TY - BOOK
T1 - Uudentyyppisten kaukolämmönjakokeskusten teknistaloudellinen analyysi
AU - Ahonen, Markku
AU - Xu, Mingzhe
AU - Virtanen, Markku
PY - 1992
Y1 - 1992
N2 - Tutkimuksen tavoitteena on esittää ratkaisumalleja
kaukolämmön kulutushuippujen
tasaamiseen ja
kaukolämpöveden jäähdytyksen parantamiseen uudentyyppisiä
lämmön-jakokeskuksia
soveltamalla.
Lisäksi tavoitteena on selvittää uudentyyppisten
lämmön-jakokeskusten
kannattavuutta kuluttajan
kannalta. Kaukolämpökuluttajana analyyseissä on
asuinkerrostalo. Tutkimus
tehtiin laskennallisesti.
Uudentyyppisenä lämmönjakokeskuksena tarkastellaan
kytkentää, jossa lämmintä
käyttö-vettä
varastoidaan vesivaraajaan, sekä kytkentää, jossa
rakennuksen eri
lämpötilatasoilla toimivilla
lämmitysverkostoilla on yhteinen kaukolämpösiirrin ja
tarvittavat eri
lämpötilat tuotetaan toisiopuolen
sekoituskytkennöillä. Perinteisessä lämmönjakokeskuksen
kytkennässä kaikki
lämmitysverkostot on
kytketty kaukolämpöverkkoon erillisellä siirtimellä.
Perinteisen kytkennän
säädettävyys on hieman
parempi kuin uudentyyppisen, mutta uudentyyppisessä
kytkennässä säästetään
siirtimien lämpöpintaa.
Kytkennäksi tulisi valita tapauskohtaisesti kuluttajan
kannalta edullinen
vaihtoehto, jolla varmistetaan
lisäksi hyvä säädettävyys ja kaukolämpöveden jäähdytys.
Aikaisempien tutkimusten pohjalta tarkastellaan
lämmitysverkoston kiertoveden
jäähdy-tykseen ja siten
myös kaukolämpöveden jäähdytykseen vaikuttavia tekijöitä,
joita ovat
lämmönluovuttimien
ominaisuudet, lämmitysverkoston kiertoveden ylimitoitus
sekä
lämmönluovutustehon säätö.
Käyttövesisiirtimen mitoitustehon vaikutusta
kaukolämpöveden jäähdytykseen
tarkastel-laan
vuositasolla. Analyysien perusteella ei mitoitusteholla
ole merkittävää
vaikutusta kaukolämpöveden
jäähdytykseen. Eri mitoitustehoilla lasketut vuoden
keskimääräiset
kaukolämpöveden paluulämpötilat
eroavat toisistaan alle 2 °C (29 - 31 °C), minkä
perus-teella
käyttövesisiirtimen mitoitustehoja
voitaisiin hieman pienentää.
Varaajakytkennän kustannusanalyysien perusteella on
varaajakytkentä
kuluttajalle inves-tointina
kalliimpi kuin perinteinen kytkentä, mutta toisaalta se
pienentää kuluttajan
tilausvesivirtaa, jolloin
kuluttajan kaukolämmön liittymismaksun säästö tasoittaa
kokonaiskustannuksia
perinteiseen kytkentään
verrattuna. Tämä edellyttää, että käyttöveden
mitoituslämmitysteho on otettu
huomioon tilausvesivirtaa
määritettäessä.
Varaajakytkennän toiminta-analyysien perusteella
pystytään varaajaa käyttämällä
läm-pimän
käyttöveden kulutuksen aiheuttamia kaukolämmön
kulutushuippuja leikkaamaan,
jolloin
kaukolämpöenergian kulutus tasaantuu. Kaukolämpöveden
jäähdytys ei kasva
varaajaa käyttämällä,
mutta ei myöskään pienene. Käyttöveden varastoinnista
saattaa aiheutua
terveydellisiä riskejä.
Terveysriskien välttämiseksi tulisi varaajan
latauslämpö-tila mitoittaa
vähintään +55 °C:seen.
