ORC-turbiinit: sähköä hukkalämmöstä
ORC-turbiini (Organic Rankine Cycle) muuttaa noin 85 °C:sta alkavan hukkalämmön sähköksi. DCS Cleantech toimittaa ja huoltaa BITZER-konserniin kuuluvan BPOWERin ORC-laitteita Suomessa, Ruotsissa ja Baltiassa moottoreiden, kattiloiden, höyryn ja savukaasujen hukkalämmölle. Yksittäinen yksikkö tuottaa jopa 180 kW sähköä, ja yksiköitä voi kytkeä rinnan suurempiin kohteisiin.
ORC lyhyesti
- Mitä se tekee: ORC-yksikkö muuttaa matalan lämpötilan lämpöä sähköksi. Tyypillisesti 5–20 % lämmöstä muuttuu sähköksi lämmönlähteen lämpötilasta riippuen.
- Lämmönlähteen vähimmäistaso: kuumaa vettä vähintään 85–90 °C ja noin 400 kW lämpötehoa. Höyryä 105 °C:sta ja noin 1 MW. Savukaasua 200 °C:sta lämmönsiirtimen kautta tai 350 °C:sta suoraan.
- Kaksi hyötyä: sähköä omaan käyttöön ja pienempi jäähdytystarve, koska ORC hoitaa osan kuivajäähdyttimen työstä.
- Tekniikka: ElectraTherm- ja Triogen-yksiköt BPOWER a.s.:ltä, joka kuuluu BITZER-konserniin ja on asentanut yli 300 ORC-järjestelmää maailmalla.
- Toimitus: DCS on paikallinen projektikumppaninne Suomessa, Ruotsissa ja Baltiassa. Tyypillinen toimitusaika on 6–9 kuukautta ja käyttöönotto 2–4 viikkoa.
Päivitetty: syyskuu 2026. Luvut ovat suuntaa-antavia; jokainen kohde mitoitetaan mitattujen tietojen perusteella.
Miten ORC-turbiini toimii?
ORC toimii kuten höyryturbiini, mutta vettä selvästi matalammassa lämpötilassa kiehuvalla orgaanisella työaineella. Siksi se toimii 85–150 °C:n lämmöllä, joka on liian kylmää höyryturbiinin taloudelliseen käyttöön.
Kierto on suljettu eikä polta polttoainetta, joten ORC ei lisää päästöjä kohteessa. Työaineena ElectraTherm-yksiköissä on matalan GWP-arvon kylmäaine R1233zd(E) ja Triogen e-boxissa tolueeni.
1
Pumppu
Nestemäinen työaine pumpataan korkeaan paineeseen.
2
Höyrystin
Hukkalämpö höyrystää työaineen paineistetuksi höyryksi.
3
Ekspanderi ja generaattori
Höyry pyörittää kaksiruuvista paisuntakonetta (ElectraTherm) tai nopeakäyntistä radiaaliturbiinia (Triogen), joka käyttää generaattoria.
4
Lauhdutin
Jäähdytin lauhduttaa höyryn takaisin nesteeksi, ja kierto alkaa alusta.
Sopiiko lämmönlähteenne ORC:lle?
Ratkaisevat luvut ovat lämpötila, lämpöteho ja vuotuiset käyttötunnit. BPOWERin nyrkkisäännöt:
| Lämmönlähde | Vähimmäislämpötila | Vähimmäislämpöteho | Tyypillinen ORC-ratkaisu | Huomio |
|---|---|---|---|---|
| Kuuma vesi, moottorin vaippavesi | 85–90 °C | noin 400 kW, virtaama noin 4 l/s tai enemmän | ElectraTherm Power+ | Suora liitäntä; yksinkertaisin ja yleensä edullisin asennus |
| Höyry tai lauhde | 105 °C, tai alempi jos vielä paineistettu | noin 1 000 kW | Kuumavesi-ORC + höyry/vesi-lämmönsiirrin | Lauhtuvassa höyryssä on suurin energiapotentiaali |
| Savukaasu lämmönsiirtimen kautta | 200 °C | noin 1 000 kW | Kuumavesi-ORC + savukaasulämmönsiirrin | Lämmönsiirtimen hinta ratkaisee kannattavuuden; mittaa ensin |
| Kuuma pakokaasu, suoraan | 350 °C (enintään noin 530 °C) | noin 500 kW jäähdytettäessä 180 °C:seen | Triogen e-box | Moottorien pakokaasut, kaasuturbiinit, prosessien poistokaasut |
Lämpöä pitäisi olla saatavilla suurimman osan vuotta; ElectraThermin mukaan sopivien kohteiden käyttöaste on noin 80 %, eli noin 7 000 tuntia vuodessa. Tavallisten kuumavesi- ja höyrykattiloiden matalalämpöinen ja pienivirtainen savukaasu ei yleensä riitä. Näiden rajojen alapuolella lämpöpumppu tai MVR-järjestelmä on usein parempi valinta.
