Hiilineutraali hybridilämmityspilotti nousee Pasilaan

Helsingin Pasilaan valmistuu syksyksi uudelle asuinalueelle Ilmarisen rakennuttama asuinkerrostalo, joka tuottaa itse suurimmaksi osin paitsi tarvitsemansa lämmön myös jäähdytyksen. Asunto Oy Helsingin Rullakkokatu 1:ssä hyödynnetään maalämpöä ja -kylmää, kaukolämpöä, jäteveden hukkalämpöä sekä rakennuksen kivijalassa sijaitsevan päivittäistavarakaupan kylmälaitteista syntyvää lauhdelämpöä.

Asuntoja kahdessa lähes yhteen rakennettavassa kahdeksankerroksisessa rakennuksessa on 111.

Kohde on energiatuottaja Helen Oy:n ensimmäinen asiakaskeskeinen energiaratkaisu, jossa kiinteistön koko lämmitys- ja jäähdytysjärjestelmä toteutetaan palvelumallilla, kertoo projektipäällikkö John Aalto Heleniltä. Palveluntuottajana hankkeessa toimiva Helen vastaa siis muun muassa suunnittelusta ja tarvittavien teknisten laitteistojen toimittamisesta. Kohteen energiaratkaisun pääsuunnittelijana toimii DI Kari Kauppila Enersys CM Oy:stä.

Keväällä kiinteistön energiakeskuksen asennustyöt ovat jo päässeet hyvin vauhtiin. ”Olemme saaneet työmaalle jo esimerkiksi varaajan jäteveden talteenottoa varten, lämmitys- ja jäähdytysvaraajat, lämmönsiirrinpaketit ja maalämpöpumpun”, energiakeskuksen toteutuksen projektipäällikkö Antti Leskinen Heleniltä luettelee.

Pienen tontin ratkaisu

Maalämpö olisi ollut kiinteistön lämmittämiseksi ehkä luontevin vaihtoehto, mutta pienen tontin (3 500 m2) maamassa ei olisi riittänyt lämmönlähteeksi yksin varsinkaan, kun naapuritonteillekin oli tulossa maalämpökenttiä. ”Syvemmälle poraamisen haasteena on puolestaan reikien taipuminen”, Kauppila kertoo.

Kaivonsyvyys päätettiin rajoittaa 300 metriin ja hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti muita lämmönlähteitä, joita kohteessa on riittämiin. Niitä on niinkin paljon, että energiaa jää ajoittain ylikin. Helen on jonkin aikaa panostanut hiilipihiin kaukolämpöön. ”Energiantuottajan näkökulmasta hajautetusti uudistuvalla energialla tuotettu energia keskitettyyn järjestelmään yhdistettynä on hyvä keino saada hiilidioksidipäästöjä vähennettyä merkittävästi”, Aalto kertoo.

Rullakkokatu 1:n hankkeessa kaukolämmön ja maalämmön vahvuuksia olivat mahdollisuus yhdistää ja samalla kerätä energiantuotantomallista kokemuksia jatkoa ajatellen.

Helen on jo aikaisemmin toteuttanut useita myymäläkylmän hyödyntämiseen perustuvia paikallisjäähdytyskeskuksia, ns. CHC-keskuksia, joiden tuottama lauhdelämpö siirretään kaukolämpöön. Rullakkokatu 1:n ratkaisu on kuitenkin vieläkin monimutkaisempi, sillä vastaavan tyyppistä lämpöpumppukeskusta hyödynnetään myös rakennuksen lämmitykseen ottamalla käyttöön lisää lämmönlähteitä.

Lisäksi Helenin toimittamat aurinkopaneelit vähentävät kiinteistön ostosähkön määrää. ”Laskennallisesti kaikki lämmönlähteet riittävät puolitoistakertaisesti rakennusten lämmitystarpeisiin, joten ylijäämää voidaan ajaa kaukolämpöverkkoon. Maksimissaan kaukolämpöä voidaan tuottaa noin 300 MWh/v”, Kauppila arvioi.

Maaperä energiavarastona

Kohteeseen porattiin maksimimäärä energiakaivoja eli 14 x 300 m siltä varalta, ettei esimerkiksi kaupankylmästä saataisi ajan kuluessa enää samaa määrää lauhdelämpöä. Kaivoista noin puolet porattiin rakennuksen alle ja loput pysäköintihallin puolelle. Ohjuriporauksella varmistettiin, että varmasti pysyttiin omalla tontilla. Energiaa kaivoista otetaan varovasti, jotta kenttä varmasti toimii koko rakennuksen elinkaaren ajan.

Energiakaivojen rooli kiinteistön energiajärjestelmässä on aivan keskeinen. Kun talteen otettavaa energiaa on saatavilla vähemmän, maaperä toimii kaivojen kautta tasaavana lämmönlähteenä. Yöllä kaupankylmästä ja jätevedestä saadaan lämpöä otettua talteen vain minimimäärä. Maaperä toimii myös energiavarastona: se ottaa vastaan ja varastoi ylimääräisen lämmön silloin, kun sitä ei voida käyttää hyödyksi muualla.

Energiakaivot ja maaperä on lisäksi suunniteltu toimimaan kaupan kylmälaitteiden päälauhduttimena, joten ulkolauhdutinta ei tarvita. Maaperän käyttö priorisoidaan kaupan kylmän tarpeiden mukaan kesällä, jolloin muiden lämmönlähteiden ylijäämän ajoa maaperään rajoitetaan.

”Maaperän matalan lämpötilan ansiosta kaupan kylmän hiilidioksidikoneikkoon perustuva laitos toimii mahdollisimman tehokkaasti (ns. alikriittisellä alueella ympäri vuoden)”, Kauppila kertoo.

”Energiakentän kapasiteetin riittävyys kaupan kylmän lauhdelämpökuorman ajoon on tietenkin aina varmistettava. Kenttää ei yleensä voi käyttää samaan aikaan esimerkiksi vapaaviilennykseen”, Kauppila painottaa.

Lämpöpumppu keskuksen ydin

Energiakeskuksen ”sydän” on Oilonin valmistama lämpöpumppukoneikko (lämmitysteho 150 kW, jäähdytysteho 100 kW), jolla tuotetaan rakennuksen peruslämpö, jäähdytys ja lisäksi kaksisuuntaista kaukolämpöä. Energiakeskuksen korkein tuottolämpötila +85 asteen mahdollistaa kaukolämmön vaatimat lämpötilatasot. Oilon on vastannut myös energiakeskuksen toteutussuunnittelusta ja se toteuttaa laiteasennukset hankintoineen.

Kiinteistön kaksisuuntainen kaukolämpöliittymä koostuu kahdesta liittymästä ja talojohtoparista, joista toisen kautta otetaan rakennuksen tarvitsema lisälämpö ja toisen kautta ajetaan kaukolämpöön keskuksella tuotettu ylimääräinen lämpö.

Vaikka kiinteistöllä energianlähteitä riittää, ei asukkaan tai myymälän tarvitse kiinnittää asiaan huomiota missään vaiheessa. Lämpöä, kylmää ja viileää riittää ulkoisista olosuhteista riippumatta. Energiakeskus huolehtii lämmönlähteiden hyödyntämisestä automaattisesti. ”Ajomoodeja on useita. Lähtökohtana on, että laitos toimii automaattisesti tietyillä perusajomoodeilla ja muita ajomoodeja käytetään vain tarpeen mukaan”, Kauppila selittää.

Helenin Antti Leskisellä tiimeineen riittää vielä työmaata: toukokuun puolivälin jälkeen aloitetaan käyttöönottoja ja ryhdytään valmistautumaan kiinteistön kanssa kesän aikana tehtäviin toimintakokeisiin. Elokuussa asukkaat pääsevät muuttamaan sisään.

Helenin John Aallon mukaan Rullakkokatu 1:n pilottikohteessa riittää tutkittavaa. ”Meidän mielestämme tämä malli on helposti skaalattavissa yhtä kiinteistökohdetta suurempiinkin ympäristöihin, kuten kortteleihin ja jopa asuinalueillekin.”