Tuhansia putkia jään alla – Jää syntyy Oulunkylässä pian hiilidioksidin avulla

Ammoniakki kylmäaineena. Suolaliuos jäähallin rataputkissa sekä ulkotekojään putkistoissa jään alla. Näiden avulla on Oulunkylän tekojääkentän ja jäähallin kylmäjärjestelmä jäädyttänyt pitkään luistelijoille kenttiä. Nyt vanha järjestelmä puretaan ja tilalle rakennetaan hiilidioksidilla toimiva kylmäjärjestelmä. 

Uusi F-kaasuasetus ei vaikuta kohteen saneeraukseen, koska ammoniakin käyttöä saa uudenkin asetuksen mukaan jatkaa. Ammoniakki haluttiin kohteessa vaihtaa hiilidioksidiin turvallisuussyistä. Jo ihan hankkeen alkuvaiheessa todettiin, että kohde on lähellä asutusta.

– Ammoniakki on B2L-kylmäaine, eli myrkyllinen ja lievästi syttyvä. Yleensä ammoniakkia tykätään käyttää teollisuuskohteissa, jotka ovat kaukana asutuksesta. On turvallisempaa, että kylmäaineena on hiilidioksidi, hankkeen kylmäsuunnittelijana toimiva Ville Kinnunen kertoo.

Kohde saneerataan Kinnusen mukaan iän takia. 

– Järjestelmä on tosi vanha. Hankesuunnitteluvaiheessa vähän vihlaistiin myös jäähallirakennusta, mutta siihen budjetti ei antanut vielä periksi. Se on tarkoitus uusia noin kymmenen vuoden päästä. Jäähallissa on nyt yksi kenttä, niitä tulisi mahdollisesti kaksi. Otimme tämän huomioon tehokapasiteetissa ja tilavarauksessa.

Kinnunen työskentelee Rambollilla, joka vastaa kohteen lvi-, kylmä- ja energiasuunnittelusta. 

– Meidän spesiaalijuttumme on kylmäsuunnittelu, johon kuuluu lämmön talteenoton suunnittelu ja lämmön tuottaminen.

Kylmäkonehuone uusiksi

Vierailemme Kinnusen kanssa kohteessa toukokuussa ja pääsemme käymään huoltorakennuksen kylmäkonehuoneessa. Kun astumme huoneen ovesta sisään, näemme vanhoja liuospumppuja, kylmäkoneikon, kompressoreja sekä paisunta- ja lämmöntalteenottojärjestelmiä. Tilan tekniikka menee saneerauksessa täysin uusiksi. Kaikki vanha puretaan pois.

– Tämä tulee tosi täyteen lämmöntalteenotosta, kylmäkoneikoista, pumpuista ja muista. Kompressorit, lauhduttimet ja ammoniakkisäiliö ovat nyt erillään, mutta uudessa järjestelmässä ne ovat käytännössä yhdessä pukissa. Tänne tulee kompakti hiilidioksidikylmäkoneikko, jossa on tavallaan sydän valmiina. Lämmöntalteenottojärjestelmä liitetään siihen, Kinnunen kertoo.

Lauhdelämpö ohjataan kohteessa kaikkiin mahdollisiin lämmitysverkostoihin.

Nyt tilassa on vielä Kinnusta lainatakseni vanha ”jäätävän kokoinen kompressori”. Uudessa ”pukissa” tekniikka on lämmöntalteenottoa lukuun ottamatta kokonaan metallihäkin sisällä – rivissä on esimerkiksi viisi kompressoria. Valmis konepukki tulee tehtaalta pakettina työmaalle, haalataan sisään ja asetellaan paikoilleen. Sitä ei tarvitse koota enää työmaalla. 

Uuteen kylmäkoneikkoon liitetään lämmöntalteenotto- ja ratakylmäputkistot, kahdet eri lämmitysputket sekä oma lauhdutusputkisto katolle.

– Lauhduttimia tarvitaan katolla, jos koneikko ei pysty pukkaamaan kaikkea lämpöä verkostoihin. Jos lauhdutuslämpöä ei saada hyödynnettyä, se pusketaan putkista ulos. Mutta lähtökohtana on ottaa talteen kaikki, mitä saadaan. 

Kylmäkonehuoneeseen tulee kylmäkoneikon lisäksi paljon lvi-tekniikkaa ja lämmöntalteenottoa. Ne rakennetaan, putkitetaan ja hitsataan paikan päällä.

– Ne tulevat osittain tähän ja osittain seinän toiselle puolelle. Sinne tulee pieni lämmönjakohuone. Ihan kaikki ei mahdu tänne. 

