Lauhdelämmön talteenotto kaupassa kannattaa

Päivittäistavarakaupassa kylmätekniset investoinnit tehdään pitkällä tähtäimellä, tyypillisesti 15–25 vuoden ajanjaksolle. Tämä on syytä huomioida, kun investoidulle pääomalle lasketaan tuottoa ja arvioidaan investoinnin kannattavuutta.

Mihin sitten kannattaa investoida, jotta lauhdelämmön talteenotto kylmäjärjestelmästä toimii tehokkaasti ja tarkoituksenmukaisesti?

Kylmäkoneiston kompressoriyksikön kokoonpanoon ja suunnitteluun on syytä kiinnittää erityistä huomiota, sillä se on ehdottoman tärkeää koko järjestelmän toiminnan kannalta. Sama pätee kompressoriyksikköön suoraan liittyvään LVI-suunnitteluun lämpöpumppuineen tai vedenjäähdytyskoneistoineen. Laitteet tulee sovittaa toimimaan yhdessä mahdollisimman saumattomasti ja energiatehokkaasti.

Järjestelmän valinta ratkaisee tehokkuuden

Järjestelmävalinnat määrittelevät, kuinka hyvin ja tehokkaasti lämpöä saadaan talteen ja hyödyksi. Suurin osa päivittäistavarakaupan myymälöiden kylmähankkeista toteutettaneen nykyisin CO₂booster -kylmäjärjestelmällä. Se soveltuukin erittäin hyvin matalan lämpötilan LLTO-järjestelmän ”kaveriksi”.

Tämän järjestelmän etu on se, että lämpöä voidaan luovuttaa matalaan +5 asteen lämpötilaan saakka ilman, että kylmäjärjestelmän toiminta siitä häiriintyisi. Päinvastoin tämä parantaa järjestelmän hyötysuhdetta.

Tyypillisesti näissä järjestelmissä lämpöä luovutetaan kahteen eri lämpötilatasoon. Tasossa +30–+45 se tapahtuu tulistuksen poistosta suoraan ilman lisätyötä. ”Loppulämpö” ohjataan lämpöpumpun lämpökuormaksi +5–+10 tasolla.

Myös maalämmön suora sovittaminen osaksi kylmäkoneistoa on mahdollista, mikäli halutaan kasvattaa kylmäkoneiston kuormitusta ja siten lauhteen määrää. Tässä toki kannattaa pohtia hyvinkin kriittisesti syntyvät kustannukset ja saavutettava ”lisähyöty”. Tyypillisesti tuo lisätarve lauhteelle jää melko matalaksi. Siten investointi voi jäädä turhan raskaaksi.

Lämpöpumpun mitoitus jää edellä kuvatussa tilanteessa varsin maltilliseksi, mikä asettaa tietyt kriteerit arvioida muun muassa laitteen minimikäyntiä, mahdollisen jäähdytysvesisäiliön mitoitusta ja muita lämmityskaudella vaikuttavia seikkoja.

Lämpöpumpun keruupiiriin on lisäksi mahdollista yhdistää erittäin helposti muun muassa poistoilman (kohdepoistojen) lämmöntalteenottoa ja muitakin energialähteitä, joissa lämpötila on sopivalla tasolla. Näin saadaan kasvatettua lauhde-energian määrää.

Myös ilman kuivaukseen kesällä varauduttava

Kaupan uusissa kylmäkaapeissa ja -tiskeissä tuotteet ovat ovien takana, mikä lisää lähes poikkeuksetta tarvetta kuivata ilmaa kesäaikana. Se vaatii yleensä aina jonkinlaisen jäähdytysratkaisun. Tämäkin on järkevää ottaa huomioon järjestelmän suunnittelussa ja rakentamisessa.

Kun lämpöpumpulla tai vedenjäähdytyskoneistolla tehtyä jäähdytystä käytetään kesäaikaan myös CO₂-koneiston alijäähdytykseen, saavutetaan järjestelmällä hyvä hyötysuhde. Samalla minimoidaan niin sanotun flash gas -pumppauksen tarve CO₂-koneistossa.

Flash gas -pumppaus on CO₂-kylmäprosessia ylläpitävä ”välttämätön paha”. Se ei vaikuta lämmönsiirtoon kylmätuotteista, jota varten koko CO₂-järjestelmään on investoitu.

