Sisäilman kosteudenhallinta muuttuvassa ilmastossa

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli määrittää tuloilman jäähdytystehon laskennassa käytettävä ulkoilman entalpia tulevaisuuden sääolosuhteissa säävyöhykkeellä I. Kirjallisuuslähteenä käytettiin kostean ilman termodynamiikkaa ja jäähdytysjärjestelmiä käsittelevää kirjallisuutta. Laskennan säätietoina olivat Ilmatieteen laitoksen tuottamat energialaskennan testivuodet tulevaisuuden ilmastossa TRY2030, TRY2050 ja TRY2100. Entalpian määrittelyn tukena tarkasteltiin myös jäähdytystehon laskennan nykyisin säävyöhykkeellä I käytettävää testivuotta TRY2012 sekä pääkaupunkiseudulla sijaitsevien kolmen säähavaintoaseman säätietoja vuodelta 2021. Lisäksi työssä tutkittiin ilmastointikoneen jäähdytyspatterin tehon mitoitusta eri verkostolämpötiloilla ja sitä, minkä tyyppinen lämmöntalteenoton lämmönsiirtimen tulee olla, jotta ulkoilmaa voidaan kuivattaa tarpeeksi.

Säätietojen analysoinnin perusteella nykyinen säävyöhykkeellä I tuloilman jäähdytyksessä käytettävä entalpia-arvo 57 kJ/kg tulisi nostaa ainakin 60 kJ/kg:aan, jotta rakennuksen jäähdytysjärjestelmä voi toimia suunnitellulla tavalla muuttuvassa ilmastossa. Nykyinen entalpian arvo (57 kJ/kg) ylittyy tarkastelujakson (toukokuu-syyskuu) aikana vuoden 2021 kolmen säähavaintoasemien keskiarvoista laskettuna noin yli 150 h ja vastaavasti TRY2100 aikana yli 100 h. Nostamalla entalpian arvo 60 kJ/kg:aan ylitykset laskevat alle 80 h:iin. Vertailussa havaittiin, että vuoden 2021 säähavaintoasemien säätiedoista laskettu absoluuttinen kosteus ja entalpia asettuvat tarkastelujakson aikana TRY2050 ja TRY2100 välille, jotka on mallinnettu A2-skenaariolla.

Ilmastointikoneen esimerkkimitoitukset tehtiin entalpian arvolla 60 kJ/kg. Ilmastointikoneella voidaan kuivata ulkoilman absoluuttinen kosteus lähelle työssä asetettua tavoitearvoa 9 g/kgk.i. käyttämällä verkostonlämpötilana +10 °C / +18 °C, kun ilmastointikoneessa on kosteutta siirtävä regeneratiivinen lämmönsiirrin. Ilmastointikoneen valinnassa tulee kiinnittää huomioita sisään puhallettavan ilman kosteussisältöön, jotta huonetilassa olevat jäähdytyslaitteet pystyvät toimimaan niille suunnitteluissa olosuhteissa ja pitämään sisäilmaston lämpöolot tavoitearvoissa.