Kerrostalon viilennys, jäähdytys ja ilmastointi...

Kerrostalon viilennys, jäähdytys ja ilmastointi ilmalämpöpumpulla

Kesä ja helteet tulevat – hanki nyt viilennys kerrostaloon ilmalämpöpumpun avulla!

Meiltä saat laitteen ja asennuksen ammattitaidolla. Toimimme seuraavilla alueilla: Espoo, Helsinki, Vantaa, Tampere, Pirkanmaan talousalue.

Olemme keränneet tähän oppaaseen kysymyksiä, joita on esitetty kerrostaloasunnon viilentämisestä ilmalämpöpumpulla. Oppaan tietoja voi toki soveltaa moneen muuhunkin asuntotyyppiin, joten voit huoletta käyttää tietoja tarpeesi mukaan. Olemme pyrkineet kirjoittamaan oppaan kansantajuisesti, jotta oppaasta olisi mahdollisimman paljon hyötyä.

Alkuun hieman siitä, mikä ilmalämpöpumppu ylipäätään on. Ilmalämpöpumppu on nimensä mukaisesti pumppu. Ilmalämpöpumppu siirtää lämpöenergiaa joko ulkoa sisään tai sisältä ulos. Ilmalämpöpumppu itse ei tuota lämpöenergiaa tai muuta sähköenergiaa suoraan lämmöksi, vaan ainoastaan siirtää sitä.

Meiltä kysytään usein, miksi laitteesta käytetään nimeä "ilmalämpöpumppu". Nopeasti ajateltuna voi päätellä, että kyseessä on lämmityslaite. Jos nimeä miettii tarkemmin, huomaa, ettei siihen sisälly nimenomaan lämmitykseen liittyvää termiä. Kun sanaa miettiikin hieman eri tavalla kirjoitettuna, niin asia selkeytyy. Jos tarkkoja ollaan, niin laitteen nimi pitäisi olla "lämpöenergiasiirtopumppu". Näin hankala termi ei tietenkään toimisi käytännössä, mutta se kuvaisi laitteen filosofiaa hieman paremmin.

 

Ilmalämpöpumpun perusominaisuudet

  • Ilmalämpöpumppu ainoastaan siirtää lämpöenergiaa sisältä ulos ja ulkoa sisään.
  • Ilmalämpöpumppu ei tee lämpöenergiaa sähköstä.
  • Viilennyksessä ja lämmityksessä on kyseessä sama prosessi, mutta prosessin suunta on eri: lämmitettäessä ulkoilmasta tuodaan lämpöenergiaa sisälle, viilennettäessä lämpöenergiaa viedään sisäilmasta ulos.

 

Mitä viilennys oikeastaan tarkoittaa ja miten se onnistuu?

Kun asunnossasi on lämmin, se tarkoittaa sitä, että sisäilmassa on lämpöenergiaa. Ilmalla on oma painonsa, joka riippuu hieman ilmankosteudesta ja lämpötilasta. Ilmankosteus ja lämpötila eivät kuitenkaan muuta ilman painoa merkittävästi, joten voidaan yleistää, että ilma painaa noin 1,225 kg / kuutio. Ilman sisältämä lämpöenergia voidaan laskea ilman ominaislämpökapasiteetin avulla. Lämpöenergia on tarkemmin liike-energiaa. Korkeammassa lämmössä atomien liike-energia on suurempi.

 

Esimerkki 1: tehon tarve yhden ilmakuution viilentämiseen 27 °C:stä 22 °C:hen viidessä minuutissa

Yksi kuutio ilmaa on siis tilavuus, joka on kuutiossa, jonka sivun pituus on yksi metri. Litroissa ilma on 1 000 litraa. Näin ollen kuutio sisältää noin 1,225 kilogrammaa ilmaa.

  • Ilman ominaislämpökapasiteetti (normaalipaineessa) on 1 kJ/(K·kg) -> "c = 1 kJ/(K·kg)".
  • Haluttu viilennys on 5 °C (27 °C – 22 °C) -> "∆t = 5 °C".
  • Yksi kuution sisältämä ilmamassa on 1,225 kg  -> "m = 1,225 kg".
  • Viisi minuuttia sisältää 300 sekuntia -> "s = 300 s".

Laskemme siis sen, kuinka paljon ilmamassasta pitää ottaa lämpöenergiaa pois, jotta lämpötila laskee 5 °C:tta.