Kytkennällä, jossa ei ole varaajaa, analysoidaan kylmän
ja lämpimän käyttöveden
sekoi-tussäädön sekä
lämpimän käyttöveden kierron vaikutuksia kaukolämpöveden
jäähdytyk-seen ja
käyttövesisiirtimen
mitoitukseen. Kylmän ja lämpimän käyttöveden
sekoitussäätö pienentää
kaukolämpöveden jäähdytystä.
Sekoituksen käyttö on perusteltua haluttaessa pitää
lämpimän käyttöveden
lämpötila tarkasti
asetusarvossaan silloinkin, kun kulutusta ei ole.
Kulutuksen aikana päästäisiin
parempaan
kaukolämpöveden jäähdytykseen, mikäli lämpimän
käyttöveden runsas kiertovirtaus
ohjattaisiin
käyttövesisiirtimen ohi. Kierto-virtauksen ollessa
vähäistä lämpimän
käyttövesisiirtimen
mitoitusvirtaukseen verrattuna (5 - 20 %) se ei
merkittävästi vaikuta
käyttövesisiirtimen kokoon.
Lisäksi tarkastellaan kahden rinnakkaisen säätöventtiilin
mitoitusta.
Rinnakkaisilla venttiileillä
saavutetaan etua yhteen venttiiliin verrattuna, jos niitä
ohjataan sarjassa.
Haluttaessa rinnakkaisten
venttiilien säätösuhde mahdollisimman hyväksi tulee
venttii-leistä ensin
sulkeutuva mitoittaa suureksi
sekä viimeisenä sulkeutuva venttiili pieneksi.
Mitoitussuhde tulee valita
siten, että suuremman venttiilin
pienin säädettävissä oleva virtaus on pienempi kuin
pienemmän venttiilin
mitoitusvirtaama.
AB - Tutkimuksen tavoitteena on esittää ratkaisumalleja
kaukolämmön kulutushuippujen
tasaamiseen ja
kaukolämpöveden jäähdytyksen parantamiseen uudentyyppisiä
lämmön-jakokeskuksia
soveltamalla.
Lisäksi tavoitteena on selvittää uudentyyppisten
lämmön-jakokeskusten
kannattavuutta kuluttajan
kannalta. Kaukolämpökuluttajana analyyseissä on
asuinkerrostalo. Tutkimus
tehtiin laskennallisesti.
Uudentyyppisenä lämmönjakokeskuksena tarkastellaan
kytkentää, jossa lämmintä
käyttö-vettä
varastoidaan vesivaraajaan, sekä kytkentää, jossa
rakennuksen eri
lämpötilatasoilla toimivilla
lämmitysverkostoilla on yhteinen kaukolämpösiirrin ja
tarvittavat eri
lämpötilat tuotetaan toisiopuolen
sekoituskytkennöillä. Perinteisessä lämmönjakokeskuksen
kytkennässä kaikki
lämmitysverkostot on
kytketty kaukolämpöverkkoon erillisellä siirtimellä.
Perinteisen kytkennän
säädettävyys on hieman
parempi kuin uudentyyppisen, mutta uudentyyppisessä
kytkennässä säästetään
siirtimien lämpöpintaa.
Kytkennäksi tulisi valita tapauskohtaisesti kuluttajan
kannalta edullinen
vaihtoehto, jolla varmistetaan
lisäksi hyvä säädettävyys ja kaukolämpöveden jäähdytys.
Aikaisempien tutkimusten pohjalta tarkastellaan
lämmitysverkoston kiertoveden
jäähdy-tykseen ja siten
myös kaukolämpöveden jäähdytykseen vaikuttavia tekijöitä,
joita ovat
lämmönluovuttimien
ominaisuudet, lämmitysverkoston kiertoveden ylimitoitus
sekä
lämmönluovutustehon säätö.
