LUT-yliopisto satsaa lämpöpumppuihin – uusi professuuri rakentaa alalle osaajia, tutkimusta ja tulevaisuutta
Lämpöpumput eivät ole enää vain yksi talotekniikan alalaji, vaan yhä isompi osa energiajärjestelmää, rakennusten lämmitystä, jäähdytystä ja teollisuuden hukkalämpöjen hyödyntämistä. Siksi myös alan koulutukselle ja tutkimukselle on kasvava tarve. LUT-yliopistossa tähän tarpeeseen on nyt vastattu konkreettisella tavalla: lämpöpumppujen ja kylmätekniikan professuuri on käynnistynyt, ja sen vetovastuun on ottanut apulaisprofessori Antti Uusitalo.
Kun puhutaan lämpöpumpuista, keskustelu kääntyy usein laitteisiin, asennuksiin, kylmäaineisiin ja siihen, mikä ratkaisu sopii parhaiten omaan kotiin tai kiinteistöön. Kulisseissa tapahtuu kuitenkin jotain vähintään yhtä tärkeää: ala tarvitsee jatkuvasti uusia osaajia, tutkimusta, kehitystyötä ja syvempää teknistä ymmärrystä.
Juuri tähän kohtaan osuu LUT-yliopistossa käynnistynyt lämpöpumppujen ja kylmätekniikan professuuri. Se ei ole vain yksi uusi nimike yliopiston organisaatiokaaviossa, vaan konkreettinen viesti siitä, että lämpöpumppuala nähdään nyt Suomessa aiempaa vakavammin osana energiasiirtymää, tutkimusta ja teollista kehitystä.
LUT-yliopiston apulaisprofessori Antti Uusitalo aloitti tehtävässään reilu kolme kuukautta sitten. Työt ovat lähteneet hänen mukaansa heti vauhdilla liikkeelle.
– Työ on lähtenyt hyvin käyntiin, mutta kyllä tässä kiirettä on pitänyt. Siihen kuuluu opetusta, tutkimushankkeita, erilaisia esityksiä ja tiedon viemistä eteenpäin, Antti Uusitalo kertoo.
Pitkään odotettu avaus alalle
Lämpöpumppuala on kasvanut nopeasti, mutta suomalaisessa korkeakoulutuksessa ja tutkimuksessa kehitys ei ole pitkään aikaan pysynyt täysin saman vauhdin mukana. LUTissa oli jo aiemmin tehty lämpöpumppuihin ja kylmätekniikkaan liittyvää opetusta ja tutkimusta eri laboratorioissa ja kursseilla, mutta kokonaisuus oli hajautunut. Nyt sitä kootaan ensimmäistä kertaa systemaattisemmin yhteen.
Uusitalon mukaan professuuria on alalla odotettu jo pitkään.
– Alalla on odotettu aika kauan, että saataisiin enemmän koulutus- ja tutkimuspanostuksia. Toivottavasti professuurin myötä pystytään nyt vastaamaan siihen kysyntään aiempaa paremmin, Uusitalo sanoo.
Taustalla on samaan aikaan useampi iso kehityskulku. Energiatehokkuusvaatimukset kiristyvät, sähköistyminen etenee, jäähdytystarve lisääntyy ja päästöjä pitää vähentää. Lämpöpumput kytkeytyvät kaikkeen tähän. Ne ovat mukana omakotitaloissa, kerrostaloissa, liikekiinteistöissä, kaukolämmön tuotannossa ja yhä enemmän myös teollisuudessa.
LUTin esitysmateriaalissa professuurin taustaa kuvataan juuri näiden teemojen kautta: energiatehokkuus, päästövähennystavoitteet, järjestelmien sähköistyminen, energiavarmuus, paikallisten lämmönlähteiden hyödyntäminen ja lisääntyvä jäähdytystarve. Näitä samoja teemoja LUT-yliopiston apulaisprofessori Antti Uusitalo avasi myös tämän vuoden Suomen Lämpöpumppuyhdistys SULPU ry:n helmikuussa Vantaan Heurekassa järjestämässä Lämpöpumppuseminaarissa, jossa hän piti aiheesta oman puheenvuoronsa. Samalla LUTissa oli huomattu, että alaan liittyviä opinnäytetöitä syntyi jo paljon, mutta laajempaa ja systemaattisempaa opintokokonaisuutta ei ollut vielä tarjolla.

