Lämpönielut kaukojäähdytyksessä

Abstract

Kaukojäähdytys on keskitetty jäähdytysjärjestelmä, jossa useita kohteita jäähdytetään samanaikaisesti keskitetyn jäähdytyslaitoksen avulla. Jäähdytyslaitoksella tuotetaan jäähdytysverkostoon kylmää vettä, jonka avulla viilennetään asiakkaiden kiinteistöjä. Lämpönieluja hyödyntämällä jäähdytyslaitoksella voidaan tuottaa energiatehokkaasti kylmää vettä kaukojäähdytysverkostoon. Lämpönieluilla toteutettu kaukojäähdytys on luotettava ja ympäristöystävällinen ratkaisu, jonka avulla voidaan vastata kasvavaan jäähdytystarpeeseen tulevaisuudessa. Tämän työn tavoitteena oli tutustua lämpönieluilla toteutetun kaukojäähdytyksen toimintaperiaatteisiin sekä tarkastella tekniikan nykytilaa globaalisti. Lisäksi työssä tarkasteltiin tekniikan kehitysmahdollisuuksia tulevaisuudessa. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksena.

Lämpönieluilla toteutettava kaukojäähdytysjärjestelmä hyödyntää ympäristöstä saatavaa kylmää vettä, jonka avulla se viilentää kaukojäähdytysverkostossa kiertävää vettä. Lämmön siirtäminen lämpönielusta pumpattavan veden ja kaukojäähdytysverkostossa kiertävän veden välillä toteutetaan lämmönvaihtimen avulla. Järjestelmä on erittäin energiatehokas ja tarvitsee sähköenergiaa vain veden kiertopumppuihin. Lämpönieluilla toteutettavilla kaukojäähdytysjärjestelmillä saavutetaan COP-kertoimeksi noin 13, kun tavanomaisten jäähdytysratkaisujen keskimääräinen COP-kerroin on noin 2,5. Lämpönieluilla toteutettavalle kaukojäähdytykselle on välttämätöntä, että riittävän kylmä lämpönielu on helposti saatavilla ja että alueella on korkea kysyntä jäähdytykselle ympäri vuoden. Lisäksi korkea sähkönhinta nostaa tekniikan potentiaalia, sillä järjestelmän energiatehokkuus mahdollistaa jopa 80 %:n säästön energiakustannuksissa. Suurin potentiaali lämpönieluilla toteutettavalle kaukojäähdytykselle on trooppisilla saarilla, mutta tekniikkaa voidaan soveltaa kannattavasti myös trooppisten alueiden ulkopuolella.

Globaalilla tasolla lämpönielujen hyödyntäminen kaukojäähdytyksessä on yhä vähäistä suuresta potentiaalista huolimatta. Yksittäisiä laitoksia on toteutettu trooppisille alueille, mutta myös niiden ulkopuolelle, esimerkiksi Kanadaan ja Suomeen. Tekniikan yleistymistä voidaan edistää kehitystyön avulla. Nykytilanteessa uudet laitoshankkeet tarvitsevat lähtökohtaisesti julkisen sektorin taloudellista tukea toteutuakseen.

Tulevaisuuden kasvava jäähdytystarve ja kunnianhimoiset ilmastotavoitteet tarjoavat erinomaiset olosuhteet lämpönielujen avulla toteutettavan kaukojäähdytyksen yleistymiselle. Tekniikan yleistyminen vaatisi kuitenkin ymmärrystä niin poliitikoilta kuin kansalaisiltakin, jotta sen tarjoama potentiaali ymmärrettäisiin. Toiminnassa olevista laitoksista saatava data saattaa olla merkittävässä roolissa tulevaisuudessa, kun tarkastellaan, miten kasvavaan jäähdytystarpeeseen voidaan vastata ilmastoystävällisesti.