Lämpömääränlaskimen kenttätestaus Lämpötila-antureiden kenttätestaus Kaukokäyttö ja etäluenta kaukolämpöenergian

Transkriptio

1 Loppuraportti Etäluennan hyödyntäminen kaukolämmön mittauksen kunnonvalvonnassa ja mittauksen tarkkuuden ylläpidossa sekä sen hyödyntämismahdollisuuksista kaukolämpöpalveluissa Veli-Matti Mäkelä

2 SISÄLLYSLUETTELO: 1 Tiivistelmä Mittaustarkkuus ja sen ylläpito Kulutus- ja mittaustietojen hyödyntäminen mittaustarkkuuden ylläpidossa Mittarinvaihdon yhteydessä tehtävä tarkastus Laboratorio- ja kenttämittaukset ja etäluenta Kaukolämpöpalvelut Tilausvesivirran ja -tehon tarkastaminen Lämmönmyyjän toiminta Yhteenveto Tausta ja tutkimuksen tavoitteet Tutkimuksen sisältö Energiapalveludirektiivi Velvoitteita energiayhtiöille Mittaussuositus lähtökohtana Kaukolämmön etäluentamenetelmät Matkapuhelinverkot Radioverkot Tiedon välittäminen asiakkaalle Sähkön ja kaukolämmön yhteinen etäluenta Tietojen käsittely ja varastointi Tuntinen etäluenta Etäluenta mittauslaitteiden käytönaikaisessa valvonnassa Kaukolämpöenergian mittaustarkkuuteen vaikuttavia tekijöitä Lämpötilaeron mittaus Virtausanturi Lämpömäärän laskin Käytönaikaisen valvonnan menetelmistä Etäluenta kulutus- ja mittaustietojen hyödyntämisessä Kulutustiedot laskutusta varten Tuntimittaustiedot Tuntimittaustiedon hyödyntäminen mittauslaitteiden kunnon arvioinnissa Tuntimittaustietojen jatkuva seuranta Mittarin vaihto uuden ja vanhan mittarin mittaustietojen vertailu Mittareiden kenttä- ja laboratoriotarkastukset Lämpöenergian mittauslaitteiden kenttätestaus Virtausanturin kenttätestaus

3 Lämpömääränlaskimen kenttätestaus Lämpötila-antureiden kenttätestaus Kaukokäyttö ja etäluenta kaukolämpöenergian mittauslaitteiden kenttätestauksessa Lämpöenergian mittauslaitteiden laboratoriotestaus Määräaikaistarkastus Etäluenta osana kaukolämpöpalveluja Hyödyt energiapalveluissa Laskutus- ja asiakastietojärjestelmät Ei enää puuttuvia kulutuslukemia Luenta-ajan tarkentuminen ja kulutuksen seurannan tarkentuminen Lukemien oikeellisuus Vikatilanteiden nopeampi havainnointi Asiakaspalvelu Uusien palvelujen kehittäminen Teknisiä mahdollisuuksia uusille palveluille Lämpömääränlaskimen teknisiä mahdollisuuksia Lämmönjakokeskusautomaatio ja kiinteistöautomaatio Energian tehokas käyttö ja energian säästö Asiakkaan kaukolämpölaitteiden käyttö ja kunnossapito Vikojen havaitseminen tiedonsiirtoa hyödyntämällä Käyttöveden kulutuksen etäluenta ja vesivuotojen paljastaminen Turvallista kaukolämpöä palvelut Huolto- ja käyttösopimukset Lämmityskauden aloitus- ja lopetuspalvelu Poissaoloaikainen palvelu Etäluennan hyödyntäminen sisäilmaston ylläpidossa Etäluennan hyödyntäminen tilausvesivirran määräytymisessä Tuntinen huipputeho Tilausvesivirran määräytyminen Asiakkaan lämpösopimuksessa määritelty tilausteho ja -vesivirta Tilausvesivirran tai -tehon muuttaminen Tilausvesivirran tai -tehon tarkastaminen Tarkastusmenetelmät Poikkeustilanteiden huomioiminen Tarkastaminen asiakkaan pyynnöstä mittaamalla Tilausvesivirran tarkastaminen mittaamalla paikallisesti Mittauksen suorittaminen Lämmöntoimituksen laatu ja poikkeustilanteet

