Asunnon viilentäminen tuloilmaviilennyksellä

Ewarcolla on markkinoiden toimivin ja edullisin talon viilennysratkaisu, tuloilmaviilennys, joka esitellään tämän artikkelin lopussa, mutta aluksi teoriaa ja perusteluja.

Asuntojen viilennys on Suomessakin viihtyisän asumisen oleellinen edellytys. Sisäilman tulee olla puhdas, sopivan lämpöinen ja sopivan kostea, kautta vuoden. Parhaaseen tulokseen päästään, kun viilennys huomioidaan jo rakennusta suunniteltaessa. Mikäli näitä asioita ei huomioida jo rakennettaessa, on niiden korjaaminen jälkikäteen kallista ja lopputulos jää vain osittaiseksi ja energiaa tuhlaavaksi.

Joka kesä tulee kuitenkin niin lämpimiä hellejaksoja, että asuntojen viilennys on tarpeen, myös talon lämpökuormat lisäävät viilennyksen tarvetta. Lämpökuormista tärkein on auringon lämpösäteily ja tämän lisäksi on pitkä lista muita lämpökuormia: Ruuanlaitto, kodin elektroniikka, valaistus, kodinkoneet, varaajahäviöt, kuuman käyttöveden putket, ihmiset, lemmikit, jne. Nämä voidaan kiteyttää lyhyesti, asuminen tuottaa lämpöä. Lämpökuormat aiheuttavat sen, että viilennystarve alkaa jo paljon ennen, kuin ulkoilman lämpötila nousee normaaliin sisälämpötilaan.  Myös ilman kosteudella on suuri vaikutus miellyttävään sisäilmaan, tämä on seikka, joka on jäänyt käsittelemättä useimmissa viilennystä koskevissa artikkeleissa.

Asunnon sisälämpötilan hallintaan vaikuttavia tekijöitä ja keinoja:

Estä suora auringonpaiste ikkunoista sisään, tämä on tärkein tekijä, sillä auringosta tuleva lämpösäteily on niin voimakasta, että sille ei pärjää mitkään viilentimet. Tehokkaimmillaan auringon kohtisuora lämpösäteily on Suomessa n. 800 W/m², jolloin ikkunoista tulee sisälle helposti usean kW:n lämpöteho.

Jos aurinko pääsee paistamaan suoraan sisään, ei lämpöä saa asunnosta pois, kuin ainoastaan tuulettamalla. Tuulettaminenkaan ei auta, jos ulkona on + 30 C°.

Auringosta tuleva lämpösäteily on aallonpituudeltaan pääasiassa lyhytaaltoista lämpösäteilyä. Lyhytaaltoinen lämpösäteily läpäisee helposti lasin, jolloin lähes kaikki auringosta tuleva lämpö pääsee ikkunoista sisään. Vastaavasti voisi kuvitella, että sisältä osa lämmöstä säteilisi ikkunoista ulos, mutta sisälämpötila on niin matala, että sen lähettämä lämpösäteily on pitkäaaltoista. Pitkäaaltoinen lämpösäteily ei läpäise lasia, jolloin kaikki auringon lämpö jää asuntoon. Tämä ilmiö tunnetaan myös nimellä ”kasvihuoneilmiö”.

Heijastaminen ei muuta lämpösäteilyn aallonpituutta, jolloin yksi keino aurinkolämmön estämiseksi on asentaa heijastavat sälekaihtimet ikkunaruutujen väliin, jolloin lämpösäteily palautetaan takaisin sinne, mistä se on tullutkin, läpi ulompien ikkunaruutujen.

Talon ulkopuolella olevilla markiiseilla saadaan myös estettyä tehokkaasti aurinkolämmön sisääntulo.

Tavalliset ikkunaverhot auttavat ainoastaan siltä osin, kuin ne heijastavat lämpösäteilyä. Pääsääntöisesti vahinko on ja tapahtunut, mutta verhotkin kannattaa sulkea, jolloin ainakin osa lämpösäteilystä heijastuu ulos. Verhojen väri vaikuttaa heijastukseen, vaaleat sävyt heijastavat enemmän. Jonkin verran on käytetty keinoa, että vaihdetaan keväällä vaaleat ”kesäverhot”.

