahdollista

Motivan tiedote tänään tuo ilosanomaa:[1]

”Jo lämmitysjärjestelmää ja huonelämpötiloja säätämällä lämmityskustannukset voivat pienentyä tehokkaasti – jopa 30 – 40 prosenttia ilman suuria remontteja.”

Ja lehdet ovat toistaneet uskollisesti tuota sanomaa.

30 – 40 prosentit säästöt lämmityksessä eivät vain ole mahdollisia ellei tuuli suoraan puhalla talon läpi. Ja tuon korjaamista sanoisin suureksi remontiksi.

Motivan oman ohjeen, jonka olen itse laskenut näissä artikkeleissa suunnilleen oikeaksi, mukaan, yhden asteen huonelämmön pudottamisella voi säästää viisi prosenttia lämmityskuluissa.(*)

40 prosentin säästö lämmityskustannuksiin saadaan siis pudottamalla sisälämpö kahdeksalla asteella, esimerkiksi 25 asteesta seitsemääntoista asteeseen.

Paitsi, että 17 astetta on liian kylmää ihmisille, lämpötilan pudottaminen 17 asteeseen ei ole suositeltavaa kosteuden takia. Jos kotona on missään kohdassa ilmaa, joka on 25 asteista ja sen suhteellinen kosteus on 60% – eli normaalia ja mukavan tuntuista huoneilmaa kerrostaloasujalle – sen kastepiste on 17 astetta. Tämä siis tarkoittaa, että tässä ilmassa on absoluuttisesti niin paljon vettä, että joutuessaan ympäristöön, joka jäähdyttää sen 17 asteiseksi, ilmasta lirahtaa ympäristöön puhdasta vettä. 100% kosteus tuhoaa todella nopeasti peruuttamasti kaikki rakennus- ja sisustusmateriaalit ympäristössään. Missään kohtaa asuntoa lämpötila ei saisi olla niin kylmä, että on mitään vaaraa suhteellisen kosteuden noususta sataan prosenttiin.

Voisiko sitten lämmitysjärjestelmän säätö tuoda tämän suuruusluokan etuja? Tuskin. Jos jossain on paikallisesti kuumempi, siihen pätee tuo 5% sääntö: yksi ylimääräinen aste talon ulkoreunustalla nostaa tuon kohdan energiankulutusta viisi prosenttia.

Veden lämmityksen osuus energiankulutuksesta on 10 – 20% eli sieltä ei saa 40% säästöjä, vaikka lakkaisi käyttämästä lämmintä vettä.

Aalto-yliopiston tutkimuksissa [2] lamppujen vaihtamisesta energiansäästölampuiksi ei mittauksin kyetty testitalossa havaitsemaan kokonaisenergiankulutuksen vähentymistä, koska lamppujen – kuten kaikkien kodin sähkölaitteiden – energia muuttuu loppujen lopuksi kuitenkin lämmöksi täsmälleen samalla hyötysuhteella kuin sähköpatteritkin.

(*) Tuo sääntö pätee hämmästyttävän hyvin kaikkialla, koska pohjoisessa yhden asteen säästö on prosentuaalisesti pienempi, mutta se saadaan suuremman osan vuotta. Myös perusfysiikka tukee tuota sääntöä, koska lämmönsiirto tason seinien lävitse on suoraan verrannollinen lämpötilaeroon. Kotona tarvitaan sama energia ylläpitämään 25 astetta sisällä, kun ulkona on viisi astetta, kuin jos halutaan ylläpitää 20 astetta, kun ulkona on nolla astetta.

[1] http://www.motiva.fi/ajankohtaista/motivan_tiedotteet/2014/seuraa_ja_saada_saasta_jopa_satasia_sahkolammityslaskussa.6881.news

[2] http://www.ece.hut.fi/enete/Masters%20thesis-MDegefa.pdf

Huoneilma ja kosteus

CC-BY 2.0 Flickr jenny-pics

Pohdiskelen sovellusta, joka auttaisi tekemään huoneilmasta parempaa näin helteellä.

Tällä hetkellä kotonani on 25 astetta lämmintä ja 72% kosteus. Ulkona on 25 astetta ja suhteellinen kosteus 71%. Hyvä hetki tuulettaa, mutta tuuletus ei auta tällä kertaa parantamaan sisäilman miellyttävyyttä.

