Kirjoittaja Juha Poutiainen, asiantuntija energiatekniikka
Iso murros on tapahtumassa myös lämpöpumppujen väliaineiden osalta. Luonnollisilla, biohajoavilla väliaineilla voidaan korvata kokonaan käytössä olevien haitallisten tai myrkyllisten väliaineiden käyttöalue ja luopua niiden käytöstä
Lämpöpumppujen teholuokissa ja lämpötiloissa on otettu isoja harppauksia. Tänä päivänä tehdään jo kymmenien megawattien lämpöpumppulaitoksia, joilla korvataan vanhoja polttoon perustuvia voimalaitoksia. Lämpöpumpuilla on mahdollista tuottaa lähes 300-asteista höyryä. Kehityspanostukset ovat edelleen suuria ja lähitulevaisuudessa päästäneen jo lähelle 400 °C:tta ja yli 100 MW:n tehoja. Valtaosa prosessiteollisuuden lämmöntarpeesta voidaan tuottaa lämpöpumpuilla.
Pumppuja yhdistämällä säädetään lämpötilatasoa
Lämmönlähteenä ei tarvitse enää olla korkealämpöistä sekundäärilämpöä, vaan lämpöpumppujen lämmönlähteenä voi olla esim. ulkoilma, joki- tai merivesi. Tällöin suljetun kierron lämpöpumpulla voidaan ensin lämpötilataso nostaa riittäväksi avoimelle lämpöpumppuprosessille. Suljetun piirin lauhduttimessa höyrystetään puhdasta vettä, ja tarvittaessa paine ja lämpötila nostetaan halutuksi yhdellä tai useammalla sarjaan kytketyllä kompressorilla vastaamaan höyrynkuluttajan vaatimuksia.
Mielenkiintoa lisää se, että energialaitoksilla ja teollisuudessa kylmän tuotanto on lisääntynyt huomattavasti ja kaukokylmäverkostojen rakentaminen kasvaa nopeasti. Kylmän ja lämmön yhteistuotanto teollisuuslämpöpumpuilla onkin erittäin tehokasta, kun lämpöpumpun höyrystimessä tuotetaan samalla kylmää ja lauhduttimessa vastaavasti lämpöä. Yhteistuotannossa voidaan päästä huomattavasti korkeampiin lämpökertoimiin verrattuna pelkästään lämpöä tuottaviin lämpöpumppuihin, toisin sanoen lämpöpumpun pyörittämiseen kulutetaan huomattavasti vähemmän sähköä.
Tehokkuuden lisäksi lämpöpumput ovat tulleet entistä ympäristöystävällisimmiksi.
Luonnollisiin, biohajoaviin väliaineisiin siirtyminen tuo valoa tulevaisuuteen. Myrkylliset aineet eivät päädy luontoon ja ilmakehään, eivätkä siten kerry eläinkuntaan ja meihin ihmisiin.
Säästöä energian tasauksesta
Tällä hetkellä todella kannatettava kehityssuunta on luonnollisia väliaineita käyttävät isot teollisuuslämpöpumppulaitokset, joiden käyttövoimana on vihreä sähkö, ja niihin on integroitu kylmän ja lämmön tuotanto sekä kylmä- ja lämpövarastot. Tällaisten laitosten rakentamispäätöksistä on ilahduttavasti viime aikoina uutisoitu Suomessakin, ja näitä uutisia tullaan varmasti kuulemaan yhä useammin jatkossa. Energian tuotanto voidaan toteuttaa lämpöpumpuilla kannattavasti, saasteettomasti säästäen luontoa tuleville sukupolville.
Lämpöpumppulaitosten yhteyteen voidaan rakentaa sekä lämpö- että kylmävarastoja, joilla voidaan vastata verkostojen kulutusvaihteluihin. Kun sähkö on edullista, energiaa ladataan varastoon (lämpöakkuun) luovutettavaksi, kun sähköstä on pulaa ja sen hinta on korkea.
Hyvänä esimerkkinä positiivisesta kehityksestä ovat kaupunkiympäristön isot lämpöpumppulaitokset, jotka hyödyntävät lämmönlähteenä jätevedenpuhdistamoiden puhdistettua vettä ja tuottavat kaukokylmää ja kaukolämpöä yritysten, teollisuuden ja asukkaiden tarpeisiin. Käyttövoimana on pääasiassa vihreä sähkö esimerkiksi tuuli-, aurinko- ja vesivoima. Lämpöpumppulaitokset ovat yhdistetty energialaitosten kylmä- ja lämpövarastoihin. Ne hyödyntävät sähkön hinnanvaihteluita ja osallistuvat sähköverkoston nopeisiin säätötuotteisiin. Alla on havainnollinen kuva modernista lämpöpumppulaitoksesta kaupunkiympäristössä.