Paljon käytetään myös arkkitehtuurisia keinoja ns. aurinkolippa, missä ikkunoiden yläpuolelle on rakennettu sopivasti mitoitettu aurinkosuoja. Nämä ovat usein taloon niin istuvia, että niiden tarkoitusta ei edes huomaa. Näissä on myös se hyvä puoli, että toimivat automaattisesti vuodenaikojen mukaan. Talvella, kun aurinko paistaa matalalta, pääsee aurinko paistamaan sisään lipan alta ja lämmittää asuntoa, kesällä puolestaan ikkuna jää lipan varjoon.

Kuumien putkien eristäminen on myös tärkeää jolloin vähennetään turhia lämpökuormia ja säästetään energialaskussa. Kuumien putkien aiheuttama lämpöhäviö on yllättävän suuri, jopa useita kymmeniä watteja/putkimetri.

Sisäilman kosteuden vaikutus:

Ihmisen kannalta, asunnon viilennyksessä sisäilman kosteus on ainakin yhtä tärkeää, kuin sisäilman lämpötila. Ihmisellä on oma viilennysmekanismi ihollaan, hikoilu. Hikoilussa haihdutetaan vettä ja veden haihtuminen sitoo runsaasti lämpöä (= jäähdyttää). Veden höyrystymislämpö normaalipaineessa on 2260 kJ/kg (= 0.628 kWh/kg), mikä on suurimpia luonnossa olevia höyrystymislämpöjä. Saman höyrystymislämmön vaatii myös veden haihtuminen.

Mikäli sisäilman suhteellinen kosteus on korkea, haihtuminen hidastuu ja hikoilun viilentävä vaikutus vähenee, hiki jää nesteenä (vetenä) iholle. Keho pyrkii erittämään kosteutta lisääntyvissä määrin ihon pintaan ja ennen pitkää olet hiestä märkä. Tämä on tuttu tunne kaikille, jotka ovat asuneet ilmastoimattomassa talossa ja pyörineet yöllä hikisenä sängyssä.

Alkukesällä ulkoilma on normaalisti kuivaa, jolloin ei myöskään ole suurta viilennystarvetta, haihtuminen hoitaa viilennyksen. Mutta loppukesällä ulkoilman kosteusprosentti nousee, haihtuminen hidastuu ja samalla kasvaa asunnon viilennystarve. Ulkoilman kosteusprosentin nousu loppukesällä on normaali vuotuinen ilmiö. ”Vanha kansa” tiesi, että matot täytyy olla pestyinä juhannukseen mennessä ja puut täytyy olla pilkottuina ennen kuin ruoho kasvaa.

