Yritykset ammentavat uutta tutkimushankkeesta

LUT-yliopistossa eli Lappeenrannan–Lahden teknillisessä yliopistossa on meneillään tutkimushanke, jossa tutkitaan korkean lämpötilan lämpöpumppuja ja kehitetään niiden teknisiä ratkaisuja. Nextheps-nimellä kulkevassa hankkeessa ovat yliopiston ohella mukana LU-VE, Vahterus, Nevel, Suomen Tekojää, Suur-Savon Sähkö, The Switch, ja Suomen lämpöpumppuyhdistys. Ensi vuoden huhtikuuhun ulottuvaa hanketta rahoittaa Business Finland.

LUT-yliopiston energiatekniikan professori Tero Tynjälä sanoo, että hankkeella halutaan nopeuttaa uusien teollisen mittakaavan lämpöpumppujärjestelmien suunnitteluprosessia ja vahvistaa suomalaisen toimijoiden kilpailukykyä suuressa murroksessa olevilla lämpömarkkinoilla. ”Hankkeen ytimessä on tutkimus, jossa selvitetään tehokkaiden suurnopeustekniikkaan perustuvien kompressoriyksiköiden suunnittelumenetelmiä”, Tynjälä sanoo.

Tutkimuksesta tukea Vahteruksen innovointiin

Tutkimushanke selvittää myös erilaisten kylmäaineiden ominaisuuksia ja niiden hyödyntämistä korkean lämpötilan lämpöpumpuissa. Hankkeessa tutkitaan myös lämpöpumppuprosessien, lämmönsiirtimien ja lämmönkeruun mitoitusta ja häviöitä.

Lämmönsiirtimiä valmistavan Vahteruksen asiakaspalvelujohtaja Valtteri Haavisto sanoo, että alan tutkimuksen merkitystä korostaa teknologian nopea kehitys.

Teollisen mittakaavan lämpöpumppujen kysyntä kasvaa vauhdilla. Oman vaikutuksensa alan yhtiöille tuo myös kylmäaineissa meneillään oleva murros F-kaasuasetuksen myötä. ”Haluamme selvittää etenkin hiilidioksidin ja muiden hiilivetypohjaisten kylmäaineiden käyttöä lämpöpumpuissa, joissa käytetään Vahteruksen lämmönsiirtimiä.”

Haavisto huomauttaa, että toimiala on Suomessa pieni. Siksi on tärkeää yhdistää voimia tutkimuksessa ja saada myös yrityksiä mukaan tukemaan yliopistossa tehtävää tutkimusta.

Yhteisen tutkimushankkeen ohella yritykset teettävä LUT-yliopistolla tilaustutkimuksia. Esimerkiksi Vahterus on tilannut tutkimuksen, jossa oman innovoinnin tueksi testataan teollisuuslämpöpumppujen lämmönsiirtimiä yliopiston laboratoriossa.

LU-VE testaa lämmönkeräinten suorituskykyä

Muun muassa lämmönvaihtimia tarjoavan LU-VE Groupin sovelluspäällikkö Valtteri Mikkola sanoo, että yhtiö lähti hankkeeseen mukaan ennen muuta kahdesta syystä. ”Ensiksikin haluamme ymmärtää entistä paremmin lämmönkeräinten toimintaa ja lisätä näin osaamistamme. Toisaalta haluamme edistää konkreettista tuotekehitystä ja tehdä tuotteistamme entistä parempia.”
LU-VE on tilannut LUT-yliopistolta myös tilaustutkimuksia joistakin erikoisaiheista. Yksi niistä on huurteen vaikutus lämmönkeräinten suorituskykyyn eri lamelliväleillä.

”Yliopiston ilmanvaihtotekniikan laboratoriossa on mahdollista tuottaa ilmavirtauksia normaalin sivuttaissuunnan ohella myös pystysuunnassa sekä mitata suorituskykyä myös nolla-asteen alapuolella huurtuneessa tilanteessa. Omassa kylmälaboratoriossa tämä ei ole nyt mahdollista.”

Uusia lämpöpumppuja teollisuuden käyttöön

Tynjälän mukaan korkean lämpötilan lämpöpumpuilla voidaan saavuttaa maksimissaan lähes 200 Celsius-asteen lämpötiloja. Realistinen tavoite on kuitenkin 140–150 asteen lämmöntuotanto. ”Se mahdollistaisi lämpöpumppujen nykyistä paljon laajemman käytön teollisuudessa.”

Korkean lämpötilan lämpöpumppuja voitaisiin käyttää esimerkiksi kaukolämmön ja teollisuuden prosesseissa tarvittavan matalapaineisen prosessihöyryn tuotannossa. Tämä mahdollistaisi polttoon ja fossiilisten polttoaineiden käyttöön perustuvien lämmöntuotantoratkaisujen korvaamisen lämpöpupputeknologialla.