CASE: JAMK- Biotalousinstituutin kampuksen lämmitysjärjestelmät – puuta ja aurinkoa

RE-maatila |

Energia – ja ravinnetehokas koulutila- hankkeessa yhtenä osaprojektina on vertailla ja kehittää energia- ja kustannustehokkaita kiinteitä biopolttoaineita käyttäviä lämmitysjärjestelmiä kahdeksan koulutilan verkostossa. Hankkeen osaprojektin tavoitteena on aluksi selvittää nykyiset käytänteet Jyväskylän amk:ssa, Oulun amk:ssa , Noviassa sekä Seinäjoen amk:ssa.

Hankkeessa selvitetään mahdollisuutta lisätä tilan energiaomavaraisuutta kiinteiden biopolttoaineiden avulla. Teemoja, joihin haetaan tietoja ja käytännön esimerkkejä:

– Kartoitetaan keinoja joilla edistetään tilan energiaomavaraisuutta

– Selvitetään yhteistyömahdollisuuksia

– Kootaan ja kehitetään hyviä käytänteitä

– Tilatason raaka-aineiden soveltuvuus raaka-aineeksi ja pelletöintiin

Kesän korvilla tutustuimme Jyväskylän ammattikorkeakoulun Saarijärven kampuksen   lämmitysratkaisuihin. Isäntinä vierailulla olivat projekti-insinööri Hannu Vilkkilä ja projektipäällikkö Jaakko Tukia.

Kuva 1. Vilkkilän Hannu JAMKin lämpölaitoksen ovella.

Kuva 1. Vilkkilän Hannu JAMKin lämpölaitoksen ovella.

Tarvaalan kampus jakaantuu Pohjoisen Keski-Suomen Ammattiopistoon ja Jyväskylän ammattikorkeakoulun Biotalousinstituuttiin. Tutustuimme tässä vain Biotalousinstituutin lämmitysratkaisuihin. Lämmitysratkaisujen lähtökohtana on samassa pihapiirissa olevat lämpökeskus ja Biotalousinstituutin päärakennus, jotka on yhdistetty toisiinsa erittäin lyhyellä lämpökanavalla. Lämpövoimala tuottaa energiaa talviaikana hakkeella ja kesällä tällä hetkellä polttoöljyllä. Hakevoimalan välittömässä yhteydessä on talvisaikaan noin viikon-parin riittävä hakevarasto. Varastossa on muun muassa tutkimuskäyttöön varattu hakekuivain.

Kuva 2. Jaakko Tukia ja 200 kilowatin kattila hakkeelle.

Kuva 2. Jaakko Tukia ja 200 kilowatin kattila hakkeelle.

Hakevoimalan teho on 200 Kw , ja kattilana Arimax Bio 200 sekä polttimena Arimax HakeJet.

 Kuva 3. Hakevarastossa ja –kuivaamossa on avattava katto hakeautojen vaivatonta purkua varten.

Kuva 3. Hakevarastossa ja –kuivaamossa on avattava katto hakeautojen vaivatonta purkua varten.

Hakevaraston avattava katto helpottaa hakerekkojen purkua, sillä purettava kuorma voidaan peruuttaa osittain rakennuksen sisälle, jolloin varastoon saadaan suurempi täyttöaste. Suunnitelmissa on lisätä hakevaraston lämpöeristystä, jotta pakkasilla hakkeen syöttö toimisi vielä paremmin.

Kuva 4 . Hakevaraston purku syöttöön tapahtuu alakautta tankopurkaimien avulla.

Kuva 4 . Hakevaraston purku syöttöön tapahtuu alakautta tankopurkaimien avulla.

Kuva 5. Vielä tämän kesän energiantuottajana kampuksella polttoöljy.

Kuva 5. Vielä tämän kesän energiantuottajana kampuksella polttoöljy.

 Kuva 6. Kesäajan lämmitystehon tarve on varsin pientä. Kuvan lukema 31.5. 2016 keskipäivällä.

Kuva 6. Kesäajan lämmitystehon tarve on varsin pientä. Kuvan lukema 31.5. 2016 keskipäivällä.

