Vapaa- vai kompressorijäähdytys

Vapaajäähdytys tarkoittaa, että jäähdytystarve ratkaistaan maksamatta mitään kylmästä. Talvella tämä on ilmeistä: laittamalla ruuat ulos pakkaseen voidaan hyödyntää luonnon vapaajäähdytystä sen sijaan, että käytetään jääkaappia tai pakastinta. Vapaajäähdytystä voidaan luonnollisesti käyttää kylmäaineen lämpötilan laskemiseen, jolloin kylmää ei tarvitse tuottaa muulla tavoin ja säästyy energiaa.

Kylmästä ulkoilmasta vapaajäähdytystä

Vapaajäähdytystä voi käyttää sekä ilma- että vesikiertoisissa järjestelmissä. Yksinkertaisimmillaan ulkoilmaa käytetään ilmakiertoisissa järjestelmissä, joihin asennetaan jokin ulkoilmalämmönsiirrin. Jotta tämä toimisi, ulkoilman lämpötila saa olla enintään 16 °C. Pohjoismaissa tämä toimii hyvin, koska ulkolämpötila on 90 % ajasta alle 16 °C. 

Jos vesikiertoisessa järjestelmässä on jäähdytyskone, ulkoilmalämmönsiirrin asennetaan jäähdytyskoneeseen kylmäaine- ja lämmönkeruupiirien väliin. Tietyn ulkolämpötilan alapuolella vesi jäähdytetään ulkoilmalla (= vapaajäähdytys) jäähdytyskoneen sijaan. Vaihto tapahtuu yleensä noin 10 °C asteessa.

Kaukojäähdytys yleistyy jatkuvasti

Kylmää voidaan myös jakaa kaukokylmänä, jolloin suuret energiayhtiöt toimittavat kylmä, toimistorakennuksiin, ostoskeskuksiin tai suurempiin kiinteistöihin. Kylmä voi olla tuotettu vapaajäähdytyksellä, esim. kylmällä järvivedellä tai kaukolämmön energiaa käytetään paikallisesti kylmän veden tuottamiseen, joka sitten jäähdyttää tuloilman sopivan lämpöiseksi.

Kompressorijäähdytys – perinteinen tapa luoda kylmää

Kompressorin käyttäminen on pitkään ollut yleisin tapa jäähdyttää ja sitä normaalisti tarkoitetaan, kun puhutaan koneellisesta jäähdytyksestä. Kompressorikäyttöiset jäähdytyskoneet ovat äärimmäisen joustavia, kun tarkoitus on jäähdyttää rakennus. Ilma voidaan silloin siirtää ilmankäsittelykoneen jäähdytyspatteriin tai huoneessa oleviin ilmastointipalkkeihin.

Kaikki jäähdytyskoneet perustuvat suljettuun piiriin, joka on täytetty kylmäaineella. Kun kompressori suurentaa kylmäaineen paineen, kylmäaine lämpenee ja kaasuuntuu. Kun kylmäaine virtaa lämmönsiirtimen/lauhduttimen läpi, se jäähtyy ja tiivistyy taas nesteeksi. Kun neste virtaa paisuntaventtiilin läpi, paine laskee nopeasti ja kylmäaine jäähtyy. Nyt neste virtaa toisen lämmönsiirtimen läpi, jota kutsutaan höyrystimeksi. Siitä kylmäaineen kylmyys siirretään jäähdytysaineeseen (vesi tai ilma), joka siirtää kylmän käyttöpaikkaan.

Lämpöpumppu on käänteinen kylmäkompressori.

Järjestelmän lauhdutin voi olla ulkona ja jäähdytetään ulkoilmalla tai sisällä ja jäähdytetään nestepiirillä, joka jäähdytetään ulkona. Kompressorin kuluttamalla sähköenergialla lämpö siirretään sisemmästä huoneesta ulompaan, esim. ulos. Lämpöpumpussa tämä tapahtuu päinvastoin, siellä lämpö siirretään ulkoilmasta sisään ja ulkoilma jäähtyy silloin hieman. Kylmänsiirtoainetta kutsutaan silloin lämmitysaineeksi.