Enonselän tilaa on pyritty
parantamaan rajoittamalla syvänteiden hapen kulumista. Hapellista vettä on
pumpattu järven pintakerroksista korvaamaan syvältä kulunut happi. Tarvittava sähkö
tulee kuitenkin kalliiksi ja kesällä syvien vesikerrosten lämmetessä hapetuksen
teho laskee.
Mahdollisista korvaavista sekoitusmenetelmistä
lupaavin on lämmön keruu syvänteistä lämpöpumpuilla. Siinä nykyinen mekaaninen
pumppaus korvattaisiin veden tiheyden muutoksen aiheuttamalla sekoittumisella. Kun
lämpöä poistetaan neliasteisesta vedestä, se kevenee ja alkaa nousta ylöspäin.
Lämpöpumpulla toteutetussa
sekoituksessa ei alusveteen kesällä siirtyisi päällysvedestä yhtä paljoa happea
kuin nykyisillä pumpuilla. Tätä kuitenkin kompensoisi noin kymmenen astetta
alhaisemmaksi jäävä lämpötila, joka puolittaisi alusveden hapenkulutuksen. Kylmä
vesi voisi tarjota suotuisan elinympäristön jopa lohikaloille.
Vedestä otettuna lämpöenergia maksaisi
alle puolet suoralla sähköllä tuotetusta. Toisin kuin maalämmössä keruuputkiston
ympärillä vesi vaihtuu koko ajan, jolloin lämpötilaero lämmönkeruunesteen ja putkiston
pinnan välillä pysyy mahdollisimman suurena ja tuottaa siten parhaan lämmönkeruutehokkuuden.
Tosiasiallinen tehokkuus olisi vielä suurempi, sillä lämpöpumpuilla energian
siirron molemmat päät olisivat hyödynnettävissä: järvessä jäähdytys hoitaisi
sekoituksen ja maalla lämmitys menisi kiinteistöille.
Lämpöpumppusekoitus on tehokkaimmillaan
talvella, jolloin myös lämmön tarve on suurin. Kesällä sekä asuntojen jäähdytys
että käyttöveden lämmitys voitaisiin valjastaa veden sekoittamiseen.
Enonselässä on talvellakin valtavasti
energiaa, joten kokonaisvaltaisin toteutus voisi olla kaukolämpöverkkoon kytkeytyminen.
Tässä ei kuitenkaan tarvitsisi lähteä koko järvestä vaan se voitaisiin tehdä vaiheittain
yksi syvännealue kerrallaan.
Viiden vuoden kokemus Enonselän
sekoitushapetuksesta on tuottanut positiivisia tuloksia ja lämpöpumppuja
käyttämällä sen haittapuoliltakin vältytään. Lämmön ja sekoituksen
yhteistuotanto olisi sekä Enonselälle että lähiasutukselle ihanteellinen
ratkaisu.
kirjoittaja: Kalevi Salonen
Tutkimusblogeissa avataan vesistöjen tilan tutkimukseen ja seurantaan liittyviä kysymyksiä ja haasteita. Blogit ovat osa hämäläistä Yhteisillä aalloilla –viestintähanketta.
Enonselkä kuntoon Lämpövoiman lämmönsäätelyllä?
VastaaPoistaProfessori Kalevi Salonen on esittänyt kiinnostavan ajatuksen lämpöpumppujen käytöstä Enonselän happitilanteen parantamiseen. Siinä nykyinen mekaaninen pumppaus korvattaisiin veden tiheyden muutoksen aiheuttamalla sekoittumisella. Kun lämpöä poistetaan neliasteisesta vedestä, se kevenee ja alkaa nousta ylöspäin.
Lämmönsiirto vesistöstä on tunnettu menetelmä rannalla sijaitsevien kiinteistöjen lämmittämiseen. Lahdessa kyseeseen voisi tulla myös rantateollisuuden kuten Lahden Polttimon lämmöntarpeen tyydyttäminen. Näihin tarpeisiin on valmista teknologiaa. Oilon Oy:n tuotevalikoimassa on lämpöpumppuja aina 2 MW:n tehoon asti ja Uponor valmistaa vesistöön asennettavia lämmönkeruumoduleita.
