Tekniset toimintaohjeet verkkoon liittämisestä Hukkalämpöjen hyödyntäminen kaukolämpöjärjestelmässä

Transkriptio

1 Veli-Pekka Sirla Mirja Tiitinen (5) Lämmönjakelutimikunta Lämmönkäyttötyöryhmä Tekniset timintahjeet verkkn liittämisestä Hukkalämpöjen hyödyntäminen kauklämpöjärjestelmässä Tarkitus Tämä hje n suunnattu sekä kauklämpöyhtiöille että hukkalämpöjen hyödyntämismahdllisuuksia phtiville kauklämpöasiakkaille. Ohjeen tarkituksena n Auttaa ja aktivida kauklämpöasiakkaita tarjamaan hukkalämpöjä kauklämpöverkkn. Auttaa ja aktivida kauklämpöyhtiöitä hukkalämpöjen hyödyntämiseen. Lisätä ymmärrystä kauklämpöjärjestelmän timinnasta ja sen mahdllisuuksista hukkalämpöjen hyödyntämisessä. Esittää, miten n teknisesti mahdllista vastaanttaa hukkalämpöjä kauklämpöverkkn, millaisia teknisiä reunaehtja kauklämpöverkk asettaa hukkalämpöjen vastaanttamiselle ja mitä se edellyttää kauklämpöjärjestelmältä. Kuvata vaikuttavia ja humiitavia tekijöitä sekä niiden arviintia. Esittää kauklämpöyhtiöille teknisiä timintahjeita tapauskhtaisia tarkasteluja varten tavitteena mahdllisimman yhtenäiset hyvät käytännöt. Tässä hjeessa n yksinkertaisuuden vuksi käytetty termiä hukkalämpö. Aiheesta keskustellaan myös mnilla muilla termeillä, esim. ylijäämälämpö, verkkjen avaaminen, klmannen sapulen verkkn pääsy, kaksisuuntainen kauklämpö. Tässä hjeessa hukkalämmöllä tarkitetaan yleisesti kaikkea uusiutuviin energialähteisiin perustuvaa tutettua tai erilaisissa prsesseissa mudstuvaa lämpöä, jta ei vida hyödyntää itse kiinteistössä. Yleistä Ensisijaisesti kiinteistössä tutettava tai syntyvä lämpö kannattaa hyödyntää maan käyttöön. Hukkalämmön vastaantt n teknisesti mahdllista paikalliset lsuhteet humiiden. Nin klmassa Sumen kauklämpöverkissa siirrettävästä lämmöstä n nykyisinkin peräisin muualta kuin kauklämpöyhtiön mistamasta tutantlaitksesta. Kauklämpöyritykset kehittävät järjestelmiään pitkäjänteisesti siten, että erilaisten hukkalämpöjen hyödyntäminen yhä laajemmin n mahdllista. Lämmön syöttö ja vastaantt kauklämpöverkkn tulee lla mlempien sapulien näkökulmasta teknisesti, ympäristöllisesti ja/tai taludellisesti perusteltua ja lpulta hyödyttää kk asiakaskuntaa. Kun hukkalämpöjä liitetään verkkn, tilanne n verkn näkökulmasta vastaava kuin kauklämpöyhtiö liittää mia uusia tutantyksiköitä verkknsa. Hukkalämpöjen liittäminen edellyttää lämpötila- ja painetasjen harmnisintia ja kk järjestelmän varmaan ja tehkkaaseen käyttöön liittyvien kysymysten ratkaisemista. Jkainen verkkn liitettävä tuttaja tai lämmönlähde n yksilöllinen. Samin jkainen kauklämpöverkk n mm. kltaan ja verkk-, tutant- ja asiakasrakenteeltaan sekä timinnaltaan erilainen. Kauklämpöverkssa asiakkaille siirrettävän lämmön tarve riippuu suraan ulklämpötilasta. Kauklämpöjärjestelmässä n lähes aina useita lämmön tutantlaitksia. Uusien lämmönlähteiden Energiatellisuus ry Eteläranta 10, Helsinki

