Fortum suunnittelee Suomen suurinta kaukolämpöverkkoon liitettävää ilma-vesilämpöpumppulaitosta – hankkeelle TEM:in tukea

  • Viestiketjun aloittaja Viestiketjun aloittaja janti
  • Aloituspäivämäärä Aloituspäivämäärä
Kävin tänään mielenkiinnosta kurkkaamassa, miten laitos toimii, kun hienoa lunta tihuttaa ja lämpötila heiluu välillä -0,5 ... +0,5. Kennojen päästä näkee huurteen ja sulatuksen etenemisen. Seurasin parin kennon sulatukset, sulatus näkyy kiertävän rinkinä kennostolta toiselle. Sulatus näkyy tapahtuvan varsin nopeasti näissä oloissa, pääty sulaa kauttaaltaan tasaisesti muutamassa kymmenessä sekunnissa. Yksityiskohtiahan tuosta ei pysty näkemään ja veden tippumisen näkyminen varjosta vaatisi kiikaria (aidan takaa tarkkaillessa), mutta noin kolmannen kennon päässä sulatettavasta alkoi näkyä uudelleen lievää huurteen muodostumista kennon päätyputkiin. Yksityiskohdat ovat tietenkin liikesalaisuuksia, mutta epäilemättä tuo antaa veden hetken aikaa tippua kennosta sulatuksen jälkeen, kytkee sitten kierron takaisin sulatusliuoksen lämmön keräåmiseksi talteen ja vasta sen jälkeen kytkee kyseisen kennon puhaltimet uudelleen päälle.

Lämmitetyt sulaveden keräysalustat ovat tietenkin aivan sulia ja vesi valuu viemäriputkiin V-uran matalammalla olevasta ulkopäästä.
 
Tarjouspyynnöt näyttäisi olevan nyt tästä ulkona. Kaskadia tuntuisi pukkaavan.

"Fortum Power and Heat Oy is planning to implement an air-to-water heat pump (AWHP) plant to Vermo (Espoo, Finland). The AWHP plant will produce appr. 10 MW heating and appr. 8 MW cooling to Fortum’s district heating (DH) and cooling (DC) networks."

"Pos 1: Outdoor installed heat pumps which take heat from the outside air and supply heat to an intermediate liquid network;
Pos 2: Indoor installed heat pumps which take heat from the plants intermediate liquid network and supply heat to the DH network."

 
Kaskadia tuntuisi pukkaavan.
Olisikohan ajatuksena, että kaukojäähdytyspiiri toimisi kaskadin väliasteena? Kaukojäähdytyksen lähtevä vesi on luokkaa 7-asteista ja palaava vastaavasti luokkaa 17 asteista mitoitusperusteella. Tuollaista 17-asteista vettä kuvittelisi voitavan tuottaa pakkaskelilläkin, kun kaskadin ylempi aste vastaavasti jäähdyttää tuon 17-asteisen 7-asteiseksi.

Tuollainen ainakin tarjoaisi joustavuutta, jos kaukojäähdytyksen tarve jostakin syystä olisi talvella niin suuri ja lämpöä tulisi edullisesti jostakin muualta niin paljon, että kaukojäähdytyksessä kannattaisi käyttää suoraa jäähdytystä ulkoilmaan (tällainen tilanne voi tulla eteen sähkön kulutuspiikin aikana, kun yhteistuotantolaitosten tuotanto on joka tapauksessa puskettava äärimmilleen). Periaatteessa tuo myös sallisi veden käytön välipiirin siirtoaineena (pakkasnesteen sijaan) ja kaukojäähdytysakkujen käyttämiseen asteiden välipuskurina. Toki jokunen aste menetään siihen nähden, että kaskadin asteet olisivat suoraan levylämmönvaihtimella kytkettyjä asteesta toiseen (kylmäaineet ovat joka tapauksessa piireissä erilaiset suuren lämpötilaeron takia, joten tarvitaan erilliset kylmäainepiirit).
 