Missä ORC:ta käytetään?
Esimerkit ovat BPOWERin referenssejä.
Kaasu- ja biokaasumoottorit
Noin 400 kWe:n moottorikoosta alkaen biokaasulaitoksilla, jätevedenpuhdistamoilla, kaatopaikoilla ja varavoimakoneissa. Vaippavesi syöttää kuumavesi-ORC:ta; pakokaasu Triogen e-boxia.
Esimerkki: 1,5 MW:n biokaasumoottorista saadaan noin 35 kWe vaippavedestä (Active Cooler AC800) ja noin 120 kWe pakokaasusta (Triogen).
Biomassa- ja kaukolämpökattilat
Kuumaa vettä 90–150 °C tai kuumailmakattiloita 530 °C:seen asti. Hyödyllinen, kun lämmöntarve kesällä laskee.
Esimerkki: ElectraTherm-yksikkö puuteollisuuden biomassakattilalla, 92 °C vesi, 30 kWe.
Höyry ja lauhde
Elintarviketeollisuus, kuivaamot ja sivutuotelaitokset sekä höyrylaitokset, joilla on lauhdutusrajoitteita.
Esimerkki: sivutuotelaitos muuttaa kuivaamon 3,7 MW:n höyryn 272 kWe:ksi (4 × 63 kWe ja 20 kW jäähdytyssäästö).
Teollisuuden jäähdytyspiirit
Sulatusuunit, jätteenpolttolaitokset, kemianteollisuuden happojäähdytys, eristevalmistus.
Prosessien savukaasut
Maalaamoiden jälkipolttimet, alumiini- ja sulatuslaitokset, sementtiuunit, krematoriot.
Esimerkki: kaksi tuhkausuunia, 100/85 °C vesi, 740 kW lämpöä, 44 kWe netto sekä käyttövettä.
Trigeneraatio
ORC ja absorptiojäähdytin tuottavat samasta lähteestä sähköä, lämpöä ja jäähdytystä.
Esimerkki: neljä maalaamolinjaa, noin 1,6 MW lämpöä, tuottavat 70–90 kWe, 1,4 MW lämpöä ja 1,2 MW jäähdytystä.
Datakeskukset ja kaasuturbiinilaitokset
Turbiinin tai moottorin pakokaasuun kytketty ORC lisää sähkötehoa ilman lisäpolttoainetta. BPOWERin laskelmassa sama teho saadaan 25 kaasuturbiinilla 30:n sijaan, kun ORC:n nettohyötysuhde on 16,6 %.
ORC-valikoimamme
Neljä tuoteryhmää BPOWERilta, BITZER-konsernista.
Kuumavesi-ORC
ElectraTherm Power+ PM75 ja PM150 65–150 °C:n kuumalle vedelle. Jopa 125 kWe yksikköä kohden (50 Hz).
Jäähdytyksestä sähköä
ElectraTherm Active Cooler AC800 jäähdyttää jopa 800 kW ja tuottaa jopa 75 kWe.
Lauhdutus ja absorptiojäähdytys
Kullekin ORC:lle mitoitetut kuivajäähdyttimet sekä absorptiojäähdyttimet sähköön, lämpöön ja jäähdytykseen samasta lähteestä.
Miten ORC-projekti etenee?
- Lämmönlähteen tiedot: lähetätte väliaineen, lämpötilan, virtaaman ja vuotuiset käyttötunnit. Saatte alustavan teknisen arvion ja hinta-arvion.
- Mittaus ja kannattavuusselvitys: lämpötilat, virtaamat ja paineet mitataan kohteessa. Selvitys sisältää ratkaisuvaihtoehdot, PI-kaavion, tarkan budjettitarjouksen ja takaisinmaksulaskelman. Vaihe on maksullinen, ja se antaa molemmille osapuolille luotettavat luvut ennen investointipäätöstä.
