Lämpöpumpuilla haaleasta hukkalämmöstä saa tuotettua jopa 120 asteista vettä tai matalapainehöyryä. Lämpöpumppuja teollisuudessa käytetään kuitenkin vain ani harvoin.

– Teollisuus ei tällä hetkellä juurikaan hyödynnä lämpöpumppuratkaisuja, vaikka juuri siellä olisi parhaat mahdollisuudet tuottaa lisäenergiaa erilaisista hukkalämmönlähteistä, kun energiaa kulutetaan paljon, sanoo hukkalämmön uusiokäyttöratkaisuja toimittavan Calefan tekninen päällikkö Markku Lampola.

– Se johtuu tietämättömyydestä, siitä ettei ymmärretä lämpöpumpputeknologialle sopivia kohteita ja eri käyttömahdollisuuksia.

Tekniikka on parin viime vuoden aikana harpannut huimasti eteenpäin. Nykyään lämpöpumpun lähteenä voi olla 0-90 asteinen lämpö. Jos 50-90 asteiselle hukkalämmölle ei ole suoraan käyttökohdetta, niin sillä saadaan tuotettua hyvällä hyötysuhteella jopa matalapaineista höyryä.

– Uusi lämpöpumpputekniikka mahdollistaa jopa 120 asteisen veden tai matalapainehöyryn tuottamisen, Lampola lisää.

Mitä korkeampi lämpötila hukkalämmön lähteessä on, sitä paremmalla hyötysuhteella lämpöä pystytään tuottamaan.

Parhaimmillaan COP eli lämpöpumpun hyötysuhde on jopa 7, mikä tarkoittaa että 1 kilowatin energialla pystytään tuottamaan 7 kilowattia lämpöenergiaa.

Hukkalämmöillä talot lämpiämään

Hyödyntämiskohteita teollisuuden prosessien hukkalämmölle löytyy pilvin pimein. Tyypillisin kohde on rakennusten lämmitys. Suomessa kun pitkän talvikauden vuoksi lämmityskausikin on pitkä. Usein hukkalämpö hyödynnetään omien tehdaskiinteistöjen lämmityksessä.

Lämpöpumppujen tuottamaa lämpöä voidaan uusiokäyttää myös rakennuksen ilmanvaihdon lämmityksessä. Tavallisesti ilmanvaihdon konehuoneet vieläpä sijaitsevat hukkalämmön lähteiden lähellä, jolloin kertainvestointi hukkalämpöjen kierrätysjärjestelmässä jää hyvin kohtuulliseksi, pohtii Calefan LVI-asiantuntija Teemu Lahikainen.

– Koska hukkalämpöjä hyödyntäessä energiakustannukset alentuvat pysyvästi, myös itse järjestelmä on äkkiä maksettu syntyneillä säästöillä.

Yksi tällainen kohde on palvelintilaa tarjoava joensuulainen Bittiguru Oy, joka lämmittää koko kiinteistönsä serverien hukkalämmöillä.

Mikäli lähistöllä on paljon asutusta ja hukkalämpöjä syntyy runsaasti yli oman tarpeen, kannattaa harkita yhteistyötä paikallisen energiayhtiön kanssa.

– Hukkalämmöt voidaan muuttaa myös kaukolämmöksi ja ohjata ne siten vaikka seudun asuinrakennusten lämmitykseen, Lahikainen vinkkaa.

Myös Bittigurulla datakeskuksen laajentuessa hukkalämpöä tulee yli omien kiinteistöjen lämmitystarpeiden ja hukkalämmön myymisestä paikalliselle energiayhtiölle on jo neuvoteltu.
Sama energia voidaan käyttää
prosessissa uudelleen ja uudelleen

Toinen vaihtoehto on hyödyntää hukkalämmöt tehtaan omissa prosesseissa. Teollisuuden suosima matalapainehöyry on tehokas ja nopea lämmittäjä, jota lämpöpumppujen avulla voidaan tuottaa prosessin hukkalämmöistä ja kierrättää se takaisin tuotantoon uusiokäyttöön.

Hyvä esimerkki on tislausprosessi, jossa hukkalämpöä otetaan talteen tislauksen jäähdytyksestä ja tuotetaan siitä matalapainehöyryä prosessin alkupäähän. Tällaisessa prosessissa saadaan sama energia tekemään työ moneen kertaan.