4 7.3.3 Tarkastaminen kulutustietojen perusteella Etäluenta tilaustehon tai -vesivirran tarkastamisessa Mittareiden laskutustiedon siirto etäluennalla Mittarien huippuarvojen etäluenta Tuntisten mittaustietojen etäluenta Tilaustehon ja -vesivirran laskenta ja huippuarvojen mittaaminen Mittaustulosten käsittely huipputehon tai -vesivirran mittauksessa Lämmitystehon laskenta Jäähdytyksen redusointi Tilausvesivirta Mittauslaitteiston ja mittauksen vaatimuksia Täydentävät mittaukset Lämmönmyyjän muun toiminnan kehittäminen Hinnoittelujärjestelmä ja tariffit Lämmöntuotannon ohjaus ja optimointi Kaukolämpöverkoston käyttö- ja kunnossapito Kaukolämpöverkoston vuodon valvonta Yhteenveto Mittauksen tarkkuuden ylläpito Mittarin kunnon seuranta Kaukolämpöpalvelut Tilaustehon ja -vesivirran tarkistaminen Lämmönmyyjän oman toiminnan kehittäminen Viitteet

5 KUVALUETTELO: Kuva 1: Mittauksen ylläpitoprosessi /1/...14 Kuva 2: Matkapuhelinverkon perusrakenne...15 Kuva 3: Radiomodeemiverkkojen topologiat...16 Kuva 4: Tiedonsiirto internetin kautta asiakkaalle, ns. tekninen perusratkaisu /1/...17 Kuva 5: Tiedonsiirto pulssitietona sekä internetin kautta asiakkaalle /1/...18 Kuva 6: Tiedonsiirto väylätietona sekä internetin kautta asiakkaalle /1/...19 Kuva 7: Tiedonsiirto väylätietona sekä keskittimen että kautta internetin asiakkaalle /1/...19 Kuva 8: Kaukolämpömittareiden luenta, käytännön ratkaisu /7/...21 Kuva 9: Käytönaikaisen ylläpidon menetelmiä /1/...27 Kuva 10: Tuntimittaustietojen hyödyntäminen / peräkkäisten vuosien tuntitehot...29 Kuva 11: Ulkolämpötilat tuntimittaustietoja hyödynnettäessä (tammikuu)...29 Kuva 12: Tuntitehot ja sääkorjattu teho...30 Kuva 13: Kulutukset ja lineaarinen trendi...31 Kuva 14: Trendien poikkeama...31 Kuva 15: Tehon muutos ulkolämpötilan muuttuessa arkipäivinä (tiistai torstai)...32 Kuva 16: Viikonloppu tammikuu 2006 (perjantai - sunnuntai)...33 Kuva 17: Mittarin vanheneminen, tuntimittaustiedot...34 Kuva 18: Mittarin hidastuminen verrattuna alkuperäiseen tilanteeseen...35 Kuva 19: Mittarin virheen muutos -4 %:ksi...36 Kuva 20: Mittarin virhe -4 % ja oikea mittaustulos - lineaariset trendit...37 Kuva 21: Mittarin vaihto...38 Kuva 22: Mittarin vaihto -trendisuorat...39 Kuva 23: Mittarin vaihdon tarkastelu juuri ennen ja jälkeen mittarin vaihtoa...39 Kuva 24: Mittarin vaihto, tarkasteltu peräkkäisiä iltajaksoja ennen ja jälkeen mittarin vaihdon...40 Kuva 25: Kenttätestausmenetelmät /1/...41 Kuva 26: Lämpömäärän laskimen tarkastaminen (vuorokausi)...42 Kuva 27: Kaukolämmön meno- ja paluulämpötilat Kuva 28: Laboratoriotestausmenetelmät /1/...44 Kuva 29: Asiakkaiden halukkuus lämmönjakokeskuksen huoltopalveluihin...67 Kuva 30: Tilaustehon ja -vesivirran tarkastaminen...74 Kuva 31: Tilausvesivirran tarkastusprosessi...76 Kuva 32: Tilaustehon tarkastaminen lämpömäärän laskimen avulla...79 Kuva 33: Etäluennan hyödyntäminen tilaustehon ja -vesivirran määrittämisessä...82 Kuva 34: Asiakkaan tilaustehon laskenta tuntisten kaukoluentamittausten perusteella...83 Kuva 35: Mittausdatan käsittely tilaustehon määrityksen yhteydessä...84 Kuva 36: Jäähdytyksen redusointi /8/

