Lämpöpumppujen korkealämpötekniikalla uusia mahdollisuuksia hukkalämmön hyödyntämiseen

Lämpöpumppujen korkealämpötekniikalla uusia mahdollisuuksia hukkalämmön hyödyntämiseen

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

Jackon Group on eristeitä valmistava norjalainen perheyhtiö. Vuodenvaihteessa suomalaiset ThermiSol, Tupler, Epsira ja Pohjoismainen Solumuovi yhdistettiin Jackon Finland Oy:ksi, joka on osa Jackon Groupia.

Paljon hyödyntämätöntä lämpöä

Jackon Finlandin tehtaalla Muurlassa valmistetaan solumuovituotteita muottiin paisuttamalla. Paisuttaminen tapahtuu kylläisellä vesihöyryllä, jonka lämpötila on 120–140°C. Höyry tuotetaan nestekaasupolttimen kuumentamassa höyrykattilassa.

Paisutussykli kestää 1–2 minuuttia ja syklin lopuksi muotti jäähdytetään noin 90°C:een. Tästä syntyy 50–60 -asteista jäähdytysvettä, joka on perinteisesti jäähdytetty 30–40°C:een jäähdytystornissa. Hukkalämpöä on syntynyt 3 000 megawattituntia (MWh) vuodessa.

Tehtaan prosessissa tarvitaan korkeita lämpötiloja jälkikäsittelyuuneissa, joihin paisutetut tuotteet siirretään tasaantumaan. Uunien lämmitykseen käytetään noin 95-asteista vettä. Myös raaka-aineen esikäsittely vaatii lähes sadan asteen lämpötilaa.

Oilonin kehittämällä korkealämpöteknologialla ja tässä tapauksessa käytetyllä ChillHeat P 150 -lämpöpumpulla voidaan tuottaa yli sadan asteen lämpötiloja. Perinteisesti lämpöpumpuilla on tuotettu 50–60°C tasolla olevia lämpötiloja, joista täällä vasta lähdetään ylöspäin.

Korkeat hukkalämmöt hyötykäyttöön

– Olemme aikaisemmin käyttäneet hukkalämmön mahdollisimman kattavasti kiinteistön lämmitykseen ja kaikkiin muihin lämmityskohteisiin, kertoo Muurlan tehtaan tuotantopäällikkö Jukka Mälkönen. Jälkikäsittelyuunien tarvitsemaa lähes sadan asteen lämpötilaa emme pystyneet tuottamaan hukkalämmöstä. Aikaisemmin lämpöpumput eivät pystyneet tuottamaan riittävän korkeaa lämpötilaa. 

Muottien jäähdytysvesi johdetaan 20 m3:n koontisäiliöön, jonka lämpötila on 50–60°C luokkaa. Nyt lämpöpumppu hyödyntää tätä jäähdytyskiertoa lämmönlähteenä jäähdyttäen veden 40°C:een ja vähentää samalla tarvetta käyttää jäähdytystorneja.

Lämpöpumpun tuottamaa lämpöä hyödynnetään jälkikäsittelyuunien lisäksi raaka-aineen esikäsittelyssä, höyrykattilaan tulevan kylmän vesijohtoveden lämmittämisessä aina 80°C asti, sekä kiinteistön lämmityksessä.

Paljon tehoa hyvällä hyötysuhteella

– Jackonille toimitetun ChillHeat P150 -lämpöpumpun mitoitusteho on yhteensä 372 kW ja COP-arvo 3,2 (Coefficient Of Performance), vaikka tuotetaan lähes sata-asteista vettä, kertoo Oilon-teollisuuslämpöpumppujen liiketoimintajohtaja Martti Kukkola. Lämpöpumpun kaksi kompressoria ovat taajuusmuuttajalla ohjattuja, joten sen hyötysuhde on erinomainen ja tehonsäätöalue hyvin laaja.

Lämpöpumpun kylmäaine (tai lämmönsiirtoaine) on R1234ze. Se on uuden sukupolven kylmäaine, joka yhdessä P-sarjan lämpöpumpun kanssa soveltuu 100°C lämpötilan tuottamiseen. Aineen ilmastovaikutusarvo (GWP) on erittäin alhainen, alle 1.

Lämpöpumppu on liitetty etäyhteydellä Oilon Global Monitor -valvontajärjestelmään, joka seuraa laitteiden toimintaa, kertoo käyttöasteesta, energian tuotannosta ja ilmoittaa välittömästi mahdollisista poikkeamista normaalista toiminnasta.

Edullinen ja toimiva kokonaisuus

– Lämpöpumppu otettiin käyttöön vuoden 2019 alussa ja meillä on nyt 11 kuukauden tilasto sen toiminnasta, jatkaa Mälkönen. – Sinä aikana lämpöpumppu on tuottanut lämpöä 413 MWh. Alkuvaiheessa kiinteistön lämmitys ja osa jälkikäsittelyuuneista eivät olleet käytössä, joten jatkossa tuotto tulee kasvamaan merkittävästi.

Oilon teki järjestelmän mitoituslaskelmat ja Muurlan tehtaan oma kunnossapitohenkilökunta asensi laitteet ja vieläpä valmisti itse tarvittavat kriittiset putkilämmönvaihtimet. Lämpöpumpun osuus koko investoinnista oli vajaa puolet ja hanke sai myös investointitukea. Takaisinmaksuaika on hyvin kohtuullinen.

Laajempi artikkeli asiasta löytyy Oilon Oy:n KOTISIVUILTA.

Jouko Lampila | Lähde: Oilon