2 verkkn liittämisen vaikutukset ja siten hukkalämpöjen vastaantn sveltuvuus ja tekniset edellytykset, ehdt ja ratkaisut vat aina järjestelmä- ja tapauskhtaisia. Liittymismahdllisuus ja sen tteutustapa selvitetään tapauskhtaisesti. Tämä edellyttää tarkasteluja liittyen mm. verkkn stettavan lämmön arvn stettavan lämmön syrjäyttämään tutantn verkn mititukseen ja mahdllisiin pullnkaulihin liittymiskhtaan ja -tapaan syötettävän veden lämpötilaan ja lämpötilan säätöön pumppaukseen ja verkstpaineisiin verkn käyttöön ja sen hallintaan kk järjestelmän timinnan ptimintiin timitusvarmuuteen laitteiden investinti- ja ylläpitvastuisiin ja kustannusjakn, kskien myös huippu- ja varatehn hankintaa sekä ylläpita. Tarkastelun laajuus riippuu verkkn syötettävän energiamäärän suhteesta vastaanttavan kauklämpöjhdn siirtkykyyn. Kauklämpöyhtiö/verkk-peraattri vastaa asiakkaille timitettavan lämmön laadusta ja spimuksenmukaisuudesta. Lähtökhtana siis n, että kauklämpöyhtiö/verkk-peraattri hallitsee ja peri järjestelmäkknaisuutta kaikissa tilanteissa. Mahdllisessa kauklämpöverkn vikatilanteessa lämmön vastaanttkyky vi heiketä tai katketa kknaan. Hukkalämmön timittajan tulee varautua tilanteeseen ja tarvittaessa riittävän npeasti kyetä keskeyttämään tutantnsa tai pystyttävä hjaamaan lämpö tilapäisesti muualle. Seuraavassa n ryhmiteltynä ja tarkistuslistamaisesti esitetty humiitavia teknisiä kriteereitä, reunaehtja ja timintahjeita hukkalämpöjen hyödyntämiseksi ja liittämiseksi kauklämpöjärjestelmään. Lämpötila Kauklämpöverkn mitituslämpötila n 120 C. Kauklämpöverkn menputkessa virtaavan veden lämpötila vaihtelee ulklämpötilasta riippuen tyypillisesti välillä C. ns. matalalämpötilaverkssa lämpötila vaihtelee välillä C. Kauklämmön paluuputkessa virtaavan veden lämpötila n n C. Verkkn syötettävän lämmön lämpötilatas vaikuttaa siihen, kuinka paljn lämpöä kauklämpöverkkn vidaan lämpöteknisesti siirtää ja millä tekniikalla. Kauklämpöyhtiö selvittää verkkn tarjttavan lämmön lämpötilan, kauklämpöverkssa syöttöpisteessä vallitsevan lämpötilan sekä näiden välisen sallittavan pikkeaman mm. syötettävän lämmön määrästä ja syöttöpisteen sijainnista riippuen. Tavitteena n, että verkkn syötettävän veden lämpötila n vähintään lämmön syöttöpisteessä vallitseva kauklämpöveden lämpötila Kesällä verkn matalampi lämpötilatas mahdllistaa lämpöenergian vastaanttamisen matalammissa lämpötilissa. Kun verkkn syötettävä lämpöteh ja -määrä n pieni verrattuna verkssa siirrettävään tehn, syötettävän lämmön lämpötilatas vi piketa enemmän. Tällöinkin tavitteena n mahdllisimman lähellä vallitsevaa kauklämpöverkn lämpötilaa leva veden lämpötila. Js lämpöä syötetään paluuputkeen, siinä virtaavan veden lämpötila nusee ja kasvattaa lämpöhäviöitä. Verkn hyötysuhde siis heikkenee. 2 (5)