Erilaisia viilentimiä/viilennyskeinoja

  • Pöytätuulettimien vaikutus perustuu siihen, että ne saavat ilman liikkeelle, jolloin haihtuminen ihon pinnalta kiihtyy ja ihminen kokee sen viilentävänä. Todellisuudessa huoneen lämpötila nousee puhaltimen sähkönoton vaikutuksesta. Tämä viilennys on helteiden aiheuttamaa epätoivoa!
  • Siirrettävät ilman viilentimet, joilla paikallisesti viilennetään huoneilmaa lämpöpumpulla. Nämä vaativat aina tilapäisten ilmakanavien rakentamisen ja siinä on oma haasteensa. Nykyajan talot ovat niin tiiviitä että näiden laitteiden tarvitsema ilma on myös otettava ulkoa, ei riitä, että pelkkä poistoilma johdetaan ulos. Muuten alipaine kasvaa ja hormista tulee noen hajun lisäksi pienhiukkasia. Energia menee harakoille! Positiivisena puolena on huoneilmaa kuivaava vaikutus.
  • Ilmalämpöpumput: Vaikutus on lähinnä huonekohtainen ja kaikki lämpö menee ulos ulkoyksikön kautta. Lisäksi on muistettava, että kesällä viilennystoiminnassa on ilmalämpöpumpun sähkönotto huomattavasti suurempi, kuin talvella lämmityskäytössä. Tämä on termodynaaminen tosiasia, sillä käyntilämpötila on korkeampi kuin talvella, jolloin kompressori käy suuremmilla paineilla ja kuormittuu enemmän. Ilmalämpöpumput eivät vaihda ilmaa ja herääkin kysymys, miksi ottaa ulkoa helteistä ilmaa tuulettamalla tai ilmanvaihdon kautta, viilentää se sisällä lämpöpumpulla ja puhaltaa lämpö takaisin ulos? Positiivisena puolena on huoneilmaa kuivaava vaikutus.
  • Lattiaviilennys: Viimeaikoina on markkinoille ilmestynyt lattialämmityksen täydentämiseksi ns. lattiaviilennys, jossa maalämpöpumpun keruupiiriin on liitetty lämmönvaihdin, joka on kytketty lattialämmityspiiriin ja tällä pyritään viilentämään huoneilmaa. Tämä viilennystapa ei kuitenkaan vähennä huoneilman kosteutta, vaan päinvastoin se nostaa huoneilman suhteellista kosteutta. Tämä on erittäin kyseenalainen keino, lähinnä sillä luodaan ihanteelliset olosuhteet mikrobikasvustolle (kostea ja lämmin). Lisäksi tämä on teholtaan rajallinen, sillä lattialle ei saa muodostua kastepistettä.

Ote herkkusienien kasvatusoppaasta:

          ”Tässä rihmaston kasvuvaiheessa sopiva lämpötila on 24–26 astetta ja ilmankosteus 85–90 %

Ote sisäilmayhdistys ry:n sivuilta:

           http://www.sisailmayhdistys.fi/Terveelliset-tilat/Kosteusvauriot/Mikrobit/Mikrobikasvun-edellytykset

           ”Suotuisissa olosuhteissa mikrobikasvusto voi kehittyä muutamassa päivässä”.

            Lattiaviilennystä käytettäessä päädytään helposti ylläoleviin olosuhteisiin!

Kesälläkin tulee niin kylmiä jaksoja, että tarvitaan jopa asunnon lämmittämistä. Jos lattia on viilennetty, kestää useita vuorokausia, ennen kuin se saadaan uudelleen lämpimäksi.

Lattiaviilennys vaatii oman investointinsa ja härvelitekniikka lisääntyy. Tämä viilennyskeino vaikuttaa sangen kyseenalaiselta ja väkisin keksityltä.

  • Erilliset puhallinkonvektorit, kattoon tai seinään asennettavat, jotka myös hyödyntävät maakylmää passiivisesti, näissä on oma puhallin ja ne vaativat luonnollisesti kiertoputkiston pumppuineen, ohjauksen, sähkönsyötön puhaltimelle ja kondenssiveden poistoputken. Yleisesti näitä ohjataan kaukosäätimellä, sillä niiden automatiikka toisi merkittävät lisäkustannukset. Mikäli konvektori halutaan myös lämmityskäyttöön, on järjestelmään lisättävä vielä lämmönvaihdin. Järjestelmästä tulee suhteellisen kallis ja on huomattava, että konvektori palvelee pelkästään sitä tilaa, mihin se on asennettu. Positiivisena puolena on huoneilmaa kuivaava vaikutus.
  • Tuloilmakanavaan asennettu erillinen lämmönvaihdin, tässä järjestelmässä hyödynnetään myös passiivista maakylmää. Vaatii myös oman ohjauksen, kondenssiveden poiston viemäriin ja se vie oman tilansa, joten se on syytä huomioida jo rakennusvaiheessa tilavarauksilla. Positiivisena puolena on huoneilmaa kuivaava vaikutus.

Näille kaikille on yhteistä se, että ne vaativat oman investointinsa, tilansa, säätösysteeminsä ja lopputulos jää kuitenkin vain osittaiseksi.  Kallis ja hankalasti hallittava ”härvelitekniikka” lisääntyy!