Jäätä tekemässä

Kohteen hankesuunnittelu alkoi vuonna 2022. Urakkalaskentakuvat tehtiin viime vuonna, ja toteutussuunnitelmien kautta edetään työmaalle. Huoltorakennuksen urakointi alkaa Kinnusen mukaan loppukesästä, sitä ennen puretaan ulkotekojääkenttää ja kylmälaitosta.

Kohteen saneeraus koskee ennen kaikkea kylmäjärjestelmää. Samalla kuitenkin uusitaan myös huoltorakennuksen talotekniikka, kuten viemärit, lämmitys, käyttövesi ja sähköt.

Eritystä kohteen kylmäsuunnittelussa on Kinnusen mielestä mitoitusolosuhde: se, mihin höyrystymislämpötilaan kylmälaitos mitoitetaan. 

– Jossain vaikka isossa keittiössä tai teollisuuslaitoksessa pakastimet pitää saada pysymään kylmänä. Mutta täällä pitää tehdä jäätä. Avainjuttu siinä on höyrystymislämpötila. On turha tehdä mitään älyttömän kylmää. Joku voisi ajatella, että tehdään vain –25 asteen liuosta, sehän jäätyy nopeasti. Mutta se ei ole missään nimessä optimaalinen, hän kertoo.

Optimaalinen lämpötila sijoittuu Kinnusen mukaan –9 asteen ja –12 asteen välille. 

– Teimme aikaisemmassa kohteessamme simulointeja ja tutkimme asiaa yhteistyössä FCG:n (Finnish Consulting Group oy) kanssa. Simuloimme neljää erilaista vaihtoehtoa, joista kaikkein järkevimmät liuoksen lämpötilat olivat –9 asteen ja –12 asteen välillä. Sillä saimme järkevän energiankulutuksen. Kenttä ei pysty luovuttamaan lämpöä tiettyä määrää enempää.

Ulkotekojäälle asennetaan myös uudet kenttäputkistot. Putkia on jään alla tuhansittain, toisistaan kymmenen senttimetrin välein asetettuina. Uudesta putkistosta tulee melko samanlainen kuin vanhasta. Putket vain uusitaan.

– Ulkotekojään kenttäputkiston tekemisen suunnittelu kuului myös meille. Siellä on putkia ihan järkyttävä määrä. Ja se täytyy huomioida suunnittelussa, että syöttävä runkoputkisto pitää pystyä toteuttamaan poikittain, Kinnunen kertoo.

Hyvä energiapeitto

Uudessa järjestelmässä kaikki mahdollinen lauhdelämpö otetaan hyötykäyttöön kohteen rakennuksissa.

– Meillä on lämmöntalteenottosiirtimet kahdessa eri tehoportaassa, joissa lämpöä otetaan kylmälaitoksesta talteen. Alempaa tehoporrasta varten on lauhdelämpöpumppu. Se nostaa lämpötilan haluttuun korkeampaan lämpötilatasoon, Kinnunen sanoo.  

Kaukolämmöstä kohteessa luovutaan. Tilalle tulee maalämmön ja kylmäjärjestelmästä syntyvän lauhdelämmön muodostama hybridijärjestelmä. Jos lämpöä ei tule muualta, lämmityksen kulmakivenä on kolme sähkökattilaa: kaksi lämmitykseen ja yksi käyttövedelle.

Lauhdelämpö ohjataan kohteessa kaikkiin mahdollisiin lämmitysverkostoihin: huoltorakennuksesta löytyy kylmäkonehuoneen lisäksi esimerkiksi sosiaalitiloja ja kuntosali, ja myös jäähallin puolen sosiaalitiloja lämmitetään. Kesällä tiloja täytyy myös jäähdyttää. 

– Kohteen lämmitys kuuluu kylmäjärjestelmään. Sen suunnittelu on ollut meidän heiniämme. Tuotamme lämmityksen ja teemme syöttöpään, jossa meillä on lämmitys ja jäähdytys.

Ihan kaikkea lämpöä kohteessa ei saada lauhteesta – lauhteen määrä riippuu olosuhteista.

– Kylmänä talvena jää pysyy jäässä itsestään. Silloin emme saa tuotettua kylmää, jolloin emme voi tuottaa lämpöäkään. Mutta olemme totta kai huomioineet sen. Maalämmöllä saadaan koko ajan pukattua pientä lämmitystehoa. Vähän lämpimämpänä talvena taas joudumme käyttämään ulkotekojään jäädyttämiseen enemmän energiaa, jolloin lauhdetta saadaan talteen. Jäähallia täytyy jäädyttää koko ajan, sieltä tulee hyödynnettävää kuormaa. Energiapeitto on mielestäni tässä aika hyvä. Loput tulee sitten sähköllä.