Reaaliaikaisen mittaustiedon hyödyntäminen kaukolämpöverkon operoinnissa

Thumbnail Image

Files

master_Tamminen_Pyry_2021.pdf (2.69 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2021-06-14

Department

Major/Subject

Sustainable Energy Conversion Processes

Mcode

ENG3069

Degree programme

Master's Programme in Advanced Energy Solutions (AAE)

Language

fi

Pages

52+1

Series

Abstract

Tässä diplomityössä tutkittiin reaaliaikaisen mittaustiedon hyödyntämismahdollisuuksia kaukolämpöverkon operoinnissa. Työn tavoitteena oli tunnistaa kaukolämpöverkossa ilmeneviä ongelmia ja löytää ratkaisuja, jotka hyödyntäisivät reaaliaikaista mittaustietoa. Lisäksi tarkoituksena on selvittää älykkäästi ohjattavien rakennusten mahdollisuuksia kaukolämpöverkon operoinnin tukemisessa. Ratkaisuilla pyrittiin löytämään arvoa kaukolämpöverkon operoinnin talouden, toimitusvarmuuden ja turvallisuuden kautta. Tutkimuksessa havaittiin, että reaaliaikaisella mittaustiedolla ja älykkäällä lämmityksenohjauksella olisi mahdollista vähentää pullonkaulojen muodostumista kaukolämpöverkossa ja tunnistaa heikosti toimivat lämmitysjärjestelmät. Pullonkaulojen muodostumista kaukolämpöverkossa tutkittiin hypoteettisessa kaukolämpöverkossa painehäviöiden näkökulmasta. Selvityksen perusteella älykkäällä lämmityksenohjauksella pystyttiin vähentämään jopa 34 % hypoteettisen kaukolämpöverkon painehäviöistä, kun käytössä oli 20 % huipputehontarpeen pudotus. Heikosti toimivat lämmitysjärjestelmät olisi mahdollista tunnistaa kohteiden ylivuodon ja kaukolämpöveden jäähtymän seurannalla. Ylivuodon avulla pystyttäisiin havaitsemaan kaukolämpöverkon kannalta kriittisimmät kohteet, joilla on suurin vaikutus verkon toimintaan. Kaukolämpöveden jäähtymän tarkkailu antaa taas välitöntä tietoa lämmitysjärjestelmän toiminnasta ja tehokkuudesta. Kaukolämpöverkon reaaliaikaisten mittaustietojen seurannan avulla ongelma-alueet olisi mahdollista paikantaa tehokkaammin, kun mittaustiedot poikkeavat sallituista arvoista. Näin ollen häiriöiden alkamisajankohta, laajuus ja vakavuus olisi mahdollista määritellä tarkemmin, mitkä parantavat verkon toimitusvarmuutta ja turvallisuutta.

This master's thesis analyzed the potential of utilizing real time measurement data in the operation of the district heating (DH) network. The purpose of this thesis was to identify disruptions occurring in the network and to find solutions that utilize real time measurement data. Furthermore, the goal was to research how smart heating systems could aid the operation of the DH network. The intention was to find value for the solutions through finance, security of supply, and safety. As a result, utilization of real time measurement data and a smart heating control could reduce the occurrence of bottlenecks and aid to distinguish poorly operating heating systems. Bottlenecks were researched through a hypothetical DH network and its pressure losses. The outcome of the calculations revealed the usage of smart heating control could reduce the pressure losses by 34 % if 20 % peak power optimization is in use. Poorly operating heating systems could be distinguished by analyzing the overflow and the cooling of the DH water. Overflow describes the amount of excess DH water is used by the heating system, therefore, enables to recognize the most harmful ones for the DH network. Monitoring the cooling of the DH water describes how well does the heating system performs. Unexpected changes in cooling may indicate disruption. Analyzing the real time measurement data from the DH network could also aid to recognize other disruptions from the DH network. Therefore, defining the start, scale, and seriousness of the disruption would make maintenance more efficient which enhances the safety and the security of supply.

Description

Supervisor

Lahdelma, Risto

Thesis advisor

Uosukainen, Riikka

Keywords

kaukolämpö, kaukolämpöverkko, optimointi, uusiutuva energia, älykäs lämmityksenohjaus

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202106207456

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG