Lämpöpumput ovat ratkaisu myös korkeiden lämpötilojen tuottamiseen

Teollisuudessa syntyy paljon hukkalämpöä, joka tuuletetaan taivaalle. Samaan aikaan ostetaan tuoretta energiaa polttoaineiden tai sähkön muodossa. Energian tarve ja ylimääräinen energia eivät kohtaa, koska lämpötilatasot eivät sovi yhteen.

Motivan hiljattain tekemän esiselvityksen mukaan Suomen teollisuus tuottaa noin 16 terawattituntia ylijäämälämpöä, joka olisi teknisesti mahdollista hyödyntää. Suuri osa lämmöstä on haaleaa, noin 50°C tai alle. Prosesseissa puolestaan tarvitaan usein 100°C tuntumassa olevia lämpötiloja.

Lämpöpumppujen viime vuosina voimakkaasti kehittynyt korkealämpötekniikka on vastaus moneen tarpeeseen. Energiaa on mahdollista haalia jäähdytysvesistä tai vaikkapa viemäriin menevistä pesuvesistä ja tuottaa hyötylämpöä prosessien käyttöön ja lämmitykseen.

Herra Snellman on lämpöpumppujen pioneerikäyttäjä

Snellmanin Lihanjalostus Oy Pietarsaaressa ryhtyi käyttämään teollisuuslämpöpumppuja hukkalämmön hyödyntämisessä aivan ensimmäisten joukossa. Nykyisin teollisuuslämpöpumput tuottavat merkittävän osan Snellmanin lämpöenergiasta.

Snellmanin Lihanjalostuksen tekninen päällikkö Markus Snellman oivalsi, että tehtaan käyttämän lämpimän pesuveden mukana valui paljon energiaa hukkaan. Yhteydenotto Kokkolassa toimineeseen ja sittemmin Oilon Oy:n omistukseen siirtyneeseen Scancooliin käynnisti projektin vuonna 2007.

Tehtaalla käytetään joka päivä lähes tuhat kuutiometriä lämmintä vettä. Viemäriin valuvan veden lämpötila on noin +30°C. Vesien lämmitys tarvitsee noin yhden megawatin lämmitystehon. Lämpöpumpulla pesuveden lämpötila nostettiin +55°C:een ja lopputulos säästi noin 450 000 kg lämmitysöljyä vuodessa – rekkakuorman joka kuukausi.

Lisää pumppuja ja korkeampia lämpötiloja

”Seuraava iso askel otettiin vuonna 2009”, kertoo Snellman. ”Meillä on valtava määrä kylmäkoneita, joiden lauhdelämpö meni harakoille. Scancool toimitti meille 75-asteista lämpöä tuottavan lämpöpumpun, jolla saimme talon ja koko prosessin lämmitettyä.”

” Viime vuonna otimme käyttöön kaksi Oilon ChillHeat -korkealämpöpumppua, jotka tuottavat +95°C lämpötilan. Se on tarpeen esimerkiksi veitsien ja muiden työkalujen steriloinnissa, jossa lämpötilan pitää olla vähintään +82°C.”

Lämpöpumppu säästää ympäristöä ja rahaa

Korkea lämpötila on aikaisemmin tuotettu biokaasukattilan tuottamalla höyryllä, jota tarvitaan nyt paljon aikaisempaa vähemmän.
Yhteistyö Oilonin kanssa on Snellmanin mukaan toiminut hyvin. ”Kun kysyn, saadaanko 95°C, on vastaus totta kai. Pian kysyn, milloin saadaan 150°C? Se ei taida olla kovinkaan kaukana. Silloin emme tarvitse enää höyrykattilaa.

”Kun asennamme lämpöpumpun, säästämme ympäristöä ja myös rahaa. Viime vuonna säästö oli 580 000 euroa. Ja säästö tulee joka vuosi! Lämpöpumput tuottivat lämpöä nelinkertaisen määrän verrattuna kuluttamaansa energiaan. Investointi lämpöpumppuun maksaa itsensä takaisin melkein vuodessa, joten on vaikea olla ostamatta.”

Solumuovituotannon hukkalämpö hyödyksi

Oilon on toimittanut Jackon Finlandille korkealämpöpumpun, joka tuottaa lähes sadan asteen lämpötilan solumuovitehtaan tuotantoprosessia varten. Lämmön lähteenä käytetään prosessin 50–60-asteista hukkalämpöä.

Jackonilla valmistetaan solumuovituotteita muottiin paisuttamalla 120–140°C vesihöyryllä. Höyry tuotetaan nestekaasulla. Paisutussykli kestää 1–2 minuuttia, jonka lopuksi muotti jäähdytetään 90°C:een. Hukkalämpöä on syntynyt 3 000 megawattituntia vuodessa.

”Tehtaan prosessissa tarvitaan korkeita lämpötiloja jälkikäsittelyuuneissa”, kertoo tehtaan tuotantopäällikkö Jukka Mälkönen. ”Uunien lämmitykseen käytetään 95-asteista vettä.”

Jackonille toimitetun ChillHeat P150 -lämpöpumpun mitoitusteho on yhteensä 372 kW ja COP-arvo 3.2. Lämpöpumpun kompressorit ovat taajuusmuuttajalla ohjattuja, joten sen hyötysuhde on erinomainen ja tehonsäätöalue hyvin laaja. Sekä Snellmanin että Jackonin lämpöpumppujen kylmäaine on R1234ze, jonka GWP-arvo on seitsemän.

Kohti yhä korkeampia lämpötiloja

”Teollisuudessa pystytään kattamaan paljon tarpeita sadan asteen tuntumassa olevilla lämpötiloilla”, sanoo Martti Kukkola Oilonilta.”Tarvittaessa päästään paljon korkeammalle.” Parhaillaan käynnissä olevassa toimituksessa Ruotsiin tuotetaan +105°C lämpöä alumiinipulverin kuivaukseen. Järjestelmä koostuu taajuusmuuttajilla ohjatuista Oilon ChillHeat -teollisuuslämpöpumpuista.

”Lämmönlähteenä on prosessijäähdytys, jossa tuloveden lämpötila on +25°C”, jatkaa Kukkola. ”Lämmityspuolella tulovesi on peräti +96°C. Lähtölämpötila on maksimissaan +120°C. Järjestelmän lämpöteho on 500 kW ja COPh 2.2. Jäähdytys huomioiden kokonaishyötysuhde on 3.4.”

Teollisuuden ohella Oilon on toimittanut paljon korkealämpöpumppuja kohteisiin, joissa kaukolämpöä tuotetaan kiinteistöjen ja datakeskusten jäähdytyksen yhteydessä.

On selvää, että lämpöpumppujen käyttö kasvaa tulevaisuudessa. Suunnitelma sähköveron alentamisesta on oikea askel kohti yhteiskunnan sähköistämistä ja polttamisen vähentämistä. Lämpöpumput ja tuulisähkö ovat askelia kohti päästötöntä tulevaisuutta.