  • Kaava on seuraava: Q = c·m·∆t
     
  • Q = 1 kJ/(K·kg) · 1,225 kg · (27 °C - 22 °C) = 6,125 kJ

Pelkästään energiamäärällä emme vielä selviä laskusta. Viilennystehon mitoituksessa pitää aina miettiä, kuinka kauan halutaan käyttää aikaa, jotta haluttu lopputulos saavutetaan. Esimerkkitapauksessa haluaisimme viilentää kuution ilmaa viidessä minuutissa. Haluamme toisin sanoen tehdä työtä viiden minuutin ajan, joka poistaa jo laskemamme 6,125 kJ lämpöenergiaa. Työ tunnetaan yleisemmin wattina. Työn kaava on W = J / s.

  • W = 6,125 kJ / 300 s = 1837,5 kJ · s = 20,41 W ≈ 20 W

Esimerkkitapauksessa 20 W:n teholla pystytään viilentämään kuutio ilmaa haluttuun lämpötilaan. Tässä tapauksessa on laskettu ideaalitilanne, joten hukkaenergiaa tai muita laskettavia suureita ei ole huomioitu. Kuten esimerkistä ilmenee, lämpöenergian laskeminen ei ole kovin vaikeaa. Viilennyksen kohdalla tulee kuitenkin muistaa yksi tärkeä asia: viileätä ei voi ikinä siirtää paikasta A paikkaan B, vaan kaikki viilentäminen – menetelmästä riippumatta – tarkoittaa sitä, että siirrämme lämpöenergiaa pois siitä tilasta, jota haluamme viilentää.

 

Onko luvallista asentaa huoneistokohtainen viilennys kerrostaloon?

Mikään laki, rakennusmääräys tai valtion tai kunnan ohjeistus ei kiellä huoneistokohtaista viilennystä. Lähtökohtaisesti ilmastoinnin asennus ei ole luvanvaraista. Tästä huolimatta on syytä huomioida muutama seikka, kun suunnittelee ilmastoinnin asentamista.

 

Taloyhtiön lupa

Taloyhtiöltä tulee pyytää lupa. Nykyään luvan saa yleensä helposti ilmoituksella. Lisäksi asennuksesta tulee tehdä muutostyöilmoitus isännöitsijälle. Innoair Oy:n asiakaspalvelu auttaa luvan pyytämisessä, ja tarvittaessa autamme myös taloyhtiöilmoituksen tekemisessä. Teknistä perustetta luvan eväämiselle ei ole. Asennus ei vaurioita kantavia rakenteita eikä se aiheuta ongelmia muulle talotekniikalle.

 

Äänenpaine

Jokaisella laitteella on valmistajan ilmoittama äänenpaine desibeleinä A-suodatuksella. Kyseessä on pistemäinen äänilähde, joten äänenpaine laskee 6 dB aina, kun mittausetäisyys kaksinkertaistuu.

Valmistajan esitteissä mainitaan maksimiäänenpaine. Normaalisti laite kuitenkin käy suurimman osan ajasta pienemmällä teholla. Taajamassa – ja myös taajaman ulkopuolella – käytännön tilanteessa äänenpaine on aina alle tavoiterajan. Mittaustulokset ovat aina ajanjakson keskiarvoja. Toimivat järjestelmät tuottavat maksimiäänenpainetason käynnistystilanteessa, mutta kompressorin käynnistymisen jälkeen laitteen äänenpainetaso laskee.

  • Esimerkki:
    Laitteen esitteessä ilmoitetaan maksimiäänenpaineeksi 49 dB (A). Koska kyseessä on pistemäinen äänilähde, se vaimenee etäisyyden neliönä. Näin ollen kahden metrin päästä mitattuna äänenpaine on 49 dB (A) – 6 dB = 43 dB (A). Kun ulkoyksikkö on sijoitettu parvekkeelle, äänihaittaa ei tule sisälle eikä naapuriparvekkeelle. On lähes mahdotonta tietää – äänen perusteella – sisällä tai muutaman metrin päässä sitä, onko laite päällä vai ei.

Monesti dokumenttien virheellinen tulkinta aiheuttaa vääriä päätelmiä. Esimerkiksi Helsingin kaupungin ohjeistuksessa puhutaan suurimmasta sallitusta äänenpainetasosta ulkoyksiköiden kohdalla. Tämä luku on ekvivalenttitaso, jota ei voida verrata pistemäisen äänilähteen tasoon.

 

Läpivienti

Huonekohtainen ilmastointilaite vaatii 65 mm:n läpiviennin. Läpiviennin kautta viedään kontrollikaapeli, kylmäaineputki ja kondenssivesilinja ulos. Läpivienti ei aiheuta rakenteellisen kestävyyden muutosta materiaaliin (lähde: Elementtivalmistajat). Porauslinjan ”kulmaamiselle” ei ole tarvetta muutoin kuin hyvin poikkeuksellisissa tapauksissa.