Mitä tapahtuu, jos pistän ilmastoinnin päälle, ja se pudottaa sisäilman 22 asteeseen? Kosteus sisällä nousee, mutta kuinka paljon? Olisiko se itse asiassa epämiellyttävämpää kuin 25 astetta?

Suhteellisen kosteuden laskeminen on hankalaa ja siinä on käytettävä apuna taulukkoa ja laskinta. Suhteellinen kosteus on aina se, kuinka monta prosenttia ilmassa on vettä siitä vesimäärästä, että tuo vesi tiivistyisi kasteeksi. Tuo tarvittava vesimäärä kuitenkin on aivan eri riippuen lämpötilasta – eikä tuo vesimäärä käyttäydy mitenkään yksinkertaisesti eri lämpötiloissa. Tarvitaan siis jonkinlainen suhteellisen kosteuden laskin.

Hyvää tuollaista laskinta erityisesti tähän tarkoitukseen ei kuitenkaan tietääkseni ole saatavissa.

Kuinka tuo aiempi esimerkki sitten pitäisi laskea?

Ensinnäkin ilmassa oleva vesimäärä pysyy vakiona lämpötilasta riippumatta. Tuota vesimäärää hieman epäloogisesti kuvataan lämpötilalla: kastepisteellä. Kastepiste kertoo lämpötilan, jossa ilmassa oleva vesimäärä muuttuu vedeksi ja kastelee pinnat.

Wikipediaa lainaten, ihminen tuntee kosteuden seuraavasti: [1]

20 °C Ankaran painostava
18 °C Tukala
16 °C Kostea
13 °C Mukava
10 °C Virkistävä

Kastepistelaskimella (esim. [2]) voimme laskea, että 25 astetta lämmintä ja 72% kosteus tarkoittaa kastepistettä 19 astetta eli ”Tukalan” ja ”ankaran painostavan” välillä”.

Mitä siis tapahtuu, jos viilennämme sisäilman kolmella asteella ilman, että kosteutta poistetaan tai ilmaa vaihdetaan? Kastepiste säilyy samanan 19 asteena, joten suhteellinen kosteus nousee  72%:sta 84%:iin. Homehtumisvaara nousee tuosta aika rajusti.

Lisäksi aina kannattaa muistaa, että jos 19 asteen kastepisteisen ilman viilentään 19 asteiseksi, suhteellinen kosteus nousee 100%:iin ja kaikille pinnoille tiivistyy kosteutta. Tuo pilaa puurakenteet melkoisen nopeasti ja peruuttamattomasti.

Milloin siis kannattaa pistää ikkuna auki, kun ulkoilman olosuhteet parantaisivat sisäilmaa ja milloin taas huonontavat? Milloin kannattaa pistää ilmastointi päälle ja milloin vain kosteuden poisto? Näihin kysymyksiin voisi antaa vastaukset sopivat kännykkäsovellus. Tuollaista tällä hetkellä pohdiskelen.

Ideoita otetaan vastaan kiitollisuudella…

[1] http://fi.wikipedia.org/wiki/Kastepiste
[2] http://www.dpcalc.org/

Oikea tapa laskea uusiutuvan energian tuotanto asuntojen tarpeisiin: yksi ihminen kuluttaa asumiseen yhden kilowatin

Kuva: Flicr / Hiroshi Ishii, CC BY

Usein, kun puhutaan uudistuvasta energiasta kuten tuuli- ja aurinkoenergiasta esiintyy mystinen laskentayksikkö ”kuinka monen asunnon tarpeisiin”.

Ensinnäkin tietysti kumpikaan energiantuotantomenetelmä ei kelpaa yhdenkään suomalaisen asunnon sähköntuotantoon yksin, koska niiden tuotanto on satunnaista, kenelläkään ei ole mahdollisuutta varastoida sähköä, eivätkä ne kunnolla edes kompensoi toistensa puutetta (ks. [1]). Mutta unohdetaan tämä pikkujuttu tässä laskelmassa.

Asuntolaskelmassa viitattu asunto on joskus rivitaloasunto, mutta useimmiten kyseessä on kaukolämmössä oleva kerrostaloyksiö. Se, mitä keskivertomummon muutamalla 40 watin kattolampulla ja jääkaapilla on tekemistä keskimääräisen lämmitettävän suomalaisen asunnon tyypillisellä energiankulutuksella on aika vähän.