Tuonne Vermon lämpölaitokselle on näköjään ilmestynyt uusi (vaikkakin ehkä käytetty?) ilmavesilämpöpumpulta vaikuttava kapistus. Laitetta ei kuitenkaan ole vielä kytketty sähköihin tai viereisiin putkiin (kaukojäähdytysputket ovat lähinnä, muttei kaukolämpöpuolikaan ole kaukana). Tuolle on näköjään varattu jo aikaisemmin peti. Ohessa pari kuvaa. Laitos on siis tuo tummanvihreä kirkkaan vihreästä pienestä muuntajakopista oikealle ja aikaisemmin esillä olleista Alfa/Fincoilin ylös puhaltavista lamellipattereista vasemmalle (nuo olivat käynnissä, kun kuvan nappasin).

Saattaahan tuo myös olla huippukuormakäyttöön tarkoitettu pelkkä kaukojäähdytinvettä kylmentävä laitteistokin (esimerkiksi tilanteisiin, jossa lämpöä ei jostakin syystä voida työntää kaukolämpöverkkoon kaukojäähdytysverkosta).
20210528_124135.jpg
20210528_124334.jpg
 
Viimeksi muokattu:
Olen nähnyt tuontapaisen jossain kummassa paikassa väliaikaisen näköisenä asennuksena. Voisi sopia kaukojäähdytykseen- jonnekin on myyty kylmää mutta putkea vielä puuttuu.
 
jonnekin on myyty kylmää mutta putkea vielä puuttuu
Putkikin on ja tiedetään, minne se johtaa (Kehä I:n ja rantaradan/Vanhan Turuntien risteyksen viereen valmistumassa olevaan liikekompleksiin). Jäähdytyskin tuonne jo toiminee, mutta toistaiseksi ilmeisesti vain niin, että jäähdytyskuorma dumpataan lämpönä noiden vaakasuuntaisten puhalllinkonvektoreiden takana olevan konttiparin lämpöpumpuilla kaukolämpöverkkoon (Espooseen ja Kirkkonummelle tai laitoksen takana olevalla lämmönvaihdinlaitoksella erikseen sovittaessa Helsinkiin ja periaatteessa Vantaalle ja kauemmaksikin).
 
Näistä mitään tietämättä 11 MW kuulostaa varsin pienelle. Kuinka isolle alueelle tuollaisen pitäisi riittää? :hmm:
Vieressä olevassa lämpökeskuksessa on muistaakseni kattiloita 4kpl yhteensä n. 170MW:n edestä ja lisäksi kaksisuuntainen lämmönvaihdinlaitteisto Helenin verkkoon, olisiko tuo jotakin 40MW ... 60MW vaiheilla teholtaan. EIköhän pumppulaitteisto ole tarkoitettu lähinnä kevät-, kesä- ja syyskautta varten ja tarpeen osittain verkostotopologian takia, eli tarvitaan nostamaan Espoon koillisen alueen verkostopainetta (meno- ja paluujohdon välillä) joissakin kuormitustilanteissa, mikä ei puolestaan toteudu järkevästi, ellei menojohdon vettä samalla lämmitetä paluuvedestä. Talvella tuonne kai saadaan huippupakkasten ulkopuolella lisäpainetta Suomenojalta tulevaa suurta siirtojohtoa pitkin, mutta tuota ei puolestaan kannattane käyttää kuin pakkasilla.
 
Laitoksen rakentamispaikalta ottamani kuva eiliseltä (vrt. havainnekuvat edellä mm. Ylen jutussa ja Jantin viestissä Fortumin tiedotteeseen). Epäilisin, että etualalalla olevan raudoitettavan laatan alueelle tulisi jonkinlainen laitehallikokonaisuus (keskiosastahan raudoitus vielä puuttuu) ja taustalla olevien öljysäiliöiden ja em. laatan väliin voisi tulla vasemmassa reunassa olevan käytössä olevan pienemmän testijärjestelmän puhallinpattereiden kaltainen asetelma. Noista suurista öljysäiliöistä muuten vasemmanpuoleinen on vuorattu sisältä ns. bioöljyä kestäväksi (puuaineksen nopea pyrolyysi) ja sinne on tänä keväänä ajettu rekalla jälleen uutta tavaraa (kaiketi Green Fuel Nordicin Lieksan pyrolyysilaitokselta, https://yle.fi/uutiset/3-12296781; öljyautojen purkupaikka on bioöljysäiliön edessä). Bioöljypuolihan oli pois käytöstä useamman vuoden (tuotanto loppui Joensuussa Fortumin myytyä Joensuun kaukolämpöverkon Savon Sähkölle). Bioöljyä käytetään kuvan vasemman reunan huippu- ja varalämpölaitoksessa, jossa aikaisemmin poltettiin pääasiassa maakaasua, mutta kuluvana vuonna fossiiliöljyrekat ovat vierailleet ruuhkaksi asti (oikealla oleva suuri säiliö on kevylle polttoöljylle).
 