Lämpöpumppuala tarvitsee nyt enemmän kuin yksittäisiä kursseja. Se tarvitsee kokonaisen polun, jolla koulutetaan asentajia, asiantuntijoita, suunnittelijoita, tutkijoita ja tulevia kehittäjiä.
Yksittäisistä kursseista kohti kokonaisuutta
Tällä hetkellä LUTissa lämpöpumppuihin liittyviä asioita opetetaan jo useilla kursseilla. Opiskelijat kohtaavat aiheita esimerkiksi termodynamiikassa, virtaustekniikassa, lämmönsiirrossa, energiajärjestelmissä ja laboratoriotöissä. Nyt tavoitteena on rakentaa näistä palasista aiempaa ehjempi kokonaisuus.
Uusitalo sanoo, että tarkoitus on lisätä kurssitarjontaa lähivuosina ja saada lämpöpumppuihin ja kylmätekniikkaan kokonainen sivuainekokonaisuus osaksi energiatekniikan opintoja.
– Meillä on nyt yksittäisiä kursseja ja paljon sellaisia opintoja, joissa käsitellään perusasioita, mutta professuurin myötä tarkoitus on lisätä tarjontaa ja saada kokonainen sivuainekokonaisuus mukaan, Uusitalo kertoo.
Kaavailtu sivuaine olisi laajuudeltaan 20 opintopistettä ja se olisi tarkoitettu maisterivaiheen opiskelijoille. Aloitusajankohdaksi on esitetty vuotta 2028. Käytännössä kokonaisuus syventäisi opiskelijoiden osaamista lämpöpumppuprosesseista, kylmäaineista, komponenttien toiminnasta, säätötekniikasta, mitoituksesta, lämmöntalteenotosta sekä rakennusten lämpöpumppu- ja jäähdytysjärjestelmistä.
Kyse ei siis ole vain siitä, että opiskelija oppii, mikä kompressori on tai miten lämpöpumppu toimii teoriassa. Tarkoitus on mennä paljon pidemmälle.
– Siellä käydään läpi lämpöpumppuihin ja kylmätekniikkaan liittyviä perusteita, prosessikytkentöjä, kylmäaineita ja niiden ominaisuuksia, laitteistojen suunnittelua, komponentteja, kompressoreita, lämmönsiirtimiä ja sitä, miten niitä lasketaan, Uusitalo sanoo.
Ei pelkkää teoriaa, vaan myös käytäntöä
Tämä oli myös yksi niistä viestistä, joka nousi vahvasti esiin Uusitalon puheenvuorossa Heurekassa järjestetyssä Lämpöpumppuseminaarissa. Alan yritykset kaipaavat valmistuvilta korkeakouluopiskelijoilta vahvaa termodynamiikan, prosessien, kylmäaineiden, komponenttien, sähkön, automaation ja lämmönsiirron ymmärrystä. Mutta yhtä tärkeää on käytännön ote.
LUTissa tähän on jo panostettu. Yliopistolla on käytössään kokeellista tutkimusinfrastruktuuria, jonka avulla asioita voidaan tutkia myös käytännössä, ei vain mallintamalla.
– Meillä on onneksi panostettu kokeelliseen infraan aika hyvin. On erilaisia tutkimuslaitteistoja, joilla voidaan tutkia esimerkiksi hiilidioksidin käyttäytymistä lämpöpumpuissa, kompressoritekniikkaa ja lämmönsiirtoa, Uusitalo kertoo.