Syvänteen vettä tehokkaalla lämpöpumpulla jäähdyttämällä saadaan talvioloissa vertikaalinen sekoitusvirtaus aikaan, mutta vain pistemäisesti. Jotta Enonselän syvännejonon happitalous saataisiin tällä menetelmällä paranemaan, tarvittaisiin vähintään kolme suuritehoista lämpöpumppua tai vastaavasti kuusi pienempitehoista. Niitä ei voi viedä vesistöön, vaan niiden on sijaittava rannalla ja mieluimmin lähellä kaukolämpöverkkoa.
Kesäoloissa syvänteen veden jäähdyttäminen ei aiheuta pohjasta pintaa ulottuvaa sekoitusta. Eräänä keinona olisi sijoittaa lämmönkeruumodulit syvänteen reunaan väliveden yläosaan, jossa niiden jäähdyttämä vesi siirtyisi raskaampana tuulen sekoittavan vaikutuksen alapuolelle ja kulkeutuisi painovoimaisesti syvänteeseen vieden samalla happea.
Pitkät putkivedot lämmönkeruumoduleilta lämpöpumpuille ovat ongelmallisia, sillä ne vaativat välipumppauksia ja hukkaavat energiaa. Lisäksi ne ovat alttiita vaurioitumiselle ja esteenä kalastukselle. Huomiota on kiinnitettävä myös lämmönsiirtonesteiden koostumukseen. Haitattomin lienee etanolipohjainen neste.
Hankkeen ympärille voisi pystyttää koetoimintaa. Jos lämpöpumpuin tapahtuva lämmönsäätely osoittautuu teknis-taloudellisesti hankalaksi tai jopa mahdottomaksi, voitaisiin eräänä keinona harkita Enonselän syvänteiden talvihapetusta Lahden Lämpövoiman jäähdytysveden lämpötilan säätelyn avulla.
Lahden Lämpövoiman Kymijärven voimalaitos käynnistettiin vuoden 1975 lopulla. Enonselän talvinen happitilanne oli ollut pitkään järkyttävän huono - koko alusvesimassa mädälle haisevaa ja pelkistyneiden raudan ja mangaanin rikkiyhdisteiden mustaksi värjäämää. Tuolloin kaupungin ja teollisuuden jätevedet virtasivat vielä Vesijärveen, mutta keskustan viemärilinjat kytkettiin juuri valmistuneelle Kariniemen puhdistamolle ennen vuoden vaihdetta. Odotin talvinäytteiden osoittavan lievää Enonselän tilan paranemista, mutta ihmeekseni vesi oli kuin taikaiskusta kirkastunut, näkösyvyys oli 6-7metriä, kun se edellistalvena oli ollut vain metrin, ja liuennutta happea riitti pohjaan, yli 30 metrin syvyyteen saakka. Talven 1976 ihmeen hyvät vedenlaatuarvot selittyivät Kymijärven voimalaitoksen jäähdytysvesillä, joiden lämpötila purkupisteessä oli tiheysmaksimin tuntumassa, jolloin ne sukelsivat pohjanmyötäisinä syvänteisiin ja hapettivat ne. Seuraavan vuonna tilanne oli toinen. Laitos oli kytketty kaukolämpöverkkoon, ja jäähdytysvesien lämpötila oli laskenut niin, että ne levisivät Enonselälle pinnanmyötäisinä. Enonselän vesi oli jälleen samentunut ja happitila oli palautunut lähes yhtä huonoksi kuin ennen talvea 1976.
Siihen aikaan voimalaitoksen jäähdytysveden virtaama oli joko 2 tai 4 m3/s. Nykyaikana virtaamaa voidaan säätää ja sen mukana Enonselkään purkautuvan veden lämpötilaa. Uskoisin, että näin toimien kyettäisiin hapettamaan Enonselän syvänteet samoin kuin talvella 1976 tapahtui, nyt kuitenkin suunnitellusti. Tämänkin hankkeen ympärille voisi pystyttää koetoimintaa.
- Juha Keto -