Liitetiedostot

  • IMG_20220420_122307_HDR.jpg
    IMG_20220420_122307_HDR.jpg
    170 KB · Lukukerrat: 151
Lisätäänpä tuoreempi kuva, josta laitoksen ulkomuoto alkaa jo hahmottua, mutta rakennelma on vielä "läpinäkyvä" (vrt. havainnekuva valmiista laitoksesta).

Keräilen näitä kuvia lähinnä, jotta valaistuisiko vihjeitä myös pienempien ilmavesilämpöjärjestelmien asennustavaksi ja rakenteeksikin. Edessä olevan toistaiseksi pystytysvaiheessa olevan rakennuskehikon takana oleva sinkitty ja oranssikaiteinen terassirunko on epäilemättä puhallinkennojen asennusalusta ja mielenkiintoinen kysymys onkin, mistä ulkoilmaa kerätään ja minne viilennetty ilma puhallatetaan. Aikaisempi runsaan megawatin koelaitteisto (josta kuvan vasemmassa laidassa näkyy huomattava osa) imee ilman ylhäältä ja kylmä ilma leviää ainakin kolmeen suuntaan kennoston alapuolelle. Suurempi laitos näkyy muodostavan öljysäiliöiden, niiden valuma-altaiden ja taustalla olevan ratapenkan sekä sen takana kohoavan rinteen väliin solan, josta kylmennyt ilma pääsee poistumaan lähinnä oikealle 110kV:n muuntajarakennuksen ja kytkinaseman ympäri molemmin puolin ja yhtä rajoitetusti kuvan vasemman laidan lämpölaitosrakenteiden ympäri. Terassirungosta ylöspäin kohoavat pilarit on kaiketi tarkoitettu ylös kohoavia rakenteita kannattelemaan. Itse arvelisin, että pakko tuon on vetää ilmaa mahdollisimman korkealta ja antaa levitä jäähtyneenä paksuna mattona, mikä voisi viitata jonkinlaiseen melko ylös kohoavaan imukehikkoon. Voisivathan puhaltimetkin olla selvästi kennoston yläpuolella virtauksen tasoittamiseksi. No, aikanaanhan tuo selvinnee, jos pääsee näkemään riittävästi hallirakennuksen taakse tai aiheesta julkistetaan lehdistömateriaalia tms.
 

Liitetiedostot

  • 20220510.jpg
    20220510.jpg
    163 KB · Lukukerrat: 147
Edessä olevan toistaiseksi pystytysvaiheessa olevan rakennuskehikon takana oleva sinkitty ja oranssikaiteinen terassirunko on epäilemättä puhallinkennojen asennusalusta ja mielenkiintoinen kysymys onkin, mistä ulkoilmaa kerätään ja minne viilennetty ilma puhallatetaan.
Nyt noiden puhallinkennojen rakenne selvisi. Oheisessa kuvassa on ensinnä asennetut, mutta noita 8 moduulin sarjoja varmaan tulee kuvan terassilava täyteen. Sinisentummanharmaa seinämä taustalla on koneikolle tarkoitetun rakennuksen seinä vastakkaiselta puolelta kuin edellisissä kuvissa (asennuspaikka lämpöpumpuille, muuntajille, sähkökattilalle jne.)
 

