Jäähdytysverkoston suunnittelu opas
Huovila, Samuli (2026)
2026
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202604257830
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202604257830
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli perehtyä rakennusten jäähdytyksen suunnitteluun sekä tarkastella jäähdytysjärjestelmien mitoitusta, toimintaperiaatteita ja erilaisia kytkentäratkaisuja. Työssä keskityttiin erityisesti vedenjäähdytyskoneikkoihin, ilmanvaihdon jäähdytykseen sekä jäähdytysjärjestelmien jakeluverkostoihin. Lisäksi tarkasteltiin sisäilmaston vaatimuksia, jäähdytystehon tarpeen muodostumista ja lämmönsiirtonesteiden valintaa.
Työn taustalla oli rakennusten lisääntynyt jäähdytystarve, joka johtuu muun muassa ilmaston lämpenemisestä, suurista lasipinnoista ja sisäisistä lämpökuormista. Sisäilmaston laatu vaikuttaa merkittävästi käyttäjien viihtyvyyteen, terveyteen ja työtehokkuuteen, minkä vuoksi jäähdytyksen suunnittelu on keskeinen osa suunnittelua. Työssä huomioitiin voimassa oleva lainsäädäntö, sisäilmastoluokitus sekä energiatehokkuutta koskevat ohjeet ja suositukset.
Työ toteutettiin hyödyntämällä alan kirjallisuutta, viranomaisohjeita ja teknisiä julkaisuja. Jäähdytystehon mitoitusta tarkasteltiin sekä käsin tehtävien laskelmien että dynaamisen simuloinnin näkökulmasta. Työssä todettiin, että jäähdytystehon mitoitus on monimutkaisempaa kuin lämmitystehon mitoitus, koska rakennus ei ole kesäolosuhteissa stationääritilassa ja lämpökuormat vaihtelevat käyttöasteen mukaan.
Tulosten perusteella jäähdytysjärjestelmän toimivuus, energiatehokkuus ja käyttövarmuus riippuvat merkittävästi valituista järjestelmäratkaisuista. Useamman vedenjäähdytyskoneikon käyttö parantaa järjestelmän toimintavarmuutta ja tehoportaikon hyödyntämistä verrattuna yksittäiseen koneikkoon. Ensiö–toisiojärjestelmät todettiin luotettaviksi ja selkeiksi ratkaisuiksi erityisesti suurissa jäähdytysjärjestelmissä. Ilmanvaihdon jäähdytyksessä korostuivat kondenssion hallinta, tuloilman lämpötilat sekä suoran ja välillisen jäähdytyksen väliset erot.
Johtopäätöksenä voidaan todeta, että jäähdytyksen suunnittelu vaatii kokonaisvaltaista tarkastelua, jossa huomioidaan sisäilmaston vaatimukset, energiankulutus, käyttövarmuus ja elinkaarikustannukset. Huolellinen mitoitus ja oikein valitut järjestelmäratkaisut parantavat jäähdytysjärjestelmän toimintaa ja vähentävät käyttö- ja huoltohäiriöitä. Opinnäytetyö tarjoaa käytännönläheisen kokonaiskuvan jäähdytyksen suunnittelun keskeisistä periaatteista ja soveltuu tukimateriaaliksi LVI-suunnittelun tehtäviin. The objective of this bachelor’s thesis was to examine the design of building cooling systems, with a focus on system dimensioning, operating principles and connection solutions. The thesis concentrated on chiller plants, ventilation cooling and cooling distribution networks, as well as indoor climate requirements, cooling demand formation and the selection of heat transfer fluids.
The background of the thesis was the increasing need for cooling in buildings due to climate warming, large, glazed surfaces and internal heat gains. Indoor environmental quality significantly affects occupants’ comfort, health and work efficiency, making cooling system design an essential part of building services engineering. Current legislation, indoor climate classifications and energy efficiency guidelines were considered in the thesis.
The study was conducted as a literature review utilizing professional literature, official guidelines and technical publications. Cooling capacity dimensioning was examined using both manual calculation methods and dynamic simulation. The results showed that cooling load dimensioning is more complex than heating load calculation because buildings do not operate under steady-state conditions during summer.
