Teollisuuden höyryntuotannon ratkaisuihin kuuluvat niin sähkökäyttöiset kuin poltettaviin energialähteisiin perustuvat höyrykattilat ja höyrynkehittimet. Tässä artikkelissa asiantuntijamme pureutuu SteamLevel-höyrylämpöpumpun viiteen perushyötyyn ja samalla vertaa siihen perustuvaa AmbiSteam-höyryratkaisua perinteisiin kattila- ja kehitinratkaisuihin.
Tässä artikkelissa:
Höyryksi jalostetulla hukkalämmöllä laajat käyttömahdollisuudet
Teollisuuden erilaisissa jäähdytys- ja kuivausprosesseissa syntyy runsaasti hukkalämpöä. Perinteinen tapa on ollut tuottaa lämpöpumpuilla kuumaa vettä. Höyrylle on kuitenkin monissa prosesseissa enemmän käyttöä kuin kuumalle vedelle.
“Höyry on tehokas tapa siirtää suuria energiamääriä paikasta toiseen, minkä vuoksi se on teollisuudessa laajasti suosittu ratkaisu”, kertoo Calefan asiantuntija Lari Heinonen.
Jotta lämpöpumppuinvestointi on teollisuudessa teknis-taloudellisesti järkevää, tulee löytyä sekä hukkalämmön lähde, että käyttökohde, lämpönielu. Heinosen mukaan teollisuudessa hukkalämpöä löytyy kyllä, ja mahdollisuus muuttaa se höyryksi avaa entistä enemmän ovia hukkalämmön hyödyntämiseen.
“Teollisuudessa hyvin moni prosessi on aikoinaan suunniteltu käytettäväksi höyryllä. Hukkalämmön jalostaminen höyryksi lisää merkittävästi hukkalämmön hyödyntämismahdollisuuksia teollisuudessa.”
Lämpöpumpulla enemmän höyryä samoista resursseista
Hukkalämmön jalostaminen höyryksi mahdollistaa joko polttavan höyryntuotannon leikkaamisen energiatehokkaammalla lämpöpumppuratkaisulla, tai höyryntuottokapasiteetin lisäämisen ilman lisäpolttoainekustannuksia.
“SteamLevelin avulla vähennetään ostolämpöenergian määrää merkittävästi, jopa lähes täysin hukkalämmönlähteen energiaa vastaava määrä”, Heinonen kertoo.
Siinä missä Calefan höyrylämpöpumppuratkaisu voi leikata merkittävästi höyryntuotannon kustannuksia, se on myös tehokas ratkaisu tuotantoprosessin kasvavan höyryntarpeen kattamiseen.
“Mikäli prosessiin tarvitaan lisää höyryä, SteamLevelillä se voidaan tuottaa hyvällä hyötysuhteella jo syntyvästä hukkalämmöstä”, hän jatkaa.
Kun sama energia käytetään uudelleen, resursseja ei mene hukkaan ja tuotannon kustannukset voidaan minimoida. Koska hukkalämpö toimii höyryn primäärienergianlähteenä, myöskään erillisille polttoaineille tai niiden vaatimille uusille ympäristöluville ei ole tarvetta.
SteamLevel® mahdollistaa päästöttömän höyryntuotannon
Suuri osa teollisuuden käyttämästä energiasta on lämpöä. Ne myös osaltaan hallitsevat lopputuotteiden hiilijalanjälkeä.
“Teollisuudessa pyritään jatkuvasti kohti matalampia päästötavoitteita. Niihin pääsemiseksi myös höyryntuotannon hiilidioksidipäästöt näyttelevät merkittävää osaa.”
Höyrylämpöpumppu mahdollistaa täysin päästöttömän höyryntuotannon, ja voi siten olla merkittävä askel teollisuuslaitoksen CO2-päästöjen hillitsemiseksi. Mikäli höyrylämpöpumpun toimintaan käytetään uusiutuvaa sähköä, höyryntuotannon CO2-päästöt katoavat kokonaan.
“Höyryn tuottaminen hukkalämmöstä jalostamalla mahdollistaa teollisuudelle merkittävät päästövähennykset kustannustehokkuuden ohella”, tiivistää Heinonen.
