Vesihuoltolaitoksilla primäärilämmön tarvetta voi kannattavasti korvata lämmön talteenotolla ja lämpöpumpuilla. Lämpöenergiaa voi ottaa vesihuoltolaitoksilla talteen mm. prosessin hukkalämmöistä, käsiteltävästä vedestä ja poistoilmasta.

1. LÄMMÖNTALTEENOTON RATKAISUT
VESIHUOLTOLAITOKSILLA
Energiatehokas vesihuoltolaitos
4/2018

2. LÄMMÖNTALTEENOTTO JA LÄMPÖPUMPUT
Lämpöenergiaa voi ottaa vesihuoltolaitoksilla talteen mm.
prosessin hukkalämmöistä, käsiteltävästä vedestä ja
poistoilmasta.
Vesihuoltolaitoksilla tarvitaan lämpöenergiaa tyypillisesti
seuraavissa kohteissa ja lämpötiloissa
1) Kiinteistöjen lämmitys
lämpötilavaatimus 35−75 °C
2) Ilmanvaihdon lämmitys
lämpötila riippuu ratkaisusta alle 20 °C
3) Lämmin käyttövesi henkilökunnan käyttöön
lämpötilavaatimus yli 55 °C
4) Lämmin käyttövesi tuotannon tarpeisiin
lämpötila vaihtelee, käytännössä yli 55 °C
5) Prosessilämmitykset (esim. mädättämö)
vaihtelee, yleensä alle 50 °C:n lämpötila riittää
Vesihuoltolaitoksilla primäärilämmön
tarvetta voi kannattavasti korvata lämmön
talteenotolla ja lämpöpumpuilla.
Lämmön talteenoton kannattavuuteen merkittävimmin
vaikuttavat tekijät ovat:
 Korvattavan lämpöenergian hinta (€/MWh).
 Talteen otettu lämpömäärä ja huipunkäyttöaika.
− Suuri jatkuva tehontarve suhteessa nimellistehoon
parantaa kannattavuutta.
 Teknisen ratkaisun investointi- ja käyttökustannukset.
− Teknisesti monimutkainen, kalliita materiaaleja tai
paljon huoltoa tarvitseva ratkaisu heikentää
kannattavuutta.
 Sähkön hinta lämpöpumppuratkaisuissa.

3. Lämmön hyödyntäminen
Lämmön talteenoton lämmönsiirron voi toteuttaa
1) Suoraan lämmönvaihtimen avulla
yksinkertaisin, päästään pieneen asteisuuteen.
2) Epäsuorasti nestekiertopiirin välityksellä
mahdollistaa lämpövirtojen välisen etäisyyden, ei
virtojen sekoittumisriskiä.
3) Lämpöpumpun avulla
kun halutaan nostaa lämpötila yli lämmönlähteen
lämpötilatason.
Kuva. Ylijäämälämmön hyödyntäminen lämpötilatasoittain. Lähde: YIT

4. Yleiset lämmöntalteenotto ja
lämpöpumppuratkaisut vesihuoltolaitoksilla
Tyypillisimpiä lämmöntalteenotto ja lämpöpumppuratkaisuja
vesihuoltolaitoksilla ovat
1) Kiinteistöjen ilmanvaihdon LTO, ilma/ilma-
lämmönvaihtimella.
2) Ilmalämpöpumput tilojen lämmitykseen pienissä
kohteissa.
3) Vedenpuhdistamoilla lämmön talteenotto raakavedestä
lämpöpumpulla kiinteistön lämmitykseen ja lämpimän
käyttöveden tuottoon.
4) Jätevedenpuhdistamoilla lämmön talteenotto
puhdistetusta jätevedestä puhdistamon tarpeisiin,
lietteen kuivaukseen ja/tai myytäväksi
kaukolämpöverkkoon.
5) Jätevedenpuhdistamoilla lietteen esilämmitys poistuvan
lietteen lämmöllä.
6) Erilaiset pienemmät hukkalämmön hyödyntämisratkaisut
prosessilaitteista.
Kuva. Lämpöpumpun toimintaperiaate. Lähde: Oilon

5. Eri vaihtoehtoja lämmöntalteenottoon
vesihuoltolaitoksilla
Kuva. Lämmönlähteet ja käyttökohteet sekä niihin soveltuvat ratkaisut. X lämmönvaihtimella, LP lämpöpumpulla. Punaisella yleisimmät sovellukset.
LÄMMÖN KÄYTTÖKOHDE
LÄMMÖNLÄHDE
Tuloilman
lämmitys
Tilojen
lämmitys
Prosessivesien
lämmitys
Prosessien
lämmitys
Kaukolämpö-
verkko
Raakavesi LP LP LP LP
Ilmastusilma X X X
Ilmastuskompressorien
jäähdytys
X X X
Lietteen kuivauslingot X
Mädättämöliete X X X X LP
Puhdistettu jätevesi X ja LP LP LP LP LP
Poistoilmat X LP LP LP

6. 6
Kuva. Jätevesilämpöpumpun integrointi kaukolämpöverkkoon Espoossa. Lähde: Fortum
Espoon, Kauniaisten ja Kirkkonummen 8-18 asteisesta puhdistetuista
jätevesistä saadaan lämpöpumppujen avulla vuosittain lämpöä talteen
noin 15 000 omakotitalon vuosikulutuksen verran. Prosessin jälkeen
mereen ohjataan noin 5 astetta viileämpää vettä, mikä pienentää
vedenpuhdistamisen ympäristövaikutuksia.