Myös kuivausprosesseissa hukkalämpöä kannattaa hyödyntää.

– Rehuteollisuudessa kuivaus kuluttaa lähtökohtaisesti runsaasti energiaa, mutta lämpöpumppuja hyödyntämällä sen saa muutettua todella energiatehokkaaksi. Tällaisella yhtälöllä kuivauksen vaatimasta lämmityksestä 70-80 % voidaan tuottaa lämpöpumpuilla, Lahikainen laskeskelee.

Lisäksi asiaan vaikuttaa poistoilman kosteuspitoisuus.

– Kostea poistoilma sisältää valtavat määrät arvokasta energiaa, vaikkei lämpötila olisikaan niin korkea.

Lämpöpumppu jäähdytyksen kaveriksi

Korkeiden lämpöjen ohella teollisuus käyttää prosesseissaan myös jäähdytystä.

– Monet käyttävät raakavesiä ja jopa vesijohtovettä jäähdytykseen. Vedenkulutus nousee silloin melkoiseksi. Tämän voi yleensä korvata suljetulla järjestelmällä, jossa sama vesi kiertää ja sitä jäähdytetään lämpöpumpuilla. Näin prosessista tulee energiatehokas ja säästetään huomattavia summia rahaa, Calefan asiantuntijat ohjeistavat.

Kuortissa toimiva muovituotteiden valmistaja Plastep Oy sai tällaisella ratkaisulla vedenkulutuksensa laskemaan yli 80 %. Plastepilla myös ruiskuvalukoneiden jäähdytyskierrosta hukkalämmöt kerätään lämpöpumpun avulla kiinteistön lämmitykseen, minkä myötä öljyn käyttö kiinteistön lämmityksessä on vähentynyt puoleen entisestä. Enää lämmitysöljyä tarvitaan vain tuotannon ulkopuolisina aikoina, eli öisin ja viikonloppuisin.

Markku Lampola suosittelee, että myös suurien jäähdytyskoneiden lauhdelämpö kannattaisi hyödyntää sen sijaan, että se lauhdutetaan ulkoilmaan.

– Yleensähän jäähdytyskoneita hankittaessa ei ole mietitty, että samaan aikaan tehtaassa on lämmitystarpeita.

Nykyisen vedenjäähdytyskoneen rinnalle voidaan asentaa lämpöpumppu. Lämpöpumppu tarjoaa edullista jäähdytystä ja sillä voi samanaikaisesti tuottaa lämmitystä toisaalle. Vedenjäähdyttimen rinnalla lämpöpumppu varmistaa järjestelmää ja parantaa jäähdytystehoja, etenkin jos nykyinen jäähdytysteho on jäänyt vajaaksi.

– Kesäaikaan lämpö voidaan lauhduttaa ulos, jos sitä tulee yli tarpeiden.
Mitä kannattaisi tehdä, että
saisi säästettyä rahaa ja energiaa?

– Kannattaa teettää energian uusiokäyttökartoitus, jossa asiantuntija käy tehtaalla etsimässä kohteita, mistä hukkalämpöä voidaan ottaa ja missä sitä voisi hyödyntää, tekninen päällikkö Markku Lampola neuvoo.

Muutostyön myötä myös tehtaan LVI-järjestelmää voidaan kehittää.

– Samalla saatetaan kasvattaa kapasiteettia, nopeuttaa läpimenoaikaa ja parantaa työskentelyolosuhteita.

Lämpöpumppujen käyttöön liittyy paljon vääriä mielikuvia. Taustalla voi olla aiemmat huonot kokemukset projekteista, joissa on ollut monta osapuolta ja kokonaisuus on jäänyt hataraksi.

– Sellaisesta on voinut jäädä mielikuva, että lämpöpumput eivät sovellu omaan kohteeseen, vaikka todellisuudessa projektointi on mennyt pieleen, kun ei olla osattu ottaa kaikkea huomioon, Teemu Lahikainen lisää.

– Jos tekijöitä on useita, aina jää harmaita alueita joista kukaan ei vastaa. Mihin ratkaisuun sitten päätyykin, koko projekti kannattaa ottaa vain yhdeltä toimittajalta, jolloin saa takuuvarman lopputuloksen.