6 TAULUKOT: Taulukko 1: Lämpömääränlaskimelta saavia tietoja, perustiedot laskutukseen...48 Taulukko 2: Hetkellisarvot, vikakoodit ja mittausparametrit lämpömäränlaskimelta...48 Taulukko 3: Huipputehon ja -vesivirran mittaustiedot, perustiedot...49 Taulukko 4: Kulutushistoria ja muut mittaukset lämpömääränlaskimella...50 Taulukko 5: Automaatiojärjestelmän perusmittaukset...51 Taulukko 6: Muita talotekniikkajärjestelmän mittauksia ja mittausmahdollisuuksia...52 Taulukko 7: Muita lämmönjakojärjestelmään liittyviä mittauksia...53 Taulukko 8: Hälytysviestit etäluennalla, lämpömääränlaskimen tiedot...56 Taulukko 9: Hälytysmahdollisuuksia automaatiojärjestelmistä...58 Taulukko 10: Muita hälytysmahdollisuuksia...59 Taulukko 11: Vikojen havaitseminen tiedonsiirtoa hyödyntämällä, lämmin käyttövesi...60 Taulukko 12: Vikojen havaitseminen tiedonsiirtoa hyödyntämällä, huonelämpötilat...61 Taulukko 13: Vikojen havaitseminen tiedonsiirtoa hyödyntämällä, huono jäähdytys...62 Taulukko 14: Vikojen havaitseminen tiedonsiirtoa hyödyntämällä, lämmönsiirrinvuodot...63 Taulukko 15: Vikojen havaitseminen tiedonsiirtoa hyödyntämällä, patteriverkon ääniongelmat...64 Taulukko 16: Vikojen havaitseminen tiedonsiirtoa hyödyntämällä, muita tilanteita

7 1 TIIVISTELMÄ Tutkimuksessa selvitettiin etäluennan hyödyntämistä kaukolämmön mittauksen oikeellisuuden tarkastamisen apuvälineenä ja mittauslaitteiden kunnonvalvonnan työkaluna. Hankkeessa selvitettiin myös etäluennan hyödyntämistä erilaisissa kaukolämpöpalveluissa ja kaukolämmön tilaustehon tarkastamisessa. Yhä useammat kaukolämpöyhtiöt ovat siirtymässä kaukolämmön mittauksissa etäluentaan tai jo aloittaneet etäluennan toteuttamisen. Etäluennasta saatava informaatio siirretään yleisimmin kaukolämpöyhtiön asiakastieto- ja laskutusjärjestelmään. Erilaisten etäluennan mahdollistamien muiden toimintojen käyttö on vielä vähäistä. Mahdollisuuksia on kuitenkin hyvin paljon mm. erilaisten palvelujen kehittämisessä tai hälytysten käsittelyssä. Moni uusi toiminto tai palvelu vaatii kuitenkin vielä lisää tutkimista tai kehittämistä, mutta hyvä etäluentajärjestelmä antaa tälle kehittämistyölle hyvän perustan. 1.1 Mittaustarkkuus ja sen ylläpito Kaukolämpöenergian mittauksessa tarvitaan kolme erillistä toimintoa. Virtausanturilla mitataan käytetty kaukolämmön vesimäärä. Kaukolämpöveden tulo- ja paluulämpötilat mitataan lämpötilaantureilla. Näiden mittausten perusteella lämpömääränlaskin laskee käytetyn kaukolämpöenergian määrän. Mittareiden käytönaikaisen seurannan tarkoituksena on varmistaa mittauslaitteiden mittaustarkkuuden pysyminen määräysten ja sopimusten mukaisissa rajoissa koko mittauslaitteen käyttöajan. Tällä on suurta merkitystä niin asiakkaan kuin lämmönmyyjän kannalta. Perinteisesti käytönaikaisessa valvonnassa ei ole käytetty etäluentaa muilta osin paitsi kulutusseurannan avulla tehdyssä valvonnassa on hyödynnetty laskutusta varten etäluettuja kuukaudenvaihteen kulutuslukemia Kulutus- ja mittaustietojen hyödyntäminen mittaustarkkuuden ylläpidossa Ensimmäinen etäluennan hyödyntämismahdollisuus liittyy kulutus- ja mittaustietojen erilaiseen hyödyntämiseen. Mittaustietoja voidaan käyttää laskutuksen tarpeiden mukaisesti kuukausitietoina tai hyödyntäen tuntitietoina luettuja mittarilukemia. Mahdollista on myös toteuttaa muita mittausjaksoja tai vaikka jatkuvaa seurantaa, riippuen etäluentajärjestelmän ominaisuuksista ja tietojen käsittely- ja tallennusmenetelmistä sekä ennen kaikkea käyttötarkoituksesta ja tiedon tarpeesta. Etäluennalla saadaan tarkasti lukematiedot kuukaudenvaihteen tilanteesta, jolloin kuukausikulutustiedon tarkkuus paranee oleellisesti muihin mittarin lukemien keruumenetelmiin verrattuna. Mitä tarkemmat kuukauden kulutuslukemat ovat, sitä paremmin niiden avulla voidaan arvioida myös mittauksen oikeellisuutta. Tuntimittaustietoja voidaan hyödyntää mm. mittareiden pitkäaikaisen kunnon ja käytönaikaisen vanhenemisen tai kulumisen arviointiin. Tuntitietojen avulla on mahdollista tarkentaa analyysimenetelmiä huomattavasti kuukausitason lukemien käyttöön verrattuna. Tämä edellyttää vielä analyysimenetelmien ja laskenta-algoritmien tutkimista ja kehittämistä. 7

