Kaukolämpöverkon lämpöhäviöiden tarkastelu

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tarkastella kaukolämpöverkon lämpöhäviöitä ja tulosten perusteella analysoida verkoston hyötysuhdetta sekä etsiä kehityskohteita edellä mainittujen asioiden parantamiseksi. Varsinainen tutkimuskysymys oli: Miten kaukolämpöverkon lämpöhäviöitä voidaan vähentää? Tutkimusmenetelmänä käytettiin Valkeakosken Energia Oy:n kaukolämpöverkkoon liittyvien tietokantojen analysointia. Kaukolämpöverkon tiedettiin jo etukäteen olevan Energiateollisuus ry:n tilastoihin verrattuna keskimääräistä energiatehokkaampi.

Työssä määritettiin laskemalla yhtiön tietokantojen perusteella lämpöhäviöiden määrä erikseen kaikille käytössä oleville kaukolämpöjohtotyypeille, betonielementtikaivoille sekä verkon vuotovedelle. Siinä myös laskettiin verkon lämpötilojen ja eristyspaksuuden vaikutusta lämpöhäviöiden määrään ja pohdittiin, miten lämpötiloihin ja eristyspaksuuteen voidaan vaikuttaa. Lämpöenergian mittauksissa todettiin olevan mahdollista epätarkkuutta ja sillä todettiin olevan mahdollisesti vaikutusta verkon hyötysuhdelaskentaan.

Laskelmien perusteella vahvistettiin kaukolämpöverkon olevan energiatehokas ja merkittäviä ongelmakohtia ei siinä havaittu. Merkittävimmäksi kehitysehdotukseksi nousi kaukolämpöjohtotyypin vaihto 2Mpuk:sta Mpuk-tyyppiseen johtorakenteeseen uudis- ja saneerausrakentamisen yhteydessä. Tällä johtotyypillä on huomattavasti pienemmät lämpöhäviöt sekä edullisemmat rakentamiskustannukset, joten pitkällä aikavälillä tämä on taloudellisesti erittäin kannattava muutos. Toisena kehitysehdotuksena on betonielementtikaivojen eristämättömien lämpöjohtojen eristäminen, mutta tällä toimenpiteellä todettiin olevan myös haittoja mahdollisten korroosiovaurioiden muodossa. Kolmanneksi verkoston paluulämpötilaan tulee kiinnittää huomiota, koska sillä on suoraan vaikutusta lämpöhäviöihin.

Etukäteen oli jo tiedossa kaukolämpöverkon hyvä hyötysuhde kohtuullisine lämpöhäviöineen, mutta asioita ei ollut tarkemmin selvitetty ja dokumentoitu. Lämpöhäviöt aiheuttavat taloudellisesti merkittävän menoerän, joita vähentämällä voidaan säästää huomattavasti energian hankintakustannuksissa. Työssä saatiin yksityiskohtaisesti määriteltyä ja dokumentoitua lämpöhäviöiden jakautumista ja tarkasteltua verkon nykytilaa sekä pohdittua lämpöhäviöiden taloudellisia vaikutuksia.

The purpose of this thesis was to examine the heat losses of the district heating network and to analyze the efficiency of the network and look for development targets to improve the mentioned issues of above. The main research question was: How can the heat losses in the district heating network be reduced? In comparison with the statistics of Finnish Energy, the network was already known to be more energy efficient than the average network.

The research method was to analyze the databases related to the district heating network of Valkeakosken Energia. In the work was determined by calculating the amount of heat losses in the basis of the company's data bases for all types of district heating pipes what has been used and to concrete element wells and to the leaking water flow. The effect calculated of network temperatures and insulation thickness on the amount of heat losses and considered how the temperatures and insulation thickness could be affected.

Based on the calculations it was confirmed that the district heating network was energy efficient and significant problems were not detected in the network. The most important development suggestion was the replacement of the district heat pipe type from 2Mpuk to Mpuk pipe type in the construction of new and renovation of pipe lines. Secondly, the development proposal was to isolate uninsulated thermal pipes in the concrete element wells, but this arrangement also found possible disadvantages in the form of potential corrosion damages. Thirdly, attention should be paid to the return temperature of the network as it directly affects the heat losses.