Teksti ja kuvat Lauri Lehtinen

Pitämällä lämpötila matalammalla silloin, kun kiinteistössä ei ole ihmisiä, saavutetaan tuntuva kokonaissäästö lämmityskuluissa. Useimmat lämmönsäätötavat, esimerkiksi yösähköön tai kellokytkimeen perustuvat ratkaisut, ovat yleensä liian kaavamaisia. Nykyinen tietotekniikka tuo mahdollisuuden ohjata lämmitystä älykkäästi.

Sumean logiikan tapaiset keinot oppivat huoneiden lämpenemis- ja jäähtymisnopeuksia sekä ennakoivat lämmitystarvetta sääennusteiden mukaan. Poikkeavat lämmitystarpeet, kuten koulun tai päiväkodin vanhempainilta, voidaan muuttaa ohjelmaan vaikkapa älypuhelimen tai tabletin käyttämällä yhteydellä.

Kunnat käyttävät yleisimmin rakennustensa lämmitykseen kaukolämpöä, mikäli se on mahdollista. Monet kiinteistöistä on kuitenkin sijainniltaan epäedullisia tai mahdottomia tämän suhteen, jolloin suorasähkö on eräs luonteva tapa pitää tiloja lämpiminä. Koska tällaisia kiinteistöjä on paljon, energiansäästön tehostaminen tällä saralla on kansantaloudellisesti hyvin merkittävää.

Yksinkertainen tapa säästää sähköä on laskea kiinteistön sisälämpötilaa. Nyrkkisääntö on, että asteen pudotus vähentää energiankulutusta viidellä prosentilla. Arvio on suuntaa antava, ja kovilla pakkasilla säästö on tätä suurempi ja parempi kuin lämmityskauden alku- ja loppupuolella.

Valkeakoski turvautui pilveen

Valkeakosken kaupunki on kokeillut älykästä sähkölämmityksen säätötapaa kahdessa päiväkodissa. Hyvien tulosten perusteella säätöä on laajennettu liikuntatoimeen, rantasaunan lämmityksen ohjaukseen.

Säätöjärjestelmänä käytetään suomalaista OptiWattia, joka mittaa jatkuvasti sisälämpötiloja huonekohtaisesti, ja katkoo lämmitystä kulloisenkin tarpeen mukaan. Sillä voi automatisoida viileämmän huoneilman niihin tiloihin, joissa ei oleskella.

Valmistaja ilmoittaa, että ennakoiva ja huoneen ominaisuudet oppiva säätö antaa yleensä 40 prosentin säästön lämmitysenergian kulutukseen asuinkiinteistöissä. Julkisissa tiloissa säästöpotentiaali on yleensä suurempi, sillä tyhjilläänoloajat ovat pitempiä ja selkeämpiä.

Valkeakosken kaupungin toimitilapäällikkö Jarmo Airaksinen kertoo, että kaupunki aloitti kokeilun kahdessa päiväkodissa, joissa oleskellaan arkisin kello 6.30 – 17.00 välisenä aikana. Nyt noin 22 asteen oleskelulämpöä pidetään vain tuolloin, yöksi ja viikonlopuksi asetus on 17 astetta ja minimissään 15 astetta. Lisäksi huonekohtainen säätö pitää leikki- ja nukkumishuoneet hieman muita viileämpinä.

– Meillä ei ole vielä koko lämmityskauden kestävää vertailutulosta, mutta laskelmien mukaan lämmityssähkön säästö on todella mittava. Vielä parempaa tulosta odotamme saunasta, joka on aikaisemmin ollut jatkuvasti tasalämmössä, vaikka käyttöä on vain lämpimänä aikana kahdesti viikossa ja avantouintikautena kolmena päivänä, Airaksinen sanoo.

Edullista tekniikkaa

Säätöjärjestelmän idea on rakentaa monimutkainen, oppimaan kykenevä ohjelmisto huonekohtaiseen lämmönhallintaan. Tätä kokonaisuutta ei kuitenkaan asenneta jokaiseen huoneeseen, vaan laskennan ja säädön hoitaa kiinteistön keskusyksikkö. Se on puolestaan yhteydessä nettipalvelimella olevaan tietokoneeseen, jonka ohjelmisto tekee vaativan optimoinnin. Tietokone ehtii mainiosti valvoa tuhansia huoneita ja oppia kunkin rakenteesta ja lämmitystavasta johtuvat erikoispiirteet.

Varsinainen säätötoiminto tapahtuu yksinkertaisesti katkomalla lämmityspattereille ja muille lämmönlähteille menevää virtaa päälle ja pois. Tällä järjestelyllä sijoitettavat komponentit on saatu halvoiksi, mutta säätö monipuoliseksi ja helposti laajennettavaksi.