7. Kiinteistössä vesikiertoinen lämmitys ja/tai suuri
lämpimän veden tarve ja/tai suuri
prosessilämmityksen tarve
 Selvitä lämmön talteenoton kannattavuus raakavedestä tai
puhdistetusta jätevedestä lämpöpumpulla kohteen
lämmitystarpeisiin.
 Tarkastele erikseen pelkän tilalämmityksen ja yhdistetyn
lämpimän käyttöveden lämmityksen kannattavuus.
 Investoinnin takaisinmaksuaika parhaimmillaan noin
5 vuotta energiantuen kanssa.
Kiinteistössä sähkölämmitys
 Selvitä ilmalämpöpumppujen kannattavuus. Huomioi
kohteen mahdolliset erityispiirteet tarkasteluissa.
Investoinnin takaisinmaksuaika voi olla jopa alle 5 vuotta.
Lämpimässä poistoilmassa ei lämmöntalteenottoa
 Selvitä lämmöntalteenoton lisäämisen mahdollisuudet ja
kannattavuus tuloilman esilämmitykseen ilma/ilma-
lämmönvaihtimella ja/tai nestekiertoisen piirin välityksellä.
 Selvitä poistoilmalämpöpumpun mahdollisuudet ja
kannattavuus. Investoinnin takaisinmaksuaika
parhaimmillaan noin 5 vuotta energiantuen kanssa.
Jätevedenpuhdistamo liitetty kaukolämpöön
 Selvitä jätevesilämpöpumppuinvestoinnin mahdollisuudet
ja tuotetun lämpöenergian myynnin kannattavuus.
Prosessilaitteiden hukkalämpö hyödyksi
Erilaisten prosessilaitteiden hukkalämpö hyödynnetään usein
ympäröivien tilojen lämmityksessä. Joissakin tilanteissa
lämpökuormaa on liikaa ja ylimääräinen lämpö poistetaan ulos.
Tällöin kannattaa tarkastaa:
 voidaanko lämpö viedä siirtoilmana viereisiin tiloihin
lämmitys- tai korvausilmahyötynä?
 lämmitetäänkö tilaan tulevaa tuloilmaa? Jos lämmitetään,
selvitetään kiertoilman käytön mahdollisuus osana
tuloilmaa.
Tarkasta ja mieti

8. Lämmöstä sähköä
Vesihuoltolaitoksilla ei ole korkealämpötilaisia (>80 °C)
hukkalämpöjä jätevedenpuhdistamoiden biokaasukattiloiden
tai -moottorien pakokaasuja lukuun ottamatta.
Näiden lämpöenergian hyödyntämisessä voidaan tarkastella
esim. ORC-laitoksen kannattavuutta.Toteutettu ORC-laitos
löytyy HSYViikinmäen jätevedenpuhdistamolta, jossa lämmöllä
tehdään sähköä.
Kuva. Ylijäämälämmön hyödyntämistavat eri lämpötila-alueilla.
Lähde: Motiva, Ylijäämälämpö - Lämpöpumppu ja ORC-sovellukset, 2013

9. www.motiva.fi/vesihuoltolaitos
Motiva on tuottanut aineiston osana Energiatehokas vesihuoltolaitos
-hanketta (2016–2018), jossa on laadittu erilaisia käytännönläheisiä
esimerkkejä ja ohjeita vesihuoltolaitoksen energiatehokkuutta edistävistä
toimista ja ratkaisuista.
Hankkeeseen osallistuivatVesilaitosyhdistysVVY, Helsingin seudun
ympäristöpalvelut HSY, Hämeenkyrön kunnan vesihuoltolaitos,
Hämeenlinnan SeudunVesi Oy, KuopionVesi, KurikanVesihuolto Oy,
Lahti Aqua Oy, LempäälänVesi, NokianVesi Oy, OulunVesi,Tampereen
Vesi,Turun seudun puhdistamo Oy,TurunVesiliikelaitos,Tuusulan seudun
vesilaitos kuntayhtymä, VaasanVesi,VihdinVesi, ABBOy, Flowplus Oy,
Hyxo Oy, Oilon Oy ja SKS Control Oy.
Hanketta rahoittivat Vesihuoltolaitosten kehittämisrahasto,
Energiavirasto sekä hankkeeseen osallistuneet laite-, palvelu- ja
järjestelmätoimittajat.
Sisältö:Motiva,2018