Paljon parempi mittari on se, kuinka paljon energiaa ihminen oikeasti tarvitsee asumiseen ja kuinka monen ihmisen asuminen katetaan voimalaitoksen tuotolla. Tämä on yllättävän helppoa laskea. Ja vastaus on yksi kilowatti henkeä kohden.

Keskimääräisellä suomalaisella on käytettävissään neljäkymmentä neliötä asuntoa. Tämä on tilastofakta [2].

Asuminen vie sekin hyvin ennustettavan määrän energiaa vuodessa neliötä kohden.[3] Kaikkein pahin ennen vuotta 1970 rakennettu talo kuluttaa kaikkineen (lämmitys, talotekniikka, lämmin vesi, kotitaloussähkö) 350 kWh/m² vuodessa. Kaikkein pihein passiivitalo kuluttaa 60 kWh/m² vuodessa. Aivan valtavassa enemmistössä Suomessa olevista taloista asuminen kuluttaa korkeintaan noin 200 kWh/m²/vuosi. Voimme pitää sitä erittäin hyvänä keskiarvona, jonka virhe on enintään joitakin kymmeniä prosentteja.

Tämä siis tarkoittaa, että yksi ihminen kuluttaa asumiseen 8000 kWh/vuodessa. Tällä ylläpidetään tämän ihmisen vaatima 40 neliömetrin tila, estetään sen tuhoutuminen kosteusvaurioihin, lämmin suihku ja erilaiset sähköhärvelit.

Vuodessa on 8766 tuntia, eli

yhden ihmisen asumiseen kuluttama teho = 8000 kWh / 8766 h = 912 W ≈ 1kW

Yksi ihminen kuluttaa asumiseensa joka hetki yhden kilowatin.

Tämänhetkisellä sähkön hinnalla tämä maksaa kymmenen senttiä tunnissa, 900 euroa vuodessa.

Jos siis mietimme esimerkiksi

  • 2 MW jättikokoinen tuuliturbiini täysillä ollessaan tuottaa sähkön 2000 ihmisen asumiseen
  • 2 kW aurinkopaneelisto (noin 13 m², [4]) tuottaa parhaalla auringonpaisteella sähkön kahden ihmisen asumiseen (mutta tuotanto ja kulutus eivät kohtaa)
  • Tätä kirjoitettaessa tuulivoimaa tuotetaan Suomessa Fingridin tilannekuvan mukaan mukavasti 107 MW. Tämä tuottaa tarpeeksi energiaa 107000 ihmisen asumiseen (eli noin Suomen kahdeksanneksi suurimman kaupungin Kuopion asukkaiden asumistarpeisiin). Tämä on noin 2% Suomen asukkaista.

Ns. kotitaloussähkö ei ole ihmisen asumisen energiankulutuksesta Suomessa kuin 10-20%.[3] Ei siis ole realistista säästää energiankulutuksessa siitä, varsinkin koska suurin osa kotitaloussähköstä muuttuu perimmiltään lämmöksi ja vähentää varsinaisen lämmitysenergian tarvetta.

Edellä lasketun asumiskulutuksen lisäksi tulevat liikenne, kauppa, teollisuus ja muut työpaikat.

Jos ihminen haluaa tinkiä energiankulutuksestaan, merkittävin tapa on vähentää asumisneliöitä. Mikäli asumisenergiankulutuksesta tingitään, tämä johtaa asuntojen tuhoutumiseen hyvin nopeasti kosteusvaurioihin. Asumisenergiankulutuksen osakulutukset (lämmitys/viilennys, talotekniikka, lämmin vesi, sähkölaitteet) ovat toisistaan riippuvaisia, ja yhdestä tinkiminen tarkoittaa toisen kulutuksen kasvua.

[1] http://www.sahkolamppu.com/2014/06/aurinko-tuuli-kaksi-kolmasosaa.html
[2] http://www.stat.fi/til/asas/2008/asas_2008_2009-12-15_kat_001_fi.htmlhttp://www.stat.fi/til/asas/2013/asas_2013_2014-05-21_tau_003_fi.html
[3] http://www.vtt.fi/liitetiedostot/cluster5_metsa_kemia_ymparisto/Nieminen.pdf
[4] http://www.yinglisolar.com/assets/uploads/products/downloads/YGE_60_Cell_Series_EN.pdf