Käyttövesisiirtimen mitoitustehon vaikutusta
kaukolämpöveden jäähdytykseen
tarkastel-laan
vuositasolla. Analyysien perusteella ei mitoitusteholla
ole merkittävää
vaikutusta kaukolämpöveden
jäähdytykseen. Eri mitoitustehoilla lasketut vuoden
keskimääräiset
kaukolämpöveden paluulämpötilat
eroavat toisistaan alle 2 °C (29 - 31 °C), minkä
perus-teella
käyttövesisiirtimen mitoitustehoja
voitaisiin hieman pienentää.
Varaajakytkennän kustannusanalyysien perusteella on
varaajakytkentä
kuluttajalle inves-tointina
kalliimpi kuin perinteinen kytkentä, mutta toisaalta se
pienentää kuluttajan
tilausvesivirtaa, jolloin
kuluttajan kaukolämmön liittymismaksun säästö tasoittaa
kokonaiskustannuksia
perinteiseen kytkentään
verrattuna. Tämä edellyttää, että käyttöveden
mitoituslämmitysteho on otettu
huomioon tilausvesivirtaa
määritettäessä.
Varaajakytkennän toiminta-analyysien perusteella
pystytään varaajaa käyttämällä
läm-pimän
käyttöveden kulutuksen aiheuttamia kaukolämmön
kulutushuippuja leikkaamaan,
jolloin
kaukolämpöenergian kulutus tasaantuu. Kaukolämpöveden
jäähdytys ei kasva
varaajaa käyttämällä,
mutta ei myöskään pienene. Käyttöveden varastoinnista
saattaa aiheutua
terveydellisiä riskejä.
Terveysriskien välttämiseksi tulisi varaajan
latauslämpö-tila mitoittaa
vähintään +55 °C:seen.
Kytkennällä, jossa ei ole varaajaa, analysoidaan kylmän
ja lämpimän käyttöveden
sekoi-tussäädön sekä
lämpimän käyttöveden kierron vaikutuksia kaukolämpöveden
jäähdytyk-seen ja
käyttövesisiirtimen
mitoitukseen. Kylmän ja lämpimän käyttöveden
sekoitussäätö pienentää
kaukolämpöveden jäähdytystä.
Sekoituksen käyttö on perusteltua haluttaessa pitää
lämpimän käyttöveden
lämpötila tarkasti
asetusarvossaan silloinkin, kun kulutusta ei ole.
Kulutuksen aikana päästäisiin
parempaan
kaukolämpöveden jäähdytykseen, mikäli lämpimän
käyttöveden runsas kiertovirtaus
ohjattaisiin
käyttövesisiirtimen ohi. Kierto-virtauksen ollessa
vähäistä lämpimän
käyttövesisiirtimen
mitoitusvirtaukseen verrattuna (5 - 20 %) se ei
merkittävästi vaikuta
käyttövesisiirtimen kokoon.
Lisäksi tarkastellaan kahden rinnakkaisen säätöventtiilin
mitoitusta.
Rinnakkaisilla venttiileillä
saavutetaan etua yhteen venttiiliin verrattuna, jos niitä
ohjataan sarjassa.
Haluttaessa rinnakkaisten
venttiilien säätösuhde mahdollisimman hyväksi tulee
venttii-leistä ensin
sulkeutuva mitoittaa suureksi
sekä viimeisenä sulkeutuva venttiili pieneksi.
Mitoitussuhde tulee valita
siten, että suuremman venttiilin
pienin säädettävissä oleva virtaus on pienempi kuin
pienemmän venttiilin
mitoitusvirtaama.
KW - economic analysis
KW - district heating
KW - hot water heating
KW - peak value
KW - reduction
KW - distribution systems
KW - costs
KW - utilization
KW - variations
KW - energy consumption
KW - residential buildings
KW - computerized simulation
KW - consumer appliances
KW - networks
KW - storage tanks
KW - heat exchangers
KW - high temperature water heating
KW - cooling
KW - temperature
M3 - Report
SN - 951-38-4176-6
T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
BT - Uudentyyppisten kaukolämmönjakokeskusten teknistaloudellinen analyysi
PB - VTT Technical Research Centre of Finland
CY - Espoo
ER -