8 1.1.2 Mittarinvaihdon yhteydessä tehtävä tarkastus Etäluettuja mittaustietoja voidaan hyödyntää myös mittarin vaihtotilanteiden yhteydessä asiakkailta poistettujen mittauslaitteiden kunnon arvioinnissa. Mittarinvaihdon yhteydessä asiakkaalta poistetun mittarin tarkkuus tulee aina tarkastaa, jollakin hyväksyttäväksi katsottavalla menetelmällä. Perinteisesti tarkastukseen on käytetty laboratoriotestausta tai kenttätestausta paikanpäällä jollakin testilaitteistolla ennen mittarin poistamista. Tarkastus voidaan mahdollisesti tehdä myös vertaamalla uuden mittarin ja poistetun mittarin antamaa kulutustietoa toisiinsa. Tämä edellyttää että uusi asiakkaalle asennettava mittari on kalibroitu ja tarkastettu ja että kulutustiedot tai mittaustiedot, joita analysoidaan, saadaan riittävän luotettavasti ja tarkasti. Kulutustiedot voivat olla joko kuukausitietoja tai tuntimittaustietoja. Etäluentaa voidaan hyvin käyttää hyödyksi tällaisessa tarkastustoiminnassa. Sillä voidaan nopeuttaa tietojen saantia ja varmentaa luenta-ajankohdat sekä tarkentaa tietoja käyttämällä esimerkiksi tuntisia energian kulutus- ja vesimäärälukemia Laboratorio- ja kenttämittaukset ja etäluenta Laboratorio- ja kenttämittausten korvaaminen kokonaan etäluennalla ei todennäköisesti ole mahdollista. Kenttämittauksia voidaan mahdollisesti täydentää etäluennan mukanaan tuomalla informaatiolla. Etäluentaa voidaan hyödyntää kehitettäessä uudentyyppisiä kenttätestausmenetelmiä. Tällöin tarvitaan hyvin todennäköisesti sekä kahdensuuntaista tiedonsiirtoa, että kaukolämpöenergian mittaustietoja täydentäviä mittauksia ja joitain toiminnallisia ohjauksia lämmönjakohuoneeseen. Tällaisten ns. etäkalibrointimenetelmien kehittäminen ei ole vielä kaukolämpöalalla käynnistynyt. Laboratoriotestauksista saatavien tietojen jatkohyödyntämistä kehitettäessä voitaisiin tuntitasoista mittaustietoa käyttää asiakkaan kulutusprofiilin selvittämiseen. Tällä tavoin olisi mahdollista laskea tarkempi arvio esim. vuositason mittaustarkkuudelle. Nykyisillä menetelmillähän tarkastellaan ainoastaan mittauslaitteiden mittausepätarkkuutta ja sitä kautta arviota mittauslaitteiston kokonaisepätarkkuudelle. Käytännössä nykyinen menettely on aivan riittävän tarkka, mutta joissain erityiskohteissa tai ongelmatapauksissa tarkempi analyysi voisi antaa lisätietoa. 1.2 Kaukolämpöpalvelut Tutkimuksen yhtenä tavoitteena oli myös löytää etäluennan avulla toteutettavissa olevia uusia palvelumahdollisuuksia kaukolämpöalalle. Palveluja voi olla hyvin monia erityyppisiä kuten esimerkiksi energian tehokkaaseen käyttöön liittyvät palvelut, asiakaslaitteiden kunnonvalvontaan liittyvät palvelut sekä sisäilmaston laatuun ja sen parantamiseen tähtäävät palvelut. Osa uusista mahdollisuuksista saattaa edellyttää nykyisten teknisten ratkaisujen