Kuumailmakeräin

Kuumailmakeräimet ovat aurinkokeräimiä, joissa käytetään ilmaa veden tai muun nesteen sijasta lämmönsiirtoaineena. Yleisesti keräimet koostuvat metallisesta kaukalosta, johon on asennettu lämmönkeräinelementit (ns. absorberit), jotka luovuttavat auringosta saatua lämpöenergiaa niiden alla virtaavaan ilmaan. Yläpinnassa on turvalasilevy, joka suojaa keräimet ympäristövaikutuksista (vesi-, lumisateet, rakeet jne.). Uusimmat kuumailmakeräimet yltävät lämmönsiirrossa 50–70 prosentin hyötysuhteeseen. Kuumailmakeräimet asennetaan paikoihin, joissa ne päivän kuluessa saavat auringonvaloa. Useimmiten sopivin asennuspaikka on rakennuksen katto, mutta Suomen kaltaisilla leveyksillä seinäasennus on myös varteenotettava asennustapa. Korkealla leveyspiirillä varsinkin talvella Auringon säteily tulee matalalla ja seinässä oleva keräin hyödyntää sen hyvin.

Lämmönvarastointi ja -jako

Yksikertaisimmillaan keräimissä lämmitetty ilma siirretään puhaltimen avulla suoraan rakennukseen eli käytetään heti. Tämä on yksinkertaisin vaihtoehto erilaisten rakennusten (vapaa-ajanrakennukset, asuinrakennukset, hallit, jne.) lämmittämiseen auringon avulla. Myös kytkeminen jo olemassa olevaan lämmöntalteenottoon on mahdollinen. Erityisesti Suomessa uusien energiamääräysten mukaan rakennetuissa taloissa on valmiiksi koneelliset ilmanvaihtojärjestelmät. Sellaisissa taloissa kuumailmakeräinten liittäminen ilmastointijärjestelmiin on yksinkertainen ja tehokas vaihtoehto.

Mikäli kuumennettua ilmaa ei tarvita itse lämmittämiseen, siirretään sen sisältämää energiaa siirtoaineen kautta varastoimisaineeseen. Tällainen voi olla esimerkiksi korkean varastoimiskapasiteetin takia ja käytännön syistä vesivaraajassa oleva vesi. Vesivaraajan sijasta kuuman ilman voi puhaltaa myös kaakeliuuniin tai muuten kivestä rakennettuun uuniin.

Kolmas vaihtoehto on ilman siirtäminen ns. hypokaustiin, joka voi olla esimerkiksi ontto väliseinä, jonka läpi lämmin ilma virtaa. Tällainen seinärakenne pystyy varastoimaan lämpöä 2–3 päivää. Hypokaustina voi toimia myös kellari, suljettu rossipohja tai sauna. Varastoinnin lisäksi lämmityshyötyä saadaan hypokaustin materiaalien kuivamisesta. Kostean maan lämmönjohtavuus on suurempi kuin kuivan. Kaikkien vaihtoehtojen yhteinen tekijä on kuitenkin se, että niillä saadaan aikaan paitsi lämmitystä myös raikasta lämmintä ilmaa sisätiloihin. Joitain ilmakiertoisia ratkaisuja voi hyödyntää myös rakennusaikaseen kuivaamiseen.

Teollisuudessa kuumailmakeräimiä voidaan käyttää erilaisten tilojen ja käyttöveden lämmittämisen lisäksi myös erilaisiin kuivausprosesseihin (bio-polttoaineet, maataloudessa biomassa, heinä, vilja, jne.).

Etuja ja haittoja

Etuna on järjestelmän vaarattomuus. Ilma ei voi ylikuumeta eikä vahingoittaa keräimiä. Niin ikään kuumilmakeräimet ja ilmakanavistot eivät jäädy. Vuotopaikat ilmanjakelukanavistoissa eivät aiheuta vesivahinkoja. Kuumailmakeräimet reagoivat jo pieniinkin aurinkosäteilymääriin ja sitä paitsi huomattavasti nopeammin kuin nestekeräimet.

Haittapuolena voidaan mahdollisesti pitää sitä, että ilmanjakelu tapahtuu verrattain kookkaiden ilmastointi­kanavien kautta. Uudisrakennuksissa ja rakennuksissa, joissa on koneellinen ilmanvaihto, tämä ei ole ongelma, sen sijaan vanhemmissa rakennuksissa on löydettävä sopiva ratkaisu.