LUTin tutkimuslaitteistoihin kuuluu muun muassa transkriittinen hiilidioksidiprosessi, olosuhdetila sekä suurnopeus keskipakokompressori. Lisäksi rakenteilla on suuri, yhden megawatin korkean lämpötilan lämpöpumppulaitteisto. Tällainen kalusto kertoo siitä, että tutkimuksessa ei liikuta vain pientalojen näkökulmassa, vaan mukana ovat myös teolliset ja korkean lämpötilan sovellukset.
Käytännönläheisyys näkyy myös opetuksen kehittämisessä. Tavoitteena on hyödyntää vierailuluentoja, laitosvierailuja, yritysyhteistyötä, opinnäytetöitä ja todellisiin järjestelmiin perustuvia esimerkkejä.
– Ei pelkkää teoriaa, vaan myös käytäntöä. Se on tärkeä viesti, ja siinä yrityksilläkin on iso rooli. Jos opiskelijat eivät saa kesätöitä, harjoittelupaikkoja tai diplomityöaiheita, niin valmistumisen jälkeen käytännön kokemus jää väkisinkin ohuemmaksi, Uusitalo painottaa.

Ala tarvitsee sekä kentän tekijöitä että huippuosaajia
Lämpöpumppuala tarvitsee tulevina vuosina paljon uusia osaajia. Osa heistä menee kentälle asentamaan, käyttöönottoihin, huoltoon ja asiakastyöhön. Osa taas päätyy suunnittelemaan järjestelmiä, kehittämään laitteita, mallintamaan prosesseja ja tekemään tutkimusta.
Juuri tätä kokonaisuutta uusi professuuri pyrkii vahvistamaan. Uusitalon mukaan tavoitteena ei ole vain kouluttaa lisää insinöörejä, vaan rakentaa koko alalle vahvempaa osaamispohjaa.
– Mitä enemmän saadaan koulutettua väkeä yrityksiin ja tutkimuslaitoksiin, sitä paremmin saadaan vietyä suomalaista lämpöpumppuosaamista eteenpäin, Uusitalo sanoo.
Tavoitteena on myös kasvattaa tutkimusryhmää. Uusitalo näkee, että tulevaisuudessa LUTissa voisi olla 4–6 hengen ryhmä, joka keskittyy nimenomaan lämpöpumppuihin ja kylmätekniikkaan. Lisäksi tavoitteena on saada alalle väitöskirjatutkijoita sekä jatkuvasti uusia diplomitöitä.
Tämä on iso asia myös alan yrityksille. Kun tutkimus, koulutus ja yritykset kytkeytyvät tiiviimmin yhteen, syntyy samalla uutta osaamista, jota voidaan hyödyntää suoraan tuotekehityksessä ja käytännön ratkaisuissa.
Ensimmäinen buumi on takana – nyt tarvitaan uskottavuutta
Lämpöpumppuala on ehtinyt nähdä jo yhden voimakkaan kasvuvaiheen, jossa markkinoille tuli hyvien toimijoiden rinnalle myös nopean voiton toivossa liikkuneita myyjiä ja asentajia. Moni muistaa edelleen tapaukset, joissa laite myytiin, asennettiin ja sen jälkeen yhteydenpito loppui kuin seinään.
Uusitalon mielestä tällainen kehitysvaihe ei ole lämpöpumppualalle poikkeuksellinen. Samanlaisia ilmiöitä on nähty monella muullakin nopeasti kasvaneella toimialalla.
– Kaikilla aloilla käy varmaan niin, että kun tulee ensimmäinen buumi, mukana on erilaisia toimijoita. Mutta kyllä nämä laitteet alkavat olla jo aika vakiintuneita ja monia asioita on saatu ratkaistua, Uusitalo toteaa.
Juuri siksi koulutuksen vahvistaminen on tärkeää myös alan uskottavuuden kannalta. Kun koulutus, tutkimus ja osaamisen kehittäminen vahvistuvat, samalla vahvistuu koko alan selkäranka. Se näkyy paremmin suunniteltuina järjestelminä, osaavampina tekijöinä ja toivottavasti myös luotettavampina ratkaisuina kuluttajille.
