Kaukolämpöjärjestelmän dynaaminen käyttäytyminen ja ohjaus

Kaukolämpöjärjestelmän optimaalista ja luotettavaa käyttöä varten on tunnettava prosessin ja sen säätöjärjestelmien dynamiikka sekä niihin liittyvät ohjaus- ja optimointimahdollisuudet. Tässä tutkimuksessa kaukolämpöjärjestelmän dynamiikkaa ja ohjausta tutkitaan verkon näkökulmasta, mutta koska lämmöntuotantolaitokset ja kuluttajat vaikuttavat verkon käyttäytymiseen, myös nämä osat ovat mukana tarkasteluissa. Kaukolämpöverkon paine-, virtaus- ja lämpötiladynamiikan ensisijainen aiheuttaja on kuluttaja, joka vaikuttaa verkkoon alati muuttuvalla lämmönottoteholla ja paluulämpötilalla. Näitä muutoksia kompensoivat pumput ja tuotantolaitokset säätö- ja ohjausjärjestelmien välityksellä. Lämmönsiirtojohtojen dynaamisista ominaisuuksista tärkeimpiä ovat lämpötila- ja paineviivästymät, lämmön varastoituminen ja hitausvoimiin liittyvät painevaikutukset. Kaukolämpöverkon menolämpötilaa ja pumppujen käyttöä voidaan myös ohjata, jolloin tavoitteena on esim. optimaalinen tehonjako tuotantolaitosten välillä tai vastapainelaitoksen sähkötehon ajoittainen lisääminen. Ohjauksen onnistuminen edellyttää verkon dynamiikan hallintaa ja ennakoimista. Kaukolämpöverkon hitausvoimien ja lämpötilaohjauksen vaikutusta verkon käyttäytymiseen tutkitaan esimerkinomaisesti simulointimallilla, jolla voidaan ratkaista paine-, virtaus- ja lämpötilatasapaino ajan funktiona koko verkolle.