Ewarcon viilennysratkaisu = tuloilmaviilennys:

Ewarcossa on kaksi viilennyskeinoa maapiiri- ja lämpöpumppuviilennys. Molemmilla viilennetään suoraan taloon tulevaa tuloilmaa, näin viilennys vaikuttaa koko taloon. Molemmat viilennyskeinot kondensoivat myös kosteutta. Ylimääräistä kosteutta kondensoiva viilennys on ainoa oikea viilennyskeino, sillä estetään myös mikrobien kasvaminen. Ewarco-viilennystä kannattaa käyttää, se on lähes ilmaista ja estää homevaurioita koko talossa, ei pelkästään yhdessä huoneessa.

Ote sisäilmayhdistys ry:n sivuilta:

            http://www.sisailmayhdistys.fi/Terveelliset-tilat/Kosteusvauriot/Mikrobit/Mikrobikasvun-edellytykset

            ”Koska materiaaleissa yleensä aina on mikrobeja, rakennuksen pitäminen kuivana on paras  tapa estää rakennuksen homehtuminen”.

 Samalla järjestelmällä lämmitetään tuloilmaa lämmityskaudella ja lisättäessä vielä jälkilämmityspatteri, saadaan kaikki talon lämmitys hoidettua tuloilmalla. Kts. Ewarco ilmanvaihtolämmitys. Nämä viilennyskeinot eivät vaadi mitään lisäinvestointia, sillä ne sisältyvät Ewarco hybridilaitteen vakio-ominaisuuksiin. Ainoa seikka, joka täytyy muistaa, on että tuloilmakanava eristetään diffuusiotiiviiksi. Nykyään näin tehdään joka tapauksessa, sillä eristäminen on jälkikäteen mahdotonta.

Vuosia kestäneen kehitys- ja tutkimisprojektin johdosta on Ewarco päätynyt tässä esiteltävään ratkaisuun.

Ewarcon molemmilla viilennyskeinoilla viilennetään suoraan tuloilmaa, jolloin viilennys vaikuttaa koko asuntoon. Ewarcon toteutus on erittäin yksinkertainen ja systeemin reagointi viilennystarpeeseen on nopeaa. Rakenteellisesti ratkaisu on kevyt. Lämpöä tai kylmyyttä ei varata massaan (esim. lattialaattaan), vaan toimitaan tarpeen mukaan, ilman viivettä. Näitä keinoja voidaan käyttää joko yhdessä tai erikseen.

Viilentäminen Ewarco-hybridilaitteella on käytännössä ilmaista, sillä maapiiriviilennyksen käyttökustannukset ovat maapiirin kv-pumpun ottama sähkö, 7…15 W.

Viilennettäessä lämpöpumpulla, viilennyksestä saatava lämpö ajetaan varaajaan, kuumaa käyttövettä tarvitaan helteilläkin.

Viilennystoiminnot ovat täysin automaattisia, eikä tarvita minkäänlaista rakentelua eikä säätelyä, riittää kun olet kerran hakenut sopivat asetukset ohjaukseen.

Ikkunat ja ovet kannattaa pitää visusti suljettuina, sillä niistä pääsee tulemaan kosteutta sisään!

Maapiiriviilennys:

Maapiiriviilennyksessä käytetään samaa passiivisen maalämmön keruupiiriä, kuin talvella lämmitykseen. Kv-pumpulla kierrätetään nestettä laitteessa olevan lamellilämmönvaihtimen ja maapiirin välillä. Neste jäähtyy maan alla ja kun jäähtynyt neste johdetaan lämmönvaihtimelle, jonka läpi virtaa helteinen ulkoilma, jäähtyy ilma useilla asteilla, lähelle maan alta tulevan nesteen lämpötilaa. Samalla järjestelmä luovuttaa lämpöä maahan, jonne se myös jää varastoon. Talvella, kun maapiiriä käytetään lämmitykseen, otetaan maasta lämpöä ja maa jäähtyy. Tässä toteutuu automaattinen lämmön ja kylmän varastointi-ilmiö. Kerrankin toteutuu vanha viisaus täysimääräisenä ”vie mennessään, tuo tullessaan”.