- Toimitus: suunnittelu, laitetoimitus, asennus ja käyttöönotto. Tyypillinen toimitusaika on 6–9 kuukautta ja käyttöönotto 2–4 viikkoa.
- Huolto: ympärivuorokautinen tukilinja, etävalvonta ja paikallinen huolto Suomessa, Ruotsissa ja Baltiassa. BPOWER huoltaa yli 200 ORC-voimalaitosta Euroopassa.
Mitä tietoja tarvitsemme?
- Lämmönlähde, sen nykyinen käyttö sekä miten ja millä kustannuksella se nyt jäähdytetään.
- Vesi: meno- ja paluulämpötila sekä virtaama (l/s tai m³/h).
- Höyry: paine, lämpötila ja määrä (t/h) sekä lauhtumispaikka.
- Savukaasu: virtaama, lämpötila, alin sallittu loppulämpötila (kastepiste) ja kaasun likaisuus.
- Onko lähde tasainen vai vaihteleva ja montako tuntia vuodessa se on käytössä.
- Sähkön hinta ja kohteen oma sähkönkulutus.
- Valokuvat liitäntäkohdista ja niiden ympärillä olevasta vapaasta tilasta.
Referenssit
BPOWERin ja BITZER-konsernin referenssejä maailmalta:
| Kohde | Lämmönlähde | Tekniikka | Tulos |
|---|---|---|---|
| Pohnpei, dieselvoimalaitos | 3 dieselgeneraattoria, 2 000 kW kuumaa vettä | ElectraTherm | 140 kWe ja 120 kW säästö moottorien jäähdytyksessä |
| Dubai, dieselgeneraattorit | Pakokaasu, 990 kW | Triogen | 180 kWe |
| Alon Tavor CHP-laitos, Israel | Lauhde 110/94 °C, 3 650 kW | ElectraTherm | 125 kWe ja lisäjäähdytys |
| Sivutuotelaitos | Kuivaamon höyry, 3,7 MW | ElectraTherm, 4 yksikköä | 272 kWe jäähdytyssäästö mukaan lukien |
| Biokaasulaitos | 1,5 MWe moottorin pakokaasu, 750 kW | Triogen | 120 kWe |
ElectraThermin vuoden 2023 referenssilistan mukaan Power+-yksiköitä on jatkuvassa käytössä biokaasumoottoreilla ja biomassa-CHP-laitoksilla Isossa-Britanniassa, Tšekissä, Saksassa, Itävallassa ja Japanissa.
Miksi DCS Cleantech?
- Paikallinen projektikumppani: yksi suomenkielinen yhteyshenkilö ensimmäisistä lähtötiedoista huoltoon, BITZER-konsernin tekniikalla.
- Lämpö- ja savukaasuosaaminen: yli 40 vuotta teollisuuspuhaltimia, pölynhallintaa ja savukaasujen puhdistusta – tiedämme, miten likainen ja kuuma kaasu käyttäytyy lämmönsiirtimessä.
- Oma konepaja Voikkaalla: ISO 9001 -laatujärjestelmä ja ISO 3834-2 -hitsaussertifikaatti putkistoille, teräsrakenteille ja runkoalustoille.
- Sähköistys samasta talosta: ORC, lämpöpumput ja MVR sekä sähkökattilat – vertailemme vaihtoehdot lämmöllenne puolueettomasti.
Usein kysyttyä
Mikä on ORC-turbiini?
ORC-yksikkö (Organic Rankine Cycle) on suljetun kierron lämpövoimakone. Sen orgaaninen työaine kiehuu matalassa lämpötilassa, joten noin 70–530 °C:n lämpö voi pyörittää paisuntakonetta tai turbiinia ja generaattoria. ”ORC-turbiini” on vakiintunut nimitys. Osa yksiköistä, kuten ElectraTherm, käyttää kaksiruuvista paisuntakonetta; toiset, kuten Triogen, radiaaliturbiinia.
Kuinka paljon sähköä hukkalämmöstä saa?
Tyypillisesti 5–20 % lämpötehosta lämpötilasta riippuen. Nyrkkisääntönä 1 MW 90–130 °C:n kuumaa vettä tuottaa noin 40–100 kWe. Noin 1 MW yli 350 °C:n pakokaasulämpöä tuottaa Triogen e-boxilla jopa 180 kWe 18,2 %:n nettohyötysuhteella. Kannattavuusselvitys tarkentaa luvun mitattujen tietojen perusteella.