Liitetiedostot

  • kuvax.jpg
    kuvax.jpg
    475,7 KB · Lukukerrat: 156
Ohessa taas muutama kuva laitoksen yksityiskohdista. Noita 8 rivissä olevan kahden puhaltimen kahden vierekkäisen V-asentoon istutetun kennoparin konaisuuksia asennettiin parvelle 12 riviin (8 x 12 tuollaista 2 puhaltimen / 2 V-tason / 4 kennon kokonaisuutta yhteensä). Päälle on nyt ilmestynyt kehikkorakenne, joka yksityiskohdista päätellen voisi kannatella kummallekin reunalle jonkinlaista pystyseinää ja lisäksi noiden 12 rivin pystyväliseiniä. Ounastelinkin, että jotakin tuollaista tarvittaisiin, jotta jäähtynyt ilma ei eri olosuhteissa pääse kiertämään useaa kertaa puhallispuolelta imuun. Pian varmaan näkee, miten tuo on lopulta ratkaistu (1. ja 2. kuva) ja mikä on tukikehikon tarkoitus. Ensimmäisen kuvan edessä oleva betoniseinä on rakentamattoman öljysäiliövarauksen vara-allas. Olen ymmärtänyt, että tuo olisi mahdollinen sijoituspaikka ja valmis luja perusta mahdolliselle kaukolämpöakulle. Tuo allas on toisen kuvan edessä olevan löpö-säiliön edessä ja oikealla puolella. Säiliön vasemmalta puolelta hiukan pilkistävä säiliö on biopyrolyysiöljyn säiliö. Toisen kuvan vasemmassa reunassa olevien pressujen takana on käsittääkseni kaksi lämpöpumppuille tehon syöttävää muuntajaa. Sähkö tulee oikealla kuvan taka-alalla olevalta Carunan 110kV->25kV muuntajaparilta ja 110kV/25kV kytkinasemalta (kaikki johdot maakaapeleina).

Noista yksiköiden rakennetta en tunne, mutta epäilisin, että siellä on jonkinlaiset lämpöpumput (kuten Janti edellä kirjoitti, Hilman tarjouspyynnössä edellytettiin kaskadityyppistä ratkaisua). Noiden ei tarvitsisi tuottaa kuin hiukan plussan puolella olevaa lämpötilaa, koska itse hallissa on suuri joukko samantapaisia lämpöpumppuja kuin koelaitteistossa (Hilman hankintajälki-ilmoituksen mukaan Oilonin valmistamia). Nuo puhallinlaitteistot ovat Mitshubishi/Climavenetan valmistamia (mutta firman listalla ei ole ainakaan kuvaa aivan noin suuresta rivikokoonpanosta, joita tuonne on asennettu siis 12 kpl).

Kolmannessa kuvassa sitten on kirkkaan sininen pytty lastauslaituria muistuttavassa aukossa, joka uskoakseni voisi liittyä sähkökattilalaitteistoon. Myös rakennuksen tuohon päähän on rakennettu edellä mainittujen muuntajakopeiksi epäilemien tiilisten eriöiden kaltainen tila (laiterakennuksen vasemmassa reunassa lastauslaituriaukon vasemmalla puolella). Kaukolämpö- ja kaukojäähdytyslinjat muuten törrättävät laitoksen oikeassa päätyreunassa. Ylemmät paksummat lienevät kaukojäähdytykselle, jonka linja kulkee sinisen kaukolämpöventtiilikopin ja aidan takana olevan kasan välissä. Kaukolämpölinja lähtee laitosrakennuksen ja venttiilikopin välista vasemmalle ja kiertää vanhan lämpölaitoksen toista kautta kuin kaukojäähdytyslinjat.
 

Liitetiedostot

  • IMG_20220920_142824_HDR.jpg
    IMG_20220920_142824_HDR.jpg
    511,5 KB · Lukukerrat: 157
  • IMG_20220921_155211_HDR.jpg
    IMG_20220921_155211_HDR.jpg
    768,7 KB · Lukukerrat: 153
  • IMG_20220921_154939_HDR.jpg
    IMG_20220921_154939_HDR.jpg
    857,6 KB · Lukukerrat: 152
Laitoksen koekäyttö on näköjään aloitettu, eli ainakin joidenkin ulkoyksiköiden puhaltimet suhisevat ja vieressä touhuaa väkeä ilmeisesti tarkkailemassa niiden käyttäytymistä. Kauas ei ääni kuulu, mutta laitoksen ajoportilta pystyy käyntiä kuulostelemaan. Ilmeisesti yksiköitä kokeillaan vaiheittain (lähes 200 puhaltimessa riittääkin tarkastettavaa). Paikalle ei enää näe kunnolla juuri mistään, kun yksikkörivien väliin on pystytetty läpinäkymättömät väliseinät ja päätyihin vielä kattavammat kouruseinärakennelmat. Sivuilta näkyvyyden estää 2. vaiheen pumppujen ym. laitosrakennus ja vastakkaiselta puolelta huippulämpölaitoksen säiliöt ja näihin liittyvät rakenteet.
 