  • Toteutustapana betoni
    Yleisin tapa on niin sanottu kuivatimanttiporaus: periaatteessa normaali poraus, jossa käytetään järeämpää kalustoa. Yleensä poraus tehdää käsivaralla, ja se kestää noin kymmenen minuuttia. Mikäli porauslinjassa on harjaterästä, poraus pitkittyy. Mikäli betonin lujuus on suuri, käytetään märkätimanttiporausmenetelmää, joka on muutoin vastaava kuin kuivaporaus, mutta ”voiteluaineena” käytetään vettä. Vesi siirtyy poranterälle akselilinjasta. Voitelun jälkeen vesi palaa sakkasammioon. Lopuksi vesi poistuu voimakkaan alipaineen avulla, eikä porausreikään jää mainittavasti vettä.
     
  • Toteutustapana puu tai tiili
    Poraus toteutetaan aina kuivaporaamalla. Materiaalin pehmeyden tähden käytetään yleensä käsikäyttöisiä poria.
     
  • Eristys
    Läpivienti eristetään villaamalla (EU-Cert, EHPA). Kosteussulku vähintään sisäpuolelle. Toimiva ilmanvaihto pitää sisäilman alipaineisena. Näin ollen ei pääse muodostumaan kastepistettä. Uretaania ei suositella käytettäväksi, koska osa uretaanivaahdoista laajenee. Ulkopuolelta läpivienti suojataan roiskevedeltä suojakannen avulla.

 

RALA-kortti / Elementtivalmistajat 2009

Yritimme laatia Rakentamisenlaatu Ry:n ja Elementtivalmistajien kanssa RALA-korttia läpiviennistä vuonna 2009. Kortti ei toteutunut, koska instanssit eivät pitäneet sitä tarpeellisena. 65 mm:n läpivienti ei aiheuta rakenteellisen kestävyyden heikkenemistä, joka johtuisi harjateräksen mahdollisen ruostumisen aiheuttamasta laajenemismurenemisesta; mahdollisuutta pidettiin häviävän pienenä. Valmistajilla ei ole tietoa kyseisistä tapauksista, vaikka reikiä on porattu jo vuosikymmeniä muistakin syistä. Nykyaikaisen ontelolaatan tuuletus on jo suunniteltu toimivaksi. Mahdollisuutta massiiviselle veden kerääntymiselle onteloon pidettiin erittäin vähäisenä muihin ilmiöitä aiheuttaviin seikkoihin (esim. ulkorappauksen vauriot, katejärjestelmän viat ym.) verrattuna.

 

Kondenssivesi

Kun sisäyksikön kennon pintalämpötila laskee alle kastepisteen, syntyy kosteutta. Kosteus kerääntyy laitteen alaosassa olevaan säiliöön, josta kondenssivesi johdetaan hallitusti ulos. Tämän hetken näkemyksen mukaan paras tapa on siirtää kondenssivesi liittämättömällä yhtenäisellä putkella suoraan ulos. Rakennusmääräyksissä sanotaan, että huonekohtaisten ilmanvaihtolaitteiden (ilmalämpöpumppu ym.) kondenssivesi voidaan johtaa ulos.

Lähde: 5.1.1.1 Ohje D-sarja Rakennuksen laitteista poistettavat vähäiset vesimäärät, kuten ilmanvaihtokoneiden lämmöntalteenottolaitteissa ja ilmastoinnin jäähdytyslaitteissa kondensoituva vesi voidaan johtaa sisätiloissa sadevesilaitteistoon. Ympäristöministeriön päätöksen mukaisesti säädetään 5. päivänä helmikuuta 1999 annetun maankäyttö- ja rakennuslain (132/1999) 13 §:n nojalla rakentamisessa sovellettaviksi seuraavat määräykset ja ohjeet kiinteistöjen vesi- ja viemärilaitteistoista.

 

Sähköistys

Laitteen saa sähköistää joko ulko- tai sisäkautta. Normaali 10 A riittää, eikä asennus vaadi turvakytkintä. Turvakytkin asennetaan, jos ei ole vikavirtasuojaa tai pistotulppa-asennusta.

 

R410-kylmäaine HCFC

Aineen tai seoksen luokitus (EY 67/548 tai EY 1999/45): Ei luokiteltu vaaralliseksi valmisteeksi/aineeksi.