Mikä on ORC:n alin käyttölämpötila?
Sähköntuotantoon tarkoitetuissa yksiköissä kuuma vesi noin 85–90 °C:sta alkaen – mitä kuumempaa, sitä parempi. Active Cooler toimii 70 °C:sta. Höyry sopii noin 105 °C:sta, savukaasu 200 °C:sta lämmönsiirtimen kautta ja 350 °C:sta suoraan. Alle 70–80 °C:ssa lämpöpumppu on yleensä parempi ratkaisu.
Kuinka paljon lämpöä tarvitaan?
Noin 400 kW kuumaa vettä, noin 1 MW höyryä tai lämmönsiirtimen kautta hyödynnettävää savukaasua tai noin 500 kW kuumaa pakokaasua. Active Cooler toimii noin 380 kW:n lämpötehosta alkaen. Lämpöä pitäisi olla saatavilla suurimman osan vuotta; sopivissa kohteissa käyttötunteja on noin 7 000 vuodessa tai enemmän.
Mitä ORC maksaa ja mikä on takaisinmaksuaika?
Hinta riippuu lämmönlähteestä, tarvittavista lämmönsiirtimistä ja asennustöistä. Kannattavuusselvitys sisältää budjettitarjouksen ja takaisinmaksulaskelman. Takaisinmaksu on nopein, kun käyttötunteja on paljon, sähkö on kallista ja ORC voi korvata osan jäähdytyksestä. Eräässä ElectraThermin kohteessa 1,6 MW:n moottoriin kytketty AC800 tuottaa 8 000 käyttötunnilla 616 MWh vuodessa.
Kumpi kannattaa valita: ORC vai lämpöpumppu?
Jos lämmölle on käyttöä – kaukolämpönä, kuivauksessa tai prosessissa – suora hyödyntäminen tai lämpötilan nosto lämpöpumpulla tai MVR:llä kannattaa yleensä parhaiten. Jos lämpö nyt jäähdytetään ilmaan, ORC muuttaa sen sähköksi. DCS toimittaa molempia, joten vertailu kuuluu selvitykseen.
Vaikuttaako ORC kaasumoottoriin?
Triogenin mukaan sen pakokaasu-ORC pitää moottorin vastapaineen alle 25 mbar eikä muuta moottorin suorituskykyä, huoltovälejä tai takuita. ElectraThermin Active Cooler voi hoitaa moottorin jäähdytyksen. Jos ORC pysähtyy, jäähdytin jatkaa ohitusajolla, joten moottorin tehoa ei tarvitse rajoittaa.
Voiko ORC tuottaa sekä lämpöä että sähköä?
Kyllä. CHP-versiot palauttavat lauhdutinveden jopa 90 °C:n lämpöisenä, esimerkiksi Triogen e-box CHP 75/90 °C, joten sama yksikkö voi syöttää kaukolämpöverkkoa tai prosessia. Absorptiojäähdyttimen kanssa samasta lähteestä saadaan sähköä, lämpöä ja jäähdytystä (trigeneraatio).
Kauanko toimitus kestää ja mitä huoltoa tarvitaan?
Tyypillinen toimitusaika on 6–9 kuukautta ja käyttöönotto 2–4 viikkoa. ElectraTherm-yksiköissä on puolihermeettinen paisuntakone ilman akselitiivistettä, etävalvonta ja 20 vuoden suunnittelukäyttöikä. Huoltoon kuuluvat ympärivuorokautinen tukilinja, etäyhteys ja paikallinen tuki Suomessa, Ruotsissa ja Baltiassa.
Kuka toimittaa ORC-turbiineja Suomessa?
Voikkaalla toimiva DCS Cleantech Oy on saksalaisen BITZER-konsernin ORC-asiantuntijan BPOWER a.s.:n jakelija Suomessa, Ruotsissa, Virossa, Latviassa ja Liettuassa. DCS tarjoaa ElectraTherm- ja Triogen-ORC-tekniikkaa kannattavuusselvityksineen, projektitoimituksineen ja huoltoineen. Yhteystiedot: sales@dcs.fi, +358 44 730 8110.
Onko teillä yli 85 °C:n hukkalämpöä?
Lähettäkää meille lämpötila, virtaama ja käyttötunnit. Kerromme, kannattaako ORC:ta selvittää tarkemmin.
✉️ Lähetä lämmönlähteen tiedot 🎧 Varaa Teams-aika
sales@dcs.fi · +358 44 730 8110