The results indicate that system performance, energy efficiency and operational reliability depend significantly on selected system solutions. Multiple chiller units improve reliability and partload operation compared to a single unit. Primary–secondary systems were found to be reliable solutions, especially in large cooling systems. In ventilation cooling, attention must be paid to condensation control and supply air temperatures.
In conclusion, cooling system design requires a holistic approach that considers indoor climate requirements, energy consumption, operational reliability and lifecycle costs. Careful dimensioning and appropriate system solutions improve system performance and reduce operational disturbances. This thesis provides a concise overview of the key principles of cooling system design and supports HVAC design tasks.
Työn taustalla oli rakennusten lisääntynyt jäähdytystarve, joka johtuu muun muassa ilmaston lämpenemisestä, suurista lasipinnoista ja sisäisistä lämpökuormista. Sisäilmaston laatu vaikuttaa merkittävästi käyttäjien viihtyvyyteen, terveyteen ja työtehokkuuteen, minkä vuoksi jäähdytyksen suunnittelu on keskeinen osa suunnittelua. Työssä huomioitiin voimassa oleva lainsäädäntö, sisäilmastoluokitus sekä energiatehokkuutta koskevat ohjeet ja suositukset.
Työ toteutettiin hyödyntämällä alan kirjallisuutta, viranomaisohjeita ja teknisiä julkaisuja. Jäähdytystehon mitoitusta tarkasteltiin sekä käsin tehtävien laskelmien että dynaamisen simuloinnin näkökulmasta. Työssä todettiin, että jäähdytystehon mitoitus on monimutkaisempaa kuin lämmitystehon mitoitus, koska rakennus ei ole kesäolosuhteissa stationääritilassa ja lämpökuormat vaihtelevat käyttöasteen mukaan.
Tulosten perusteella jäähdytysjärjestelmän toimivuus, energiatehokkuus ja käyttövarmuus riippuvat merkittävästi valituista järjestelmäratkaisuista. Useamman vedenjäähdytyskoneikon käyttö parantaa järjestelmän toimintavarmuutta ja tehoportaikon hyödyntämistä verrattuna yksittäiseen koneikkoon. Ensiö–toisiojärjestelmät todettiin luotettaviksi ja selkeiksi ratkaisuiksi erityisesti suurissa jäähdytysjärjestelmissä. Ilmanvaihdon jäähdytyksessä korostuivat kondenssion hallinta, tuloilman lämpötilat sekä suoran ja välillisen jäähdytyksen väliset erot.
Johtopäätöksenä voidaan todeta, että jäähdytyksen suunnittelu vaatii kokonaisvaltaista tarkastelua, jossa huomioidaan sisäilmaston vaatimukset, energiankulutus, käyttövarmuus ja elinkaarikustannukset. Huolellinen mitoitus ja oikein valitut järjestelmäratkaisut parantavat jäähdytysjärjestelmän toimintaa ja vähentävät käyttö- ja huoltohäiriöitä. Opinnäytetyö tarjoaa käytännönläheisen kokonaiskuvan jäähdytyksen suunnittelun keskeisistä periaatteista ja soveltuu tukimateriaaliksi LVI-suunnittelun tehtäviin.
The background of the thesis was the increasing need for cooling in buildings due to climate warming, large, glazed surfaces and internal heat gains. Indoor environmental quality significantly affects occupants’ comfort, health and work efficiency, making cooling system design an essential part of building services engineering. Current legislation, indoor climate classifications and energy efficiency guidelines were considered in the thesis.
The study was conducted as a literature review utilizing professional literature, official guidelines and technical publications. Cooling capacity dimensioning was examined using both manual calculation methods and dynamic simulation. The results showed that cooling load dimensioning is more complex than heating load calculation because buildings do not operate under steady-state conditions during summer.
The results indicate that system performance, energy efficiency and operational reliability depend significantly on selected system solutions. Multiple chiller units improve reliability and partload operation compared to a single unit. Primary–secondary systems were found to be reliable solutions, especially in large cooling systems. In ventilation cooling, attention must be paid to condensation control and supply air temperatures.
In conclusion, cooling system design requires a holistic approach that considers indoor climate requirements, energy consumption, operational reliability and lifecycle costs. Careful dimensioning and appropriate system solutions improve system performance and reduce operational disturbances. This thesis provides a concise overview of the key principles of cooling system design and supports HVAC design tasks.