Kun ala kasvaa, mukana pitää kasvaa myös osaamisen taso. Hyvä lämpöpumppuala ei synny vain laitemyynnistä, vaan opetuksesta, tutkimuksesta, käytännön työstä ja pitkäjänteisestä kehitystyöstä.
Nuoria näyttää kiinnostavan – ja se on hyvä uutinen
Yksi keskeinen kysymys on tietenkin tämä: löytyykö alalle uusia tekijöitä?
Uusitalon tuntuma on rohkaiseva. Hänen mukaansa opiskelijoissa näkyy selvästi kasvava kiinnostus lämpöpumppupuolta kohtaan.
– Kyllä vaikuttaa siltä, että moni meidän opiskelijoistamme on tosi innolla tätä puolta viemässä eteenpäin ja opiskelemassa. Kiinnostus kasvaa koko ajan ja kursseilla on jo nyt hyvä määrä opiskelijoita, Uusitalo kertoo.
Tämä on tärkeä havainto koko alalle. Lämpöpumput eivät ole enää marginaalinen tekninen erikoisuus, vaan ala, jolla riittää töitä, haasteita ja vaikutusmahdollisuuksia pitkäksi aikaa eteenpäin. Samalla kyse on alasta, jossa voi yhdistyä hyvin käytännönläheinen tekeminen, järjestelmätason ymmärrys, digitalisaatio, automaatio, energiajärjestelmät ja teollinen kehitys.
Uusitalon viesti tuleville opiskelijoille onkin selkeä.
– Jos miettii, kannattaako tekniikan alaa ja lämpöpumppuja lähteä opiskelemaan, niin ehdottomasti suosittelen. Tämä on tosi monipuolinen ja mielenkiintoinen ala, ja työtehtävät ovat varmasti sekä hyviä että haastavia, Uusitalo sanoo.
Kylmäaineet muuttuvat, mutta ala ei pyöri vain niiden ympärillä
Kun lämpöpumpuista puhutaan juuri nyt, keskustelu menee usein kylmäaineisiin. Alan toimijat ja valmistajat ovat jo pitkään valmistautuneet muutokseen, jossa siirrytään yhä enemmän matalamman ilmastovaikutuksen kylmäaineisiin. Uusitalo nostaa tämän yhdeksi ajankohtaiseksi teemaksi, mutta ei suinkaan ainoaksi.
– Kylmäaineiden lisäksi paljon tapahtuu myös ohjauksessa ja älykkäässä säädössä. Niillä pystytään säästämään energiaa ja tekemään ratkaisuista vielä tehokkaampia, Uusitalo kertoo.
Tämä on olennainen huomio. Lämpöpumpun tulevaisuus ei ratkea vain sillä, mitä kylmäainetta laitteessa käytetään, vaan myös sillä, miten järjestelmä ohjaa itseään, miten se toimii osakuormilla, miten se reagoi ulkoisiin olosuhteisiin ja miten se integroidaan muuhun energiajärjestelmään.
Toinen Uusitalon nostama kehityssuunta liittyy korkeisiin lämpötiloihin. Se on erityisen tärkeä teollisuudessa ja kaukolämmössä.
– Yksi iso kehityssuunta on korkean lämpötilan lämpöpumput. Siellä on paljon potentiaalia teollisuudessa, kaukolämmön tuotannossa ja muissa vastaavissa kohteissa, kun saadaan tuotettua aiempaa korkeampia lämpötiloja, Uusitalo sanoo.
Tämä laajentaa lämpöpumppukeskustelua pois pelkästään omakotitalojen ja pientalojen ratkaisuista. Samaan aikaan kun kotitalouksissa mietitään lämmitystä, viilennystä ja energiatehokkuutta, teollisuudessa ja kaukolämpöjärjestelmissä käydään vielä paljon suurempaa muutosta. Näissäkin lämpöpumput ovat nousemassa aiempaa tärkeämpään rooliin.
