Kuva: Getty Images.

Lämpöpumpputeknologia tukee hiilineutraalia lämmöntuotantoa

02.10.2023

Lämpöpumpputeknologia nousi vahvasti esille Lämpö Kiertoon -seminaarissa, jossa esitettiin asiantuntijanäkemyksiä ja ratkaisuja polttoon perustumattomasta lämmöntuotannosta. Xamkin asiantuntijat esittelivät seminaarissa Karhulan uimahallin lämpöpumppusovellusta.

Lämpöpumput ovat yleistyneet polttovapaaseen lämmitykseen siirryttäessä. 2020-luvulla lämpöpumppujen myynti on kasvanut merkittävästi. Vuonna 2022 lämpöpumppuja myytiin noin 196 000 kappaletta kasvun ollessa 50 % edellisvuodesta. Kansainvälinen energiajärjestö IEA arvioi, että maailmassa on 1,8 miljardia lämpöpumppua vuonna 2050. (SULPU 2023.)

Lämpöpumppu on polttovapaa lämmitysmuoto

Lämpöpumppu on ilmastoystävällinen valinta kiinteistön lämmitykseen, ja se on myös energiatehokas tapa tuottaa lämmitystä. Tämä puolestaan tuo kustannustehokkuutta. Isojen teollisuuskohteiden osalta sähköveroluokan alenema onkin lisännyt kiinnostusta lämpöpumppujen käyttöönottoon. (SULPU 2023.)

Lämpöpumppuja käytetään usein lämmityksen tukena tai päälämmitysmuotona. Pelkällä Ilma-ilmalämpöpumpulla ei voida kattaa koko rakennuksen lämmitystä, mutta ilma-vesilämpöpumpulla tai maalämpöpumpulla se on mahdollista.

Lämpöpumppujen ohjaus on kehittynyttä. Taajuusohjattavissa lämpöpumpuissa lämpöpumpun kierroslukua ohjataan lämmöntarpeen mukaan. Kierroslukusäädöllä säästetään lämpöpumpun omasta sähkön tarpeesta, mikä nostaa laitteen hyötysuhdetta. Hybridilämmityksen ohjauksessa voidaan lisäksi seurata pörssisähkön hinnanvaihteluja. (Motiva 2022.)

Lämpöpumppusovellus Karhulan uimahallissa

Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun asiantuntijat esittelivät seminaarissa Kymenlaaksossa sijaitsevan Karhulan uimahallin lämpöpumppusovellusta. Uimahalliin toteutetun lämpöpumppuhankinnan myötä ilmanvaihtokoneen ulospuhallusilmaa hyödynnetään uimahallin ilmanvaihdon esilämmityksessä.

Poistoilmalämpöpumpun ja lisälämmöntalteenoton asennus suoritettiin putkitöineen kesällä 2021, ja se on ollut toiminnassa marraskuusta 2021 lähtien. Järjestelmän toimintaa on seurattu sen käyttöönotosta lähtien. Lisäksi on tuotu esiin järjestelmän jatkokehitysideoita.

Kun lämpöpumpun lämmitysteho vaihteli välillä 32–38 kW seurantajaksolla, kostean ulospuhallusilman lämpötila laski korkeammalta lämpötilaväliltä 13–22 °C, matalammalle lämpötilavälille, noin 2–12 °C. Kuvassa 2 näkyy punaisella suoralla kuvattuna uimahallin kaukolämpöteho vuonna 2019 eri ulkolämpötilojen arvoilla ja vihreällä vuoden 2022 kaukolämpötehon kulutuksen alenema.

Kuvassa 2 on punaisella suoralla esitetty uimahallin vuoden 2019 kaukolämpötehon kulutus eri ulkolämpötilojen arvoilla ja alempana vihreällä vuonna 2022 vähentynyt kulutus.
Kuva 2. Uimahallin kaukolämpöteho vuosina 2019 ja 2022 ulkolämpötilan funktiona. Kuva: Tuija Korpela.

Lämpöpumpun vuotuinen kaukolämpöä korvaava lämpöenergian tuotto oli 230 MWh/a. Lämpöpumpulla tuotetun lämmityksen vuotuinen rahallinen säästö kaukolämmitykseen verrattuna, kun lämpöpumpun sähkön kulutus huomioitiin, oli energiakustannuksina reilu 7 000 €/a.

Artikkeli perustuu esitykseen Lämpö Kiertoon -seminaarissa 10.5.2023, johon Xamkin Metsä, ympäristö ja energia -vahvuusalan asiantuntijat osallistuivat esityksellään.

Energiaälykäs kaupunkiympäristö -hankkeessa kartoitetaan Kymenlaakson alueella kokeilu- ja pilotointiympäristöjä ja niihin soveltuvia innovatiivisia energiaa säästäviä ratkaisuja. Hanke on Euroopan Unionin osarahoittama. Rahoitus on myönnetty Kymenlaakson liiton myöntövaltuudesta. Lisätietoa hankkeen verkkosivuilta.

Lähteet

Motiva. 2022. Lämpöpumpputeknologiat. Saatavissa: https://www.motiva.fi/ratkaisut/uusiutuva_energia/lampopumput/lampopumpputeknologiat [Viitattu: 8.9.2023]

SULPU. 2023. Lämpöpumppuja myytiin viime vuonna lähes 200 000 kappaletta. Kasvu 50 %. Saatavissa: https://www.sulpu.fi/lampopumppuja-myyntiin-viime-vuonna-lahes-200-000-kappaletta-kasvu-50/ [Viitattu: 11.9.2023]

Kirjoittaneet Hannu Sarvelainen, Erja Tuliniemi, Tuija Korpela, Timo Juusola ja Maunu Kuosa

Sarvelainen työskentelee lehtorina Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun Rakennus- ja energiantekniikan koulutusyksikössä. Tuliniemi työskentelee projektipäällikkönä, Korpela tutkimusinsinöörinä, Juusola tutkimusinsinöörinä ja Kuosa TKI-asiantuntijana Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun Metsä, ympäristö ja energia -vahvuusalalla.