Jäähdytys eli miten se toimii

Viime kesän helteet ovat muisto vain, mutta ilmastonmuutoksen edetessä saamme varautua vastaavanlaisiin lämpimiin, jopa kuumiin, kesiin jatkossakin. Asuin- ja toimitilojen viihtyisyydessä jäähdytyksellä tulee olemaan entistä isompi rooli.

Jäähdytyksen ja viilennyksen ero

Jäähdytyksellä tarkoitetaan järjestelmää, joka pystyy laskemaan lämpötilaa ja ylläpitämään tilan olosuhteen asetusarvossa lähes kaikissa olosuhteissa.

Viilennyksellä tarkoitetaan järjestelmää, jolla pyritään rajoittamaan lämpötilan nousua. Viilennysratkaisut eivät ainoana järjestelmänä pysty estämään lämpötilan nousua, mutta parantavat olosuhdetta poistamalla suurimmat lämpötilannousut. Viilennysjärjestelmiä ovat esimerkiksi tuloilmaviilennys ja lattiaviilennys.

Olosuhteet haltuun

Ihmisen viihtyvyyden näkökulmasta jäähdytyksessä on hallittava seuraavat tekijät: lämpötila, kosteus, äänitaso, äänenpaineenvaihtelu sekä vedottomuus.

Lämpötila: Jäähdytysjärjestelmällä lasketaan huoneen lämpötilaa. Ihmisen näkökulmasta on tärkeää, että lämpötila pysyy tarkasti asetusarvossa eikä tyytymättömyyttä aiheuttavaa huojuntaa tapahdu.

Kosteus: Kesällä ilmankosteus voi nousta hyvinkin suureksi sisätiloissa, jolloin jäähdytysjärjestelmältä vaaditaan kykyä kuivata sisäilmaa. Sisäilmaa kuivaavat jäähdytysjärjestelmät on aina viemäröitävä. Kun puhutaan kuivaavista jäähdytysjärjestelmistä, on kyse märkäjäähdytyksestä. Näitä järjestelmiä ovat muun muassa puhallinkonvektorit ja tuloilmaviilennys.

Kosteutta poistamattomia jäähdytysjärjestelmiä eli kuivajäähdytysjärjestelmiä ovat tyypillisesti kattosäteilijät, jäähdytyspalkit ja lattiaviilennys.

Äänitaso: Varsinkin asuinrakennuksissa äänitasolla ja äänenpainevaihtelulla on suuri merkitys, joka korostuu illalla nukkumaan mentäessä, kun muut äänet hiljenevät. Jäähdytysjärjestelmää valittaessa tulee huomioida, että äänitaso pysyy matalana ja jäähdytystehon muuttuessa ihmiskorva ei kuule häiritsevää äänenpainevaihtelua.

Vedottomuus: Ihmisen kannalta vedottomuus on olennainen osa hyvää jäähdytysjärjestelmää. Ihmisten kyky kestää vetoa on yksilöllistä ja heikkenee ikääntyessä. Vedottomuuteen pyritään ohjaamalla jäähdytetty ilma kattopintaa pitkin, pitämällä jäähdytetyn ilman lämpötilaero maltillisena sekä ohjaamalla ilmavirta pois ihmisistä.

Passiiviset (puhaltimettomat) jäähdytysjärjestelmät ovat tyypillisesti vedottomia, mutta vaativat hyvin suuren pinta-alan toimiakseen. Käytettäessä passiivisia jäähdytysjärjestelmiä on suositeltavaa poistaa sisäilman kosteus jäähdytetyn tuloilman avulla.

Asuin- ja toimitilojen jäähdytyksen tuotto

Asuin- ja toimitiloissa käytetään yleisesti keskitettyä jäähdytysjärjestelmää. Yleisimpiä keskitettyjä jäähdytysjärjestelmiä ovat kylmävesiasema, maaviileä tai kaukojäähdytys.

• Kylmävesiasema: Kiinteistön teknisissä tiloissa sijaitseva jäähdytyslaite, jonka kylmäprosessissa syntyvä jäähdytysenergia hyödynnetään kiinteistön jäähdytysjärjestelmissä.
• Maaviileä: Maalämpökohteissa maasta saadaan kesäaikana viilennysenergiaa. Kun käytetään maaviileää, ladataan samalla lämpöenergiaa maalämpökaivoon tulevaa lämmityskautta varten, mikä parantaa maalämmön hyötysuhdetta.
• Kaukojäähdytys: Energiayhtiöt tarjoavat keskusta-alueilla keskitettyä jäähdytystä kiinteistöille. Tässä tapauksessa energiayhtiö tuottaa jäähdytysenergiaa keskitetysti suuremmalla laitoksella ja siirtää sen kaukolämmön tapaan putkistoilla kiinteistöille. Kiinteistöihin asennetaan kaukojäähdytyskeskus, joka on vastaava kuin kaukolämpöverkostoissa. Kiinteistöstä talteen otettu hukkalämpö hyödynnetään kaukolämmön tuottamiseen energialaitoksen toimesta.
• Energiayhtiöt tarjoavat jäähdytystä palveluina myös kaukojäähdytysverkoston ulkopuolella. Tällöin jäähdytys tuotetaan lämpöpumpulla paikallisesti. Energiayhtiö hyödyntää huoneistoissa lämmenneen jäähdytysveden johtamalla lämpöenergian lämpöpumpun välityksellä kaukolämpöverkostoon.

Kylmänjakelu kiinteistössä

Jäähdytysenergia siirretään jäähdytettäviin tiloihin tyypillisesti jäähdytysvesiverkoston tai jäähdytetyn ilman välityksellä.

Jäähdytysvesiverkostoa käytettäessä jäähdytysenergiaa jaetaan huoneistoihin/tiloihin tarpeen mukaan. Verkostossa kiertää kylmä vesi, jonka käyttöä säädetään tilakohtaisesti jäähdytyslaitteiden venttiilien avulla. Yksinkertaistettuna järjestelmä toimii samaan tapaan kuin lämmityspatterit, joiden termostaattiventtiili määrittää vesivirran patterille tarpeen mukaan.

Kun jäähdytysenergiaa jaetaan ilmavälitteisesti, käytetään tyypillisesti keskitettyä ilmanvaihtokonetta. Ilmanvaihtokoneen jäähdytyspatteri jäähdyttää tuloilman, joka jaetaan kanavistoilla koko palvelualueelle. Ilmanvaihdon kautta saatava jäähdytysteho on huomattavasti matalampi verrattuna vesiverkostoon, mikä johtuu pienistä ilmamääristä.

Ilmanvaihdon jäähdytys ei tyypillisesti sovellu ainoaksi jäähdytysjärjestelmäksi, vaan silloin puhutaan viilennyksestä. Ilmanvaihdon jäähdytyksellä voidaan poistaa tuloilman kosteutta, jolloin huoneistokohtainen jäähdytysjärjestelmä voidaan mitoittaa matalampitehoiseksi.

Kirjoittaja Tomi Niiranen työskentelee projektipäällikkönä Chiller Oy:llä.