Myös niin sanotut waterloop-ratkaisut soveltuvat lauhdelämmön talteenottoon. Niissä esiintyvät lämpötilatasot mahdollistavat lämmön siirtämisen lämpöpumpulla jopa kaukolämpöverkoston tasolle saakka. Silloin energiasta voi tulla kaupalle ”myyntituote”, jos kaukolämpöyhtiö hyväksyy lämmön siirtämisen verkkoonsa ja myyntineuvotteluissa lyödään kättä päälle. Lämpöenergian mahdollinen myynti on huomionarvoinen seikka, kun kaupan investointien kannattavuutta arvioidaan.

Matalille lämpötilatasoille ei ole sen sijaan vielä löydetty sopivaa mallia, joilla lämpöenergiaa saataisiin kolmansien osapuolten käyttöön. Kesäaikaiset tai lämmityskauden ulkopuolelle muuten jäävät käyttötunnit eivät ole kuitenkaan ratkaisevassa asemassa nykytilanteessa, vaikka tuo hetkellinen ylimääräinen energia hukattaisiinkin ulkoilmaan.

Ener­gia­te­hok­kai­ta ratkaisuja LVI- ja lämmitysinfraan

Tärkeänä yksityiskohtana on hyvä muistaa itse kiinteistön LVI- ja lämmitysinfra. Mitä alhaisemmat lämpötilatasot lämmönjaossa ovat, sitä paremmat ovat mahdollisuudet hyödyntää lauhdelämpöä energiatehokkaasti. Muun muassa lattialämmitys ja matalan lämpötilan IV-kiertoilma- tai olosuhdekone antavat jo merkittävän mahdollisuuden energiansäästöön. Sama pätee tarpeenmukaiseen ilmanvaihtoon, jota ohjataan sisäilmaolojen mukaan.

Kesähelteillä ei ole mielekästä puskea isolla määrällä kuumaa ja kosteaa ilmaa myymälään kuormittamaan kylmäjärjestelmää, elleivät muut olosuhteet sitä vaadi. Myöskään talvipakkasilla lämmitystarvetta ei tule lisätä turhalla ilmanvaihdolla.

Myymälän kylmäkoneiston käyntiä eri tilanteissa (lauhdetehot ja käyntiasteet) on haasteellista arvioida. Arvioinnin tulokset vaikuttavat kuitenkin merkittävästi koko lauhdelämmön talteenoton suunnitelmiin ja sitä kautta järjestelmän toimivuuteen ja saataviin hyötyihin.

Tilannetta kannattaa ehkä tarkastella lämmityskauden lämpötilojen aikaan ja päätellä tässä tilanteessa saatavia lauhdemääriä ja tehoja. Tehot ovat huomattavasti pienemmät kuin varsinaisessa kesän mitoitustilanteessa.

Lämmön talteenottoon tehdyillä investoinneilla ja ratkaisuilla on merkittävä osuus myös kaukolämmön käytön vähentämisessä ja ostoenergian CO₂-päästövaikutusten pienentämisessä. Vaikka kaukolämmön päästöt ovat viime aikoina sievistyneet, pienenee hiilijalanjälki silti merkittävästi.

Kohonneiden lämmityskustannusten myötä myös kauppojen naapurustojen asunto-osake- ja kiinteistöyhtiöt ovat kiinnostuneita myymälöiden lauhdelämmöstä ja mahdollisuudesta sen hyödyntämiseen osana kiinteistön lämmitystä. Onnistuneita toteutuksia yhteistyöstä ja tyytyväisiä osapuolia on onnistuttu saavuttamaan jo monessa kohteessa, kaupan omista kiinteistöistä puhumattakaan.

Tarkastelu monella tavalla kannattaa

Järjestelmät ja menetelmät kehittyvät, samoin lauhdelämmön talteenotto. Kehittyneimmät järjestelmät kykenevät jo ajamaan lauhdelämmön talteenoton toimintoja aina edullisimmalla tavalla, kulloinkin vallitsevien energian hintojen mukaan.

Lauhdelämmön hyödyntämistä koskevassa yhteistyössä on oleellista sopia hyvinkin yksityiskohtaisesti, minkä tahon intressien mukaan lämmön ajotapoja ohjataan. Näin vältytään puolin ja toisin odottamattomilta yllätyksiltä.

Lauhdelämmön talteenottoa voidaan tarkastella monella eri tavalla. Pelkät kertoimet tai hyötysuhteet eivät aina kerro koko totuutta. Sen sijaan eurot puhuttelevat aina, varsinkin kun taloudellisissa laskelmissa otetaan huomioon investointien koko elinkaari. Sekin on hyvä muistaa, että edullisin hankintahinta ei ole aina halvin ratkaisu käyttökuluissa ja elinkaaritarkastelussa.

Mikko Keitaanranta on HOK-Elannon vanhempi kylmätekniikan asiantuntija ja huoltopäällikkö.