3 3 (5) Paluuveden lämpötilan nusu pienentää merkittävästi tutantlaitksilla levien savukaasujen lämmöntalteenttlaitteistjen ja muun mahdllisimman alhaisesta paluuveden lämpötilasta hyötyvän tutannn määrää, myös vimalaitsten yhteistutantsähkön määrää. Haittaa vidaan pienentää tai kknaan pistaa paluuveden lämpöä hyödyntävillä lämpöpumpuilla tai hukkalämmön syöttöpisteen jälkeen levalla paluuputkeen liitetyllä muulla kulutuksella. Hyöty vi kuitenkin lla suurempi kuin haitta, js saatava hukkalämpö n riittävän edullista. Matalalämpötilaverkkn n mahdllista syöttää matalammassa lämpötilassa leva hukkalämpö. Tämä parantaisi esim. kiinteistössä levien rinnakkaisten lämmönlähteiden lisähyödyntämisen mahdllisuuksia sillin, kun kaikkea lämpöä ei pystytä hyödyntämään itse kiinteistössä. Hyvin matalalämpötilaista lämpöä vidaan syöttää myös kaukjäähdytyksen paluuputkeen. Esim. viilennystä tehtäessä siitä syntyvä lämpö vidaan lauhduttaa kauklämmön paluuvedellä ja lämmennyt vesi pumpata men- tai paluuputkeen. Paine, paine-er ja pumppaus Kauklämpöverkssa valitseva paine sekä men- ja paluuputken välinen paine-er asettavat vaatimuksia lämpöenergian verkkn syöttämiselle. Kauklämpöverkn mitituspaine n tyypillisesti 1,6 MPa, jissakin verkissa myös 1,0 MPa. Käytännössä menputken paine perustutantlaitsten läheisyydessä laitksen ajaessa huipputeha vaihtelee verksta ja tutantlaitksen sijainnista riippuen ja vi lla lähellä mitituspainetta. Tutantlaitksen läheisyydessä verkssa vallitseva men- ja paluuputken välinen paineer vi lla humattavan krkea, jissakin verkissa jpa yli 1,0 MPa tietyissä laitsten ajtilanteissa. Pienemmissä ja väljemmissä verkissa kauklämpöpumppujen mitituspaine-er n usein 0,55...0,6 MPa. Käytännössä paine-er vi lla paljnkin edellä mainittua pienempi. Kauklämpöyhtiö selvittää verkssaan nrmaalilissa vallitsevat paineet ja paine-ert, jtka tetaan humin tarkasteltaessa mahdllisuutta liittää lämmönlähteitä verkkn. Myös tulevaisuuden suunnitellut ja tiedssa levat muutkset n syytä ttaa humin. Verkn kk ja rakenne Pienissä, rakenteeltaan puumaisissa verkissa mahdllisuus liittää uusia tuttajia verkkn n rajatumpaa ja vähemmän justavaa kuin ismmissa, silmukiduissa verkissa. Tisaalta verkn lsuhteet (esim. virtaussuunnat putkissa eri käyttötilanteissa) vat paremmin tunnetut puumaisissa verkissa kuin silmukiduissa verkissa. Liittymäkhdan sijainti verkssa vi aiheuttaa paikallisia rajitteita. Siirtkapasiteetin pullnkaulat sekä mahdllisuus tarvittaessa verkn vahvistamiseen tulee selvittää. Esim. verkn latvalla tai pienehkön runkjhdn varrella ei välttämättä pystytä ttamaan tarjlla levaa lämpöä verkkn lainkaan tai vastaantta judutaan rajittamaan. Tarve ja mahdllisuus vahvistaa kauklämpöverkka selvitetään tapauskhtaisesti. Kesäaikaan hukkalämmön syöttämistä verkkn vi rajittaa vähäinen kulutus. Riski liittymisjhdn jäätymisestä tulee tarkastella. Jäätyminen vidaan estää esim. jatkuvalla termstaattihjatulla kiertjhdlla. Kska kauklämpöverkn tila muuttuu aina uusia lämmönlähteitä siihen liitettäessä, mahdllisuus uusien samanlaistenkin hukkalämpöjen liittämiseen judutaan tarkastelemaan aina uudelleen. Kauklämpöyhtiön tulee tunnistaa kaikki ennakitavissa levat kauklämpöjärjestelmän muutstarpeet siten, että hukkalämmön syöttämistä varten tehtävät investinnit vidaan tehdä mahdllisimman ikeilla perusteilla.