Lämmitysenergian tarve on tunnetusti Suomessa suurinta sydäntalvella tammi- maaliskuussa. Biotalousinstituutin kokonaisenergiankulutus lämmitykseen on ollut noin 200-250 MWh vuodessa keleistä riippuen. Tämän energiamäärän tuottamiseen tarvitaan n. 100- 150 irtokuutiometriä haketta. (Kuva 8)

Biotalousinstituutissa on selvitelty nykyisen lämmitysjärjestelmän toimintaa muun muassa agrologiopiskelijoiden energiaopintojaksoilla opiskelijatyönä. Häiriöitä on ollut varsin vähän, lämmityskaudella 2014-15 noin 2,3 hälytystä kuukaudessa ja 2015-16 – kaudella noin 3,9 hälytystä kuukaudessa. Yleisimmät syyt ovat olleet hakkeen pudotussuppilossa, jossa tikut hakkeessa ovat aiheuttaneet hälytyksen. (Kuva 7)

Kuva 7. Biotalousinstituutin lämpökeskuksen häiriöloki lämmityskaudelta 2014-15.

Kuva 7. Biotalousinstituutin lämpökeskuksen häiriöloki lämmityskaudelta 2014-15.

Kuva 8. Lämpöenergian tuotto MWh:na lämmityskaudella 2015-16. Hakkeella lämmön tuoton hyötysuhde oli n. 73 %. Minimiteho lämmityskaudella noin 10 kW ja maksimiteho keskitalvella noin 100 kW.

Kuva 8. Lämpöenergian tuotto MWh:na lämmityskaudella 2015-16. Hakkeella lämmön tuoton hyötysuhde oli n. 73 %. Minimiteho lämmityskaudella noin 10 kW ja maksimiteho keskitalvella noin 100 kW.

Vilkkilän Hannun mukaan Biotalousinstituuttiin on tulossa kesäajan pientä tehontarvetta varten varaaja aurinkokennojärjestelmälle, joka korvaa öljyn. Varaajan suunniteltu teho on 60 kW.

Kuva 9. Tyhjiöputkikeräimillä tuotetaan kesänajan lämpöenergia. Lämpölaitokseen asennetaan 4 kpl 30-58/1800 Nova-¬tyhjiöputkikeräintä, joiden aktiivinen keräinpinta-¬‐ala yhteensä 17,6 m2 ja maksimiteho 12kw per keräin. Järjestelmään kuuluu myös SR982 automatiikka-ja pumppuryhmä energianmittauksella. Järjestelmän varaaja on Akva Solar 2000.

Kuva 9. Tyhjiöputkikeräimillä tuotetaan kesänajan lämpöenergia. Lämpölaitokseen asennetaan 4 kpl 30-58/1800 Nova-¬tyhjiöputkikeräintä, joiden aktiivinen keräinpinta-¬‐ala yhteensä 17,6 m2 ja maksimiteho 12kw per keräin. Järjestelmään kuuluu myös SR982 automatiikka-ja pumppuryhmä energianmittauksella. Järjestelmän varaaja on Akva Solar 2000. ( Kuva Hannu Vilkkilä)

Kuvassa 10. on esillä uuteen järjestelmään kuuluvia akkuja. Aurinkokennoista saatu tasavirtasähkö muunnetaan invertterillä 220V-vaihtovirtasähköksi. Neljän 250 W aurinkokennon teho tuottaa energiaa akkuihin varastoitavaksi. Aurinkopaneelit sijoitetaan konttilämpökeskuksen katolle.

Kuva 10. Aurinkokennojärjestelmään tulevia akkuja. Jännite 12 V ja kapasiteetti 720 Ah per akku.

Kuva 10. Aurinkokennojärjestelmään tulevia akkuja. Jännite 12 V ja kapasiteetti 720 Ah per akku.

Joten mielenkiintoisia ratkaisuja kestävään energiantuotantoon tulossa lisääkin Jamkilta. Hakelämmitys talvella ja aurinkopaneeleilla pyöritettävä ilmastointi ja sähköntuotanto kesällä kuulostaa toimivalta kombinaatiolta. Kiitokset Hannulle ja Jaakolle esittelyistä ja infoista. Aurinkoista kesää!

 

Juha Tiainen

projektipäällikkö osio kiinteät polttoaineet

Ravinne- ja energiatehokas maatila-hanke

 

 
 
DMS