Lämpöpatteri

Lämpöpatteri on lämpöä luovuttava eli ympäristöään lämmittävä, yleensä metallinen laite, jota käytetään rakennusten lämmittämiseen. Lämpöpatteri sijoitetaan yleensä ulkoseinän sisäpinnalle, tyypillisesti ikkunan alle estämään kylmän ilman virtaus lattialle.
Tyypillisesti patteri on kiinteästi asennettu. Sähkötoimisista pattereista on myös siirrettäviä pistokkeellisia versioita (sähkölämmitin).

Historia

Lämpöpatterin keksijänä pidetään Pietarissa asunutta venäläistä yrittäjää Franz San Gallia, joka vuonna 1843 keksi lämmittää huoneita kuuman veden avulla. Vuonna 1857 tuote oli valmis markkinoille. Siitä tuli heti alusta alkaen suuri kaupallinen menestys.

Lämpöpattereiden tyypit

Lämpöpatterit jaetaan toimintaperiaatteensa mukaan joko radiaattoreihin tai konvektoreihin. Radiaattoreissa lämmön siirto perustuu lämpösäteilyyn, konvektoreissa kiertävän ilman lämmittämiseen. Lämmönjakotavan vuoksi konvektoreiden pinnat ovat radiaattoreiden pintoja viileämpiä. Rakennetyypit voidaan myös yhdistää, jolloin esimerkiksi radiaattorin takapintaan kiinnitetään ilmankiertoa ja lämmönjakoa tehostavat metallilevyt.
Lämpöpatterit voidaan jakaa myös suoraa lämpöä antaviin ja varaaviin. Varaavissa lämpöpattereissa voidaan tarvittava energia ottaa halvan yösähkötariffin aikaan, lämpö luovutetaan lämmittimestä vähitellen päivän aikana. Lämpöpattereiden varauskyky on kuitenkin varsin vaatimaton. Varauskykyä käytetään lähinnä tasaamaan lämpötilaa erityisesti sähkötoimisissa pattereissa.

Vesikiertoinen lämpöpatteri ja kiertovesijärjestelmä

Useimmiten lämpöpatterit liitetään kiertovesilämmitysjärjestelmään, eli ne lämmitetään kuumalla patterin sisällä kiertävällä vedellä. Vesi kiertää erillisessä putkistossa joko kiertovesipumpun avulla tai ns. vapaakierrolla huonetilasta ja lämpöpatterista toiseen, ja viimein takaisin varaajaan. Varaajan vesi lämmitetään joko öljy-, puu-, pelletti- tai kaasukäyttöisellä lämpökattilalla, sähkövastuksella, kaukolämpöverkostoon liitetyllä lämmönsiirtimellä maalämpöpumppujärjestelmällä tai aurinkokeräimillä.

Vesikiertoisen järjestelmän huolto

Mikäli kiertovesiputkistoon joutuu ilmaa, se kertyy putkiston korkeimpaan kohtaan, tai mahdollisesti lämpöpatteriin, joka on tällöin ilmattava, sillä muuten lämpöpatterista lämpiää vain alaosa. Putkistossa oleva ilma voi aiheuttaa myös lorisevaa ääntä. Tämä korjataan ilmaventtiilillä.

Sähkötoiminen lämpöpatteri

Sähköpatteri on sähkövastuksilla lämpenevä yleensä teräspellistä tehty lämmityslaite eli energia patteriin tuodaan sähkövirtana. Sähkötoimisia lämpöpattereita tuotetaan myös siirreltävinä pistokkeellisina malleina.

Suora sähkötoiminen lämpöpatteri

Sähkötoiminen lämpöpatteri, arkikielessä "sähköpatteri", on yleensä suoraa lämpöä antava konvektori: lämmittimen kuumat pinnat aiheuttavat ilmavirtauksen, jossa ohimenevä ilma lämpeää ja leviää virtauksen avulla huonetilaan. Lämmittimellä itsellään ei ole merkittävää lämmönvarauskapasiteettia vaan se lämmittää tilaa ainoastaan sähköenergiaa kuluttaessaan. Suora sähkölämmitys on asennuskustannuksiltaan edullista, mutta käyttökustannuksiltaan varaavaa kalliimpaa.

Varaava sähkötoiminen lämpöpatteri

Sähkötoimisen lämpöpatterin lämmönvarauskapasiteettia voidaan suurentaa kasvattamalla patterin massaa. Varaavan sähköpatterin pintalämpötila ja siten sen lähistön ilman lämpötila on yleensä huipultaan matalampi ja tasaisempi kuin kevytrakenteisen. Näin koska yleensä lämmön tuottavaa sähkövastusta käytetään päälle-pois -sykleissä, ei säätämällä sen jatkuvaa tehoa. Varaava patteri varastoi itseensä saman lämpömäärän pienemmällä pintalämpötilalla ja myös tasaisempana. Varauskyky toimii siis puskurivarastona. Patterin massaa voidaan kasvattaa täyttämällä se öljyllä (öljytäytteinen sähkölämmitin) tai sijoittamalla sen sisään sopivanmuotoisia betonikiviä. Myös lämpöpatterin kuori voi olla varaava, esimerkiksi kivirakenteinen – Suomessa tuotetaan vuolukivirakenteisia sähkölämmityspattereita.
Sähkölämmitteinen lämpöpatteri voi olla myös varaavan ja suoraa lämpöä antavan yhdistelmä, jolloin se toimii sekä radiaattorina että konvektorina. Tällöin patterissa on ilman kiertoa ja lämmönluovutusta tehostava rivoitus.

Lämmityspattereiden ohjaus

Pattereiden luovuttamaa lämpötehoa säädellään ilman lämpötilaan reagoivalla termostaatilla.

Patteritermostaatti

Patteritermostaatti on vesikeskuslämmityksen patterin oleellinen osa. Patteritermostaatti säätelee veden virtaamaa ja katkaisee veden kierron patterissa lämpötilan noustua haluttuun arvoon ja lämpötilan laskiessa se taas aukeaa.
Vesikiertoisissa pattereissa termostaatti säätää veden virtaamaa patteriventtiilin avulla. Jokaisessa patterissa on oma termostaattinsa. Vesikiertoinen järjestelmä saattaa olla myös kiinteäsäätöinen, ilman mahdollisuutta lämpötehon säätöön.
Sähkötoimisten lämpöpattereiden toimintaa ohjataan yleensä termostaatilla, joka katkaisee virran kun lämpötila on riittävän korkea. Termostaatteja voi olla jokaisessa patterissa omansa, tai useampaa patteria ohjataan yhdellä termostaatilla.

Huonetermostaatti

Termostaatti voi olla myös ns. huonetermostaatti, jolla hallitaan kaikkia huoneessa olevia pattereita ja mahdollisesti myös jäähdytyslaitteita (jäähdytyspalkki). Huonetermostaatin etuna on sen helppokäyttöisyys, termostaatti säätelee lämpöä automaattisesti, haittana kalliimpi investointikustannus.