4 Kauklämpöverkn käyttö ja järjestelmän ptiminti Hajautuva lämmönhankintajärjestelmä tulee ttaa humin verkn käytössä ja hallinnassa sekä verkssa tapahtuvien muutsten ennakinnissa. Kauklämpöverkkn ei vi syöttää kvin paljn enempää lämpöä kuin asiakkaat kullakin hetkellä käyttävät. Justa tuvat lämpöakut (jk asiakkaiden tai kauklämpöverkssa levat akut), verkn varastintikyky ja veden hidas virtausnpeus. Yleisperiaatteena n, että verkkn syötetään lämpöä edullisuusjärjestyksessä kullinkin saatavissa levista hankintalähteistä. Tutteistettua, esim. uusiutuvaa tai päästötöntä lämpöä myytäessä tilanne n tinen. Hukkalämmön syöttäminen verkkn tteutetaan siten, että se ei heikennä lämmöntimituksen laatua muille kauklämpöasiakkaille se ei aiheuta ngelmia kauklämpöjärjestelmän nrmaalille käytölle kauklämpöyhtiö hjaa kk kauklämpöjärjestelmän timintaa lämmönsyöttö n kauklämpöyhtiön etävalvnnassa, reaaliaikainen etähjaus n susiteltavaa. Pienten yksittäisten tehjen ja lämpömäärien syöttäminen verkkn sen timintaa häiritsemättä n isja tehja ja energiita justavammin järjestettävissä. Kytkentä verkkn ja mittaus Ensisijaisesti lämpö syötetään kauklämmön menputkeen. Paluuputki-kytkentä vidaan tteuttaa, js siihen n paikallisesti edellytyksiä. Paluuputkeen vidaan syöttää verkssa siirrettävään kknaistehn verrattuna pieniä tehja. Js lämpö liitetään kauklämmön paluuputkeen, humiidaan vaihtelut virtaamissa ja varmistetaan, että kytkentäpisteessä n kaikissa käyttötilanteissa riittävästi virtausta. Varmistetaan, että kytkentäpisteessä verkn paluupaine ei le missään käyttötilanteessa menpainetta suurempi ja siten aiheuta virtaussuunnan muuttumista. Lämmön liitskhta tulisi siis mielellään lla päärunklinjassa tai lähellä päätutantlaitsta. Lämpöä kauklämpöverkkn syöttävän pumpun mititusperusteena n lämmön syöttökhdassa vallitseva kauklämpöveden paine. Pumpun nstkrkeuden tulee lla riittävän suuri, jtta kaikissa halutuissa tilanteissa lämpöenergian pumppaus verkkn n mahdllista. Hukkalämmön hyödyntämismahdllisuutta vidaan lisätä nstamalla sen lämpötilaa (ns. priimaus) ennen verkkn syöttämistä. Lämpötilan nst vidaan tteuttaa esim. lämpöpumpulla tai kattilalaitksella. Lämpöliittymä tehdään epäsuralla kytkennällä, jssa kauklämpöverkn ja lämmöntimittajan välillä n lämmönsiirrin. Epäsuran liittymän edut vat turvallisuus häiriötilanteissa mahdlliset epäpuhtaudet eivät siirry verkkjen välillä happipitinen tai muuten heikklaatuinen vesi ei siirry verkkjen välillä. Varaajan käyttöä kannattaa tarkastella erityisesti sillin, js lämpöä syntyy sattumanvaraisesti. Lämmön syöttö verkkn vidaan sillin paremmin ajittaa tarpeen mukaiseksi ja se n myös paremmin hallittavissa. Verkkn syötetty lämpömäärä mitataan erillisellä lämpöenergiamittarilla. Mittauksen järjestämisestä svitaan kauklämpöyhtiön kanssa. Lämmön stn mittausta ja mittaustiedn luentaa kskevat samat vaatimukset ja käytännöt kuin kauklämpöyhtiön myydessä lämpöä asiakkailleen. Mittaustiedt siirretään etäluennalla kauklämpöyhtiön maan järjestelmään. 4 (5)

5 5 (5) Asiakkaalla n ikeus saada mittaustiedt maa seurantaansa varten. Asiakas ja kauklämpöyhtiö spivat menettelytavista, mikäli asiakas haluaa esim. reaaliaikaista tieta maan energiankäytön hjaus- ja seurantajärjestelmäänsä. Kauklämpöveden kanssa ksketuksessa levia liittymän materiaaleja, putkistvarusteita, mitituksia jne. kskevat samat tekniset vaatimukset kuin muuallakin kauklämpöverkssa. Turvallisuus, häiriöt, viestintä Kun liityntää suunnitellaan ja svitaan käytännöistä, turvallisuusnäkökhdat tetaan humin. Esimerkiksi n suunniteltava, miten timitaan kauklämpöjärjestelmän häiriötilanteissa, jissa judutaan hjaamaan hukkalämmön syöttöä; hukkalämmön tuttajaa infrmidaan mahdllisista kauklämpöjärjestelmän häiriöistä; timitaan asiakkaan hukkalämmön timittamiseen vaikuttavissa keskeytys-, häiriö- ja hulttilanteissa; varmistetaan tiednkulku, kun kauklämpöverklla tehdään töitä; viestintä timii häiriöttä mlempiin suuntiin; yhteystiedt ylläpidetään kaikkien sapulien tiedssa.