Modulaarinen ratkaisu on nopea integroida teollisuuden järjestelmiin
SteamLevel® -höyrylämpöpumppu toimitetaan osana Calefan AmbiSteam-laitosta avaimet käteen -toimituksena. Konsepti on sama kuin yhtiön tutussa AmbiHeat ®-lämpöpumppulaitoksessa, mutta AmbiSteam-laitos tuottaa kuuman veden asemasta höyryä.
Moduulitoimitettava laitos voidaan integroida nopeasti teollisuuslaitoksen järjestelmiin ilman pitkää työmaavaihetta. Saman laitoskokonaisuuden sisään voidaan sijoittaa myös höyryn painetta nostavaa MVR-teknologiaa, sekin osana kokonaistoimitusta.
“Iso osa AmbiSteamiin liittyvästä työstä voidaan tehdä teollisuuden normaalin tuotannon aikana. Lämpöpumppulaitos ja putkistot voidaan tehdä valmiiksi, ja kytkeä järjestelmä tuotantoon sopivalla hetkellä”, Heinonen kuvailee.
Plug-and-play –tyyppinen ratkaisu on kompakti myös tilankäytön kannalta. Polttoon perustuviin höyryntuotantotapoihin verrattuna AmbiSteam-höyryratkaisu vie huomattavasti vähemmän pinta-alaa tehdastontilta, sillä esimerkiksi polttoaineenvastaanottoa ei tarvita. Myös polttoainetoimitusten rekkaliikenne vähentyy hukkalämpöä kierrättävän höyrylämpöpumpun avulla.
Ratkaisu hajautettuun höyryntuotantoon
Höyryä tuotetaan usein tehdasympäristössä keskitetysti, mistä se siirretään siirtolinjoja pitkin prosesseihin.
“Siirtämisessä tapahtuu aina kuitenkin häviötä”, Heinonen pohtii.
SteamLevel® -höyrylämpöpumpulla höyryä voidaan tuottaa kompaktisti siellä, missä sitä tarvitaan. Tehokas uudelleenjalostaminen mahdollistaa jopa jossain määrin suljetun kierron.
“Mikäli kuivatusprosessin poistoilman hukkalämpö käytetään uudelleen höyryntuotannossa SteamLevelillä, saadaan parhaassa tapauksessa lähes suljettu kierto, johon tuodaan vain sähkön muodossa energiaa.”
Teollisuuden höyryntuotanto murroksessa
Teollisuuden höyryprosesseja on perinteisesti suunniteltu polttavilla menetelmillä tuotetun höyryn näkökulmasta. Perinteisissäkin prosesseissa voidaan leikata höyrynkulutusta suoraan höyrylämpöpumpun avulla.
Lisäksi höyryn painetta voidaan nostaa lämpöpumpun jälkeen eri menetelmillä, esimerkiksi MVR- ja termokompressoriteknologioilla. SteamLeveliin perustuvalla AmbiSteam-höyryratkaisulla höyryä voidaan tuottaa jopa yli 5 barin paineeseen.
Toisaalta teollisuudessa pyritään kohti matalampia lämpötiloja ja tehokkaampia kuivatusprosesseja, mikä avaa ikkunaa entistä enemmän lämpöpumpulla tuotetulle, erinomaisen hyötysuhteen höyrylle. Esimerkiksi paperiteollisuudessa suuntaus on ollut jatkuvasti kohti kevyempiä paperilajeja, mikä on johtanut matalampiin höyrynpaineisiin kuivatusprosesseissa.
“Uusia tehtaita suunnitellessa eri höyryntuotantomenetelmät osataan ottaa entistä paremmin huomioon. Höyrylämpöpumpun sovelluskohteiden määrä tulee siis täysin varmasti kasvamaan, ja olen erittäin innoissani uudesta sovelluskohteesta lämpöpumpuille”, kertoo Heinonen.
Tai kysy lisää asiantuntijoiltamme:
Lari Heinonen Myynnin tekninen asiantuntija 040 5238591 lari.heinonen@calefa.fi
