Savukaasupesuriin lisäbuustia lämpöpumpuilla

Kaukolämpöyhtiöiden ja teollisuuden lämpölaitoksissa haetaan energiatehokkuuteen parannusta savukaasupesureilla, jotka ottavat lämmön talteen piippuun johdettavista savukaasuista lauhtumisen kautta.

Turkulainen Caligo Industria on tarjonnut vajaan kymmenen vuoden ajan savukaasupesurin yhteyteen patentoimaansa lämpöpumppuratkaisua, joka parantaa merkittävästi lämmön talteenottotehoa.

Caligon toimitusjohtaja Oskari Salovaara sanoo, että perinteisten savukaasulauhduttimien haasteena on niiden lämmön talteenottotehon riippuvuus kaukolämpöverkon veden paluulämpötilan tasosta.

”Jos paluulämpötila on korkea, lauhduttimessa ei aliteta riittävästi savukaasujen kastepistelämpötilaa, jolloin lauhtuminen jää heikoksi tai loppuu kokonaan. Riittävä lauhtuminen on edellytys tehokkaalle lämmön talteenotolle. Olemme ratkaisseet ongelman kytkemällä lämpöpumpun osaksi pesurin lämmöntalteenottoa”, Salovaara selvittää.

Paluuveden lämpötilalla ei väliä

Caligon kehittämiä ohjelmistoja ja automatiikkaa hyödyntävässä ratkaisussa lämpöpumppu ja pesurin lauhdutinvyöhyke ’keskustelevat’ keskenään, jolloin saavutetaan optimaalinen lauhtuminen ja lämmön siirtyminen lauhdutinyksikössä.

Salovaaran mukaan lämmön talteenotto toimii lähes riippumatta kaukolämpöverkostosta tulevan paluuveden lämpötilasta.

”Säädämme lämpöpumpulla pesurin lauhdekierron lämpötilaa dynaamisesti niin, että lauhdutinyksikön lauhdekierto on joka tilanteessa riittävästi savukaasujen kastelämpötilan alapuolella. Lauhtumisikkuna on aina riittävän suuri, joten lauhtuminen tapahtuu varmasti ja tehokkaasti.”

Jos biokattilassa poltettavan hakkeen massakosteus on 50 prosenttia, Caligon ratkaisulla saadaan lämpöä talteen edelleen yli 20 prosentin teholla kattilatehoon suhteutettuna. Perinteisellä ratkaisulla samassa tilanteessa teho on vain noin 6 prosenttia.

Kaksi kytkentätapaa erilaisiin kohteisiin

Caligo käyttää ratkaisuissaan kylmäaineena ammoniakkia, joka on Salovaaran mukaan energiatehokas käytetyillä lämpötila-alueilla. Lisäksi ammoniakin GWP-arvo on käytännössä nolla. Muitakin ratkaisuja on asiakastarpeiden myötä tuotekehityksessä.

”Pesuriratkaisuissa voidaan kytkeä rinnan useampiakin lämpöpumppuyksikköjä, joiden välillä on dynaaminen ohjaus. Tällöin myös kokonaisprosessin säädettävyys paranee.”

Lämpölaitokset ovat erilaisia, joten Caligo on kehittänyt kaksi kytkentätapaa lämpöpumpun ja pesurin välille. Niin sanottu rinnankytketty lämpöpumppu mahdollistaa lämpöpumpun käytön kohteissa, joissa kaukolämmön paluuvirtauksen lämpötila pysyy alle 65 asteessa.

Kytkennässä ylemmän ja alemman lämmöntalteenottovyöhykkeen lämmönsiirtimet on kytketty rinnan.

Salovaaran mukaan toinen vaihtoehto on kytkeä lämpöpumppu sarjaan, mikä mahdollistaa lämpöpumpun käytön laitoksissa, joissa kaukolämmön paluuvirtauksen lämpötila nousee jopa 80 asteeseen. Tällaisia kohteita Caligolla on ollut Ranskassa.

”Niissä sovelluksissa käytetyt lämpöpumput on suunniteltu erikseen kestämään korkeita lämpötiloja.”

Salovaara sanoo, että rinnankytkennässä lämpöpumpun hyötysuhteessa päästään 7–9 COP-arvoon. Sarjakytkennässä COP-arvo on tyypillisesti 5–6.

Kaukolämpöveden jäähdytyksestä lämpöpumpulla syntyvä lämpö siirretään prosessissa takaisin kaukolämpökiertoon. Sinne ohjataan myös lämpöpumpun sähkömoottorin tuottama hukkalämpö.

Myynti aina konsultatiivista

Caligo Industrian on omistanut vuodesta 2020 lähtien ruotsalainen teknisen kaupan alan konserni Addtech Nordic, kun suunnittelutoimisto Elomatic ja yrityksen henkilöomistajat myivät osuutensa.

Caligo on toimittanut tähän mennessä parikymmentä lämpöpumpputeknologialla varustettua savukaasupesuria Suomeen, Ranskaan ja Puolaan. Lisäksi niin sanottuja peruspesureita on mennyt toinen mokoma.

Salovaaran mukana osa toimituksista on ollut savukaasujärjestelmiä, joissa on tilavaraus ja tekniset edellytykset lämpöpumppuyksikön lisäämiseksi jälkikäteen. ”Esimerkiksi nyt joitakin asiakkaita saattaa askarruttaa sähkön korkea hinta, eivätkä he halua investoida lämpöpumppuun. Sen hankinta voi kuitenkin tulla ajankohtaiseksi myöhemmin, minkä modulaarinen järjestelmä mahdollistaa.”

Salovaara arvioi, että vihreä siirtymä lisää kaukolämmön tuottajien ja teollisuusyritysten kiinnostusta lämpölaitosten energiatehokkuuden parantamiseen savukaasupesureilla. Suomessa huolta aiheuttaa kuitenkin EU:ssa meneillään oleva keskustelu, lasketaanko puun polttaminen jatkossakin päästöttömäksi vai ei.

”Savukaasupesureita puoltaa jatkossakin se, että se vähentää primäärienergian kulutusta. Lämmön talteenotolla saavutetaan jopa yli 30 prosentin vuosittainen polttoaineen säästö.”

Salovaaran mukaan yrityksen myynti on aina konsultatiivista. Asiakas harvemmin tietää tarkasti, mitä haluaa.

”Lähdemme alusta lähtien räätälöimään ja hakemaan sopivaa kokonaisuutta Caligon tuotepaletista. Toimitamme toiminnallisesti valmiita kokonaisuuksia, jotka on testattu ja koekäytetty jo osana valmistusprosessia. Näin aikaa ja kustannuksia vievät asennukset kohteessa jäävät minimiinsä.”