Kunkin huoneen lämpötilaa valvoo anturi, joka lähettää tiedon langattomasti keskusyksikölle. Se puolestaan valvoo lämmitystä ja välittää mittaukset internetin kautta keskustietokoneelle. Järjestelmä on helppo asentaa ja käyttää, ja siihen tehtävät muutokset onnistuvat helposti kiinteistöjä valvovan henkilön tietokoneelta tai tabletilta. Myös älypuhelin sopii tehtävään, jos muutoksia tarvitsee tehdä liikkeellä ollessa.

Valkeakoskella saunatilat poikkeavat oleellisesti päiväkodeista, sillä niissä on huomattavan paljon lattialämmityksiä, joiden massa varaa lämpöä. Niissä lämpeneminen ja jäähtyminen on hitaampaa, ja talviaikana on kolme kertaa viikossa avantouintia, jolloin osa lattioista pidetään uima-aikaan tavallistakin lämpimämpänä.

Kun tietokone oppii tilojen ja lämmittimien toiminnan, lähettää systeemi huonekohtaiset käskyt takaisin keskusyksikölle, joka puolestaan ohjaa sähkörasiaan sijoitettua relettä joko päälle tai pois päältä. Rele on niin pieni, että se mahtuu yleensä seinän sähkörasiaan, termostaatin alle näkymättömiin.

Kun säätö on jatkuvaa, lämmitys kytkeytyy heti pois, kun vaikkapa keväinen auringonpaiste antaa äkkiä lisää ylimääräistä energiaa. Käytännössä rele ohittaa termostaatin, jolloin päiväkodin pienet talonmiehet eivät pääse näppärillä sormillaan muuttelemaan termostaatin kautta lämpötiloja.

Tyytyväisyyttä tarhassa

Airaksinen kertoo, että päiväkotien henkilöstö on ollut tyytyväinen lämmönsäädön toimintaan. Ensimmäisinä päivinä sumea logiikka tosin opetteli kiinteistön toimintaa, mutta sen jälkeen se on toiminut moitteitta. Ja jos moittimista olisi ollut, sen olisi kuullut.

Jos julkisten rakennusten lämmitystä ohjaisi käsipelillä, järjestelmä olisi liian työläs. Ohjelmoitavat termostaatitkin olisivat mahdollisia, mutta niilläkään ei saavuteta sitä joustavuutta, mihin kännykällä ohjattava järjestelmä kykenee.

Säätöjärjestelmän toiminnasta on joissakin kaupungeissa todella radikaaleja tuloksia ja lyhyitä takaisinmaksuaikoja, sillä tiettyjen julkisten tilojen käyttö on hyvin syklistä. Esimerkiksi teatterit voivat olla lämpiminä vain näytäntöjen ja harjoitusten aikana, jolloin niissä saavutetut säästöt ovat hyvin suuria.

Markkinoilla on useampiakin säätöjärjestelmiä, joiden avulla suorasähkölämmitystä voidaan ohjata kulloisenkin tarpeen mukaan. Niitä vertailtaessa on tärkeätä, että järjestelmän hinnoittelu on selkeä ja yksinkertainen. Kun hinnat ovat kiinteät, ei tarvitse pelätä piilokuluja tai laskea, mitä osaa automatiikasta käyttäisi.

Laskentaa pilvessä

Keskitetyn, pilvipalveluna toimivan optimoinnin etu on, että se kykenee oppimaan jokaisen huoneen toiminnan ja säätämään lämmitystä hyvin tarkasti. Usein järjestelmä havaitsee myös poikkeuksia, vaikkapa kahden, hyvin samankaltaisen tilan toisistaan eroavan lämmitystarpeen. Silloin kyseessä saattaa olla erilainen tuuletuskäytäntö taikka vaikkapa vika lämmöneristeissä.

Keskitetyn tiedonkäsittelyn etuja on myös ylimääräisen tiedon mukaan otto. Järjestelmä voi seurata vaikkapa valtakunnallisia sääennusteita ja pörssisähkön hintaa. Jos kunta on tehnyt pörssisähkösopimuksen, tietokone osaa ennakoida hintamuutoksia ja sovittaa esimerkiksi vesivaraajien ja varaavien lämmityksen osien toimintaa halvimman energian tunneille.

Airaksinen kertoo, että Valkeakoskella kaupunki hankkii sähkönsä keskitetysti, joten pörssisähkön käyttö ei ole mahdollista.

Hänen mukaansa kiinnostava mahdollisuus liittyy ilmalämpöpumppujen ohjauksen liittämiseen säätökokonaisuuteen. Vaikka kaupungilla ei juuri nyt ole pumppuja, niiden ohjaaminen osana lämmityskokonaisuutta olisi mahdollista varsin edullisilla komponenteilla, ja kokonaisuus osaisi valita kulloinkin edullisimman lämmitysmuodon.

– On selvää, etteivät kaupungin käytössä olevat varat käytännössä lisäänny. Siksi tarkoituksenamme on ottaa kaikki käyttökustannuksista saatavat säästöt hyödyksi. Suorasähkölämmitys on hyvä esimerkki siitä, miten piilossa olleisiin turhiin kuluihin on ollut mahdollista puuttua, kertoo Airaksinen.