Hollolalainen Calefa Oy on ensimmäisten joukossa Euroopassa kehittänyt kaupallisen lämpöpumpun, joka tuottaa suuressa mittakaavassa höyryä. Höyrylle on teollisuudessa paljon käyttökohteita, ja nyt sitä voidaan tehdä hukkalämpöjen avulla.
Höyryä käytetään lukemattomissa prosesseissa esimerkiksi kuivatukseen, kypsytykseen, desinfiointiin ja pakkausten sulkemiseen. Veden höyrystymislämpö on korkea, joten höyryn avulla on tarkoituksenmukaista siirtää ja käyttää tehokkaasti prosesseissa tarvittavia energioita. Teollisuudessa syntyy yleisesti myös paljon hukkalämpöjä, joita on ollut vaikeata syöttää takaisin prosesseihin. Lämpöpumpuilla ei ole tähän saakka voinut helposti hyödyntää pesuvesien tai lauhteiden energioita.
Toistaiseksi on ollut vaikeata toteuttaa teollisen mittakaavan lämpöpumppua, joka olisi kyennyt nostamaan loppulämmönhöyryn tuottamisen tasolle. Tämä askel on käytännön teollisten sovellusten kannalta hyvin tärkeä. Tuotettu höyry voidaan edelleen ajaa kompressorin läpi, jolloin päästään vielä ylemmille lämpö- ja painealueille. Tämä laajentaa edelleen saavutettavia käyttökohteita.
”Höyryä käytetään
lukemattomissa prosesseissa.
Päästöt pienenevät
“Tähän mennessä höyryä on tuotettu vain polttavilla teknologioilla tai sähköisillä höyrynkehittimillä, joiden hyötysuhde on monta kertaa höyrylämpöpumppua heikompi”, kertoo Calefan toimitusjohtaja Petri Vuori.
Samaan aikaan ”käytetty” höyry on jouduttu johtamaan viemäriin kuumana lauhdevetenä, sillä sen kierrätys tai toisiokäyttö on usein ollut liian hankalaa.
Lämpöpumpulla hukkalämpö voidaan palauttaa prosessiin sellaisessa muodossa, että se voidaan hyödyntää monin eri tavoin. Tällöin polttamalla kehitetyn energian määrää voidaan leikata selkeästi, ja yrityksen energiakulut laskevat. Monissa tapauksissa voidaan päästä myös suljettuun kiertoon, johon tuodaan vain lämpöpumpun tarvitsema sähkö.
Hyötynä on erityisesti yritysten kannattavuuden paraneminen. Öljy, kaasu sekä biopolttoaineet maksavat ja niitä on kuljetettava. Yhä lisääntyvä ajatus on myös strategisesta imagohaitan kääntämisestä imagohyödyksi, kun laitoksen päästöt vähenevät.
Kuva: Lauri Lehtinen
Lisätehoa edullisesti
Hukkalämmön jalostaminen höyryksi mahdollistaa joko polttavan höyryntuotannon leikkaamisen energiatehokkaammalla hukkalämpöratkaisulla, tai höyryntuottokapasiteetin lisäämisen ilman lisäpolttoaineen kustannuksia.
Siinä missä Calefan SteamLevel-höyrylämpöpumppuratkaisu voi leikata merkittävästi höyryntuotannon kustannuksia, se voi olla myös tehokas ratkaisu tuotantoprosessin kasvavan höyryntarpeen kattamiseen.
“Mikäli prosessiin tarvitaan lisää höyryä, SteamLevelillä se voidaan tuottaa hyvällä hyötysuhteella jo syntyvästä hukkalämmöstä”, kertoo Calefan asiantuntija Lari Heinonen.
Modulaarinen ratkaisu on helppo asentaa
Uusi höyrylämpöpumppu toimitetaan Calefan konseptin mukaisesti avaimet käteen -toimituksena. Kontissa toimitettava laitos voidaan integroida nopeasti teollisuuslaitoksen järjestelmiin ilman pitkää työmaavaihetta.
Plug-and-play –tyyppinen ratkaisu on kompakti myös tilankäytön kannalta. Polttoon perustuviin höyryntuotantotapoihin verrattuna tämä vie huomattavasti vähemmän pinta-alaa tehdastontilta, sillä esimerkiksi polttoaineen varastoa ja vastaanottoa ei tarvita.
”Lämpöpumpulla hukkalämpö voidaan palauttaa
prosessiin sellaisessa muodossa,
että se voidaan hyödyntää monin eri tavoin.
Valtava markkina
Euroopassa teollisuuden lämpöenergian tarve on kokonaisuudessaan noin 3000 TWh vuodessa. Tästä prosessilämmitykseen kuluu noin kaksi kolmasosaa, eli 12 vuoden verran koko Suomen sähkönkulutusta vastaava määrä energiaa.
Höyryn monikäyttöisyyden ja suuren energiasisällön takia höyryprosesseja on lukemattomissa kohteissa kautta maailman. Se puolestaan luo kuumaan loppulämpöön yltävälle lämpöpumpulle laajan, globaalin markkinan.
Toisaalta prosessit ovat kehittyneet niin, että käytettävän höyryn loppulämpötila on laskenut. Lämpöpumppu auttaa hajauttamaan sen tuottamista, jolloin siirtohäviöt pienenevät. Höyryn painetta voidaan myös korottaa lämpöpumpun jälkeen eri menetelmillä, esimerkiksi MVR- ja termokompressoriteknologioilla.
Calefa on keskittynyt suuren mittakaavan lämpöpumppuihin, ja niiden rationaaliseen valmistukseen. Yritys on kehittynyt esimerkiksi modulaarisia tuotteita, joiden valmistus ja skaalattavuus on asiakkaan kannalta nopea ja helppo esimerkiksi kaukolämmön tarpeisiin. Nyt kehitetty ratkaisu on looginen jatke tälle pitkälle kehitystyölle.
Teksti: Lauri Lehtinen