Maapiiriviilennyksen etu on myös, että se kondensoi ilman kosteutta. Erään referenssikohteen mittauksissa on maapatterilla saatu kerättyä yli 500 g vettä tunnissa.

Lämpöpumppuviilennys:

Lämpöpumppuviilennyksessä kylmäainekierto käännetään lauhduttimen ja höyrystimen välillä päinvastaiseksi. Lämmityskäytön lauhduttimesta tulee nyt höyrystin ja höyrystimestä tulee lauhdutin. Tästä syystä Ewarcon ohjeissa ja ohjauksessa ei yleisesti käytetä nimityksiä höyrystin ja lauhdutin, vaan ”tulokenno” ja ”poistokenno”, sillä ne voivat toimia kumpana tahansa, höyrystimenä tai lauhduttimena.

Ewarcon lämpöpumppuviilennyksen lyömätön etu on, että lämpöpumpulla viilennettäessä ajetaan helleilman jäähdyttämisestä vapautuva lämpö varaajaan. Tällöin varaajan lämmittäminen on täysin ilmaista.

Myös lämpöpumppuviilennys kondensoi ilmasta kosteutta. Pelkällä lämpöpumppuviilennyksellä on saatu kerätyksi kondenssivettä lähes 1000 g tunnissa.

Yhdessä näillä viilennyksillä kondensoituu jopa 1.5 kg vettä tunnissa, vuorokaudessa yli 30 kg. Näin huoneilman kosteus pysyy alle 60 %:n, vaikka ulkoilman kosteus olisikin yli 90 %. Tällä on oma vaikutus asunnon viihtyisyyteen, ihmisen luonnollinen jäähdytysmekanismi toimii eivätkä mikrobit pääse kasvamaan.

Ewarcon viilennystoimintojen ohjaus:

  • Ohjauksessa viilennystoiminnot on priorisoitu siten, että ulkoilman lämmetessä ohjauksessa asetettuun lämpötilaan, käynnistyy ensin lämpöpumppuviilennys. Lämpöpumpulla viilennetään niin kauan, kunnes varaaja täyttyy lämmöstä ja sen jälkeen vaihdetaan viilennys maapiiriviilennykseen.

Mikäli helle edelleen nousee, käynnistetään myös toinenkin viilennyskeino. Nyt ovat molemmat viilennyskeinot käytössä samanaikaisesti.

Viilennyksen käynnistys perustuu pääsääntöisesti ulkoilman lämpötilaan, mutta helteiden aikana saattaa ulkoilman lämpötila laskea yöllä lähelle nollaa ja asunnossa on kuitenkin vielä jäähdytystarve. Normaalisti ulkoilman lämpötila kääntäisi laitteen lämmitysasentoon. Jotta lämmitys ei kuitenkaan menisi päälle, niin ohjaus huomioi myös sisälämpötilan. Tällaisissa ristiriitatilanteissa on asunnon sisälämpötila määräävä ja viilennystä jatketaan, kunnes sisälämpötila laskee asetusarvoon. Ohjauksessa ei ole eritelty eri viilennystoimintoja, sillä kumpi tahansa viilennys voi olla yksin päällä, kumpi niistä, niin se riippuu senhetkisistä lämpötiloista. Toisen viilennyskeinon käynnistysraja annetaan erona ensimmäiseen viilennykseen nähden.

Esim. ”Viilennys I… 22 C”, Jos eroalueeksi määritellään 2 C, niin toinen viilennys käynnistyy 24 C:ssä.

Jos eroalueeksi määritellään 0, niin molemmat viilennykset käynnistyvät samanaikaisesti.

Maailmanlaajuisesti kiinteistöjen viilentämiseen käytetään paljon enemmän energiaa, kuin niiden lämmittämiseen!

Ewarcon ratkaisu ei tuhlaa energiaa ja samalla saat terveellisen ja viihtyisän asunnon ja talosi voi hyvin!

Asumismukavuudesta ei kannata tinkiä, kannattaa olla itsekäs ja hankkia paras järjestelmä ikinä!