LUT haluaa kuroa kiinni pohjoismaista etumatkaa
Suomessa tehdään lämpöpumppuihin liittyvää tutkimusta, mutta Uusitalo nostaa esiin myös sen, että muissa Pohjoismaissa resursseja on ollut enemmän. Ruotsi, Norja ja Tanska ovat tässä suhteessa menneet edellä.
Siksi LUTin uusi professuuri on myös yritys kuroa tätä välimatkaa kiinni. Tavoitteena on vahvistaa suomalaista tutkimusta, parantaa yhteistyöverkostoja ja saada yhä enemmän tutkimushankkeita sekä kotimaisella että kansainvälisellä rahoituksella.
Tutkimusyhteistyön muotoja ovat muun muassa Business Finlandin hankkeet, EU-rahoitteiset projektit, suora tuotekehitysyhteistyö yritysten kanssa sekä diplomityöt. Tämä kertoo siitä, että professuuri ei ole irrallinen akateeminen saareke, vaan alusta asti tarkoitettu toimimaan vuoropuhelussa yritysten kanssa.
Uusitalon seminaariesityksessä tämä sanottiin suoraan: tavoitteena on sekä yritysten tuotekehitystä että alan tutkimusta edistävä yhteistyö korkeakoulujen ja yritysten välillä.
Käytännössä tämä voi tarkoittaa esimerkiksi sitä, että yritys tuo diplomityöaiheen, yliopisto tuo laskennan, mallinnuksen tai tutkimusympäristön, ja yhdessä syntyy jotain, josta hyötyvät sekä opiskelija että yritys – parhaimmillaan koko ala.

Lämpöpumput ovat osa paljon suurempaa kokonaisuutta
Yksi tärkeä viesti Uusitalon puheissa on se, että lämpöpumppuja ei kannata tarkastella irrallisina yksittäisinä laitteina. Ne ovat osa laajempia energiajärjestelmiä.
Tämä pätee niin pientaloihin kuin suuriin kokonaisuuksiin. Lämmitys, jäähdytys, ilmanvaihto, sähkönkäyttö, automaatio, varastointi, hukkalämmöt ja energian hinnan vaihtelut linkittyvät kaikki toisiinsa. Juuri tässä kohtaa tarvitaan ihmisiä, jotka ymmärtävät kokonaisuuksia eivätkä vain yksittäistä laitetta.
LUTin tutkimusaiheissa tämä näkyy vahvasti. Listalla ovat esimerkiksi luonnolliset kylmäaineet, prosessien termodynaaminen mallinnus, kompressoriteknologiat, kompaktit lämmönsiirtimet, ejektorit, lämpöpumppujen ja jäähdytyslaitteiden integrointi osaksi laajempia energiajärjestelmiä, korkean lämpötilan lämpöpumput, teollisuuden lämpöpumput, höyryntuotanto, absorptioteknologiat ja Carnot-akut.
Moni näistä termeistä ei ehkä avaudu tavalliselle lukijalle suoraan, mutta niiden yhteinen viesti on selvä: lämpöpumppuala ei ole pysähtynyt. Päinvastoin. Se laajenee koko ajan uusille alueille.
Tulevaisuus näyttää lämpöpumppujen kannalta vahvalta
Kun Uusitalolta pyytää kristallipalloa esiin, hänen vastauksensa on varovaisen luottavainen. Hän näkee alan jatkavan kasvuaan, ja siihen on myös selkeä peruste: Euroopan tavoitteet ovat niin suuria, että lämpöpumppuja tarvitaan markkinoille valtava määrä.
– Kun katsotaan EU:n tavoitteita, niin aivan valtava määrä lämpöpumppuja pitäisi saada markkinoille. Siinä mielessä ala näyttää vahvasti kasvavalta ja kehittyvältä pitkällä aikavälillä, Uusitalo sanoo.
Kasvun rinnalla pitäisi kulkea myös tutkimuksen ja koulutuksen vahvistuminen. Juuri tässä LUTin professuurilla voi olla merkittävä rooli. Jos opiskelijoita valmistuu tasaisesti, diplomitöitä syntyy, väitöskirjoja tehdään ja yritysyhteistyö toimii, koko alan osaamistaso vahvistuu pala palalta.
Se ei ehkä näy tavalliselle kuluttajalle heti ensi viikolla. Mutta muutaman vuoden päästä se voi näkyä parempina tuotteina, viisaampina järjestelminä, osaavampina asentajina, luotettavampana huoltona ja uusina innovaatioina, joita tehdään Suomessa.
Lämpöpumppujen tulevaisuus ei ratkea vain laitekaupassa. Se ratkeaa myös luokkahuoneissa, laboratorioissa, diplomitöissä, tutkimushankkeissa ja siinä, saako ala houkuteltua puoleensa riittävästi uusia tekijöitä.
Professuuri on enemmän kuin yksi henkilö
Vaikka professuurin kasvot ovat nyt Antti Uusitalossa, kyse on lopulta paljon suuremmasta asiasta. Kyse on siitä, että ala on saavuttanut pisteen, jossa yksittäiset kurssit ja hajallaan tehty tutkimus eivät enää riitä. Tarvitaan pitkäjänteistä koulutusta, tutkimusta, verkostoja ja selkeästi tunnistettava kotipesä, jossa lämpöpumppuihin ja kylmätekniikkaan liittyvää osaamista voidaan kasvattaa.
Uusitalon tehtävä on siis paljon muutakin kuin luennoida tai vetää tutkimusryhmää. Hän rakentaa osaltaan siltaa yliopiston, yritysten, tutkimuksen ja tulevien osaajien välille.
Ja jos ala itse on toivonut tätä pitkään, se kertoo jotain olennaista myös lämpöpumppujen asemasta. Ne eivät ole enää vain yksi vaihtoehto muiden joukossa. Niistä on tullut osa isoa energiasiirtymän, rakennusten, teollisuuden ja yhteiskunnan muutosta.
Juuri siksi tällä professuurilla on merkitystä.
Miksi LUTin uusi lämpöpumppuprofessuuri on tärkeä?
LUT-yliopistoon on käynnistynyt lämpöpumppujen ja kylmätekniikan professuuri, jonka vetovastuun on ottanut apulaisprofessori Antti Uusitalo.
Professuurin tavoitteena on vahvistaa alan koulutusta ja tutkimusta Suomessa, lisätä kurssitarjontaa ja rakentaa lämpöpumppuihin ja kylmätekniikkaan keskittyvä tutkimusryhmä.
LUTissa suunnitellaan 20 opintopisteen laajuista sivuainetta, jonka mahdollinen aloitus on nykyarvion mukaan vuonna 2028.
Tavoitteena on kouluttaa lisää osaajia koko alalle – kentältä tutkimukseen, diplomitöistä tohtorikoulutukseen.
Tutkimuksen painopisteitä ovat muun muassa luonnolliset kylmäaineet, korkean lämpötilan lämpöpumput, kompressoriteknologia, lämmönsiirtimet, hukkalämmön talteenotto ja lämpöpumppujen integrointi osaksi laajempia energiajärjestelmiä.
LUTissa on jo käytössä kokeellisia tutkimuslaitteistoja, kuten transkriittinen hiilidioksidiprosessi, olosuhdetila ja suurnopeus keskipakokompressori. Lisäksi rakenteilla on suuri korkean lämpötilan lämpöpumppulaitteisto.
Uusitalon mukaan ala tarvitsee nyt lisää osaajia ja tutkimuspanostuksia, koska lämpöpumppujen rooli kasvaa edelleen rakennuksissa, teollisuudessa, jäähdytyksessä ja energiajärjestelmissä.
Viesti opiskelijoille on selvä: lämpöpumput ja kylmätekniikka tarjoavat monipuolisen, kasvavan ja pitkälle tulevaisuuteen ulottuvan urapolun.
Antti Uusitalon esitys tämän vuoden Lämpöpumppuseminaarissa Heurekassa: Lämpöpumppuprofessuuri LUTssa käynnistää koulutuksen ja tutkimuksen, Antti Uusitalo, LUT


0 kommenttia