On se melkoinen määrä öljyä mitä ei tarvitse Suomeen tuoda kun tuollainen pumppusysteemi saadaan käyttöön.

Melkoinen vauhti on irtautumisessa fossiilisista polttoaineista. Ja miksei muustakin polttamiseen perustuvasta energiasta.

Jos olisin itänaapurin valtiovarainministeri, olisin aika huolissani budjetista 10-20v aikajänteellä.
 
On se melkoinen määrä öljyä mitä ei tarvitse Suomeen tuoda kun tuollainen pumppusysteemi saadaan käyttöön.

Melkoinen vauhti on irtautumisessa fossiilisista polttoaineista. Ja miksei muustakin polttamiseen perustuvasta energiasta.

Jos olisin itänaapurin valtiovarainministeri, olisin aika huolissani budjetista 10-20v aikajänteellä.
Satuin muuten tänään ajamaan Vermon lämpölaitoksen ohitse ja mikä ihmehän muu sinne kurvasi portista sisään ilmalämpöpumppusysteemin ohitse kuin ns. bioöljyrekka (tuntee rosterisäiliöistä ja kuljetusfirman logosta). Ilmeisesti on tarkoitus tankata syksyä varten Lieksassa sahajauhosta sun muusta tiristettyä tervamaista (verotonta) ainetta, kun lämpötilat alkavat pakottaa tekemään lämpöä selvästi enemmän mihin ilmalämmöllä noissa oloissa ja edellisen kuvan laitteistolla päästään. Sitten kun tuokin jää vajaaksi, on otettava joko maakaasu tai fossiiliöljy avuksi (ivlp:t antavat tuolla laitteistokokonaisuudella lämpötehoa 11MW, bioöljyllä saadaan ainakin 45MW päälle ja sitten öljyllä tai kaasulla vielä ainakin 125MW vielä lisää noiden päälle).

Ivlp on hyvä peruslämmöntuottolaite runsaan puolen vuoden jakson ajan, mutta pakkasilla tarvitaan muutakin ja vikatilanteet ovat vielä oma lukunsa (laitoksen on tarkoitus palvella kaikissa noissa tilanteissa ja toki vain silloin, kun lämpöä ei syystä tai toisesta joko kannata tehdä tai saada kauempana sijaitsevilta yhteistuotantolaitoksilta, biokattiloilta, jätevesilämpöpumpuilla, datakeskuksista, sähkökattiloista ym. ym.).
 
Helen on on tilannut Everllenceltä suuren hiilidioksidi-ilmavesilämpöpumpun kaukolämmön tuotantoon (yksiköllä tehoa 20...33MW riippuen ulkoilman lämpötilasta), https://info.everllence.com/hubfs/Download center/Helsinki-air-hp.pdf. Everllence on entinen MAN energy systems ja on VAG:n omistama yhtiö.

Lisätäänpä tähän vielä, että kaukolämmön korkean paluulämpötilan takia hiilidioksidilämpöpumpussa täytyy käyttää kaasupaisuntaa eli turboekspanderia (tuo voi syöttää talteen otetun energian joko sähkönä kompressorin moottorille tai käyttää erillistä kompressoria). Korkea paluulämpötila edellyttää "lauhduttimen" toimintaa kokonaan ylikriittisellä alueella. Turboexpanderissa kaasu nesteytyy osittain paineen alentuessa. Nesteosuus erotetaan höyrystimeen (ulkokennoon tai lämmönkeruun toisiokiertoon lämmönvaihtimelle tms.). Kaasuosuus johdetaan tyypillisesti suoraan kompressorin imupuolelle.
 
Viimeksi muokattu:
Takaisin
Ylös Bottom