Kaukolämmön menoveden lämpötilan alentaminen paluuvedellä

Abstract

Lämmönjohtumista tapahtuu aina kaukolämpöverkon siirtojohdoissa, kun pyritään siirtämään asiakkaalle riittävä määrä lämpöä. Kaukolämpöverkon lämpöhäviöt ovat suoraan verrannolliset ympäristön- ja kaukolämpöjohdossa virtaavan veden lämpötilaeroon. Nykyisillä asiakaslaitteiden mitoitusarvoilla on mahdotonta päästä tilanteeseen, jossa ympäristön ja menoveden lämpötilaeroa ei olisi. Lämpöhäviöt joudutaan kompensoimaan tuottamalla tai hankkimalla suurempi määrä lämpöä, kuin asiakkaat kuluttavat, mikä taas johtaa taloudellisiin menetyksiin. Tuotettaessa matalampilämpöistä menovettä sekoittamalla paluuvettä lämpöhäviöt pienenevät, mikä mahdollistaa veteen sidotun energian tehokkaamman käytön. Tutkimuksen kannalta on huomattavaa menoveden lämpötilan alentaminen tietyllä kaukolämpöverkon alueella, eikä alentaminen koske koko kaukolämpöverkkoa. Ongelmaksi tutkimuksen kannalta muodostuu, kuinka paljon menoveden lämpötilaa voidaan aluekohtaisesti alentaa, miten todennettaviin arvoihin päästään ilman paikallisia mittauksia kaukolämpöverkossa ja investoitavan järjestelmän määrittäminen sekä sen kannattavuuden analysointi. Tutkimuksen painopiste tiedonhaun osalta keskittyy olemassa olevien asiakaslaitteiden mittaustietoihin. Mittaustietojen perusteella johdetut tulokset on laadittu kirjallisuuteen ja aiempiin tutkimuksiin pohjautuen. Menoveden lämpötilan alentamisella todetaan laskennallisten tulosten perusteella olevan mahdollisuus vähentää lämpöhäviöitä aluekohtaisesti. Tarvittavan lämpötilan menovedelle määrittää alueen kriittisin asiakas, jonka tehonriittävyys energiayhtiön tulee varmistaa. Tarvittava teho kiinteistöjen lämmönsiirtimiin saadaan tuotettua matalalämpöisemmällä menovedellä, kun virtausnopeutta kasvatetaan, mistä seuraa kuitenkin paine-eron kasvamista siirtojohdoissa. Järjestelmään tulee kytkeä meno- ja paluuveden sekoittamiseksi sekä lisääntyvän paine-eron kompensoimiseksi taajuusmuuttajalla varustettu sekoituspumppu tarvittavin lämpötilamittauksin ja lisäohjauksin. Tarvittavat investoinnit voidaan kattaa jo ennen kaukolämpöverkon elinajan päättymistä lämpöhäviöiden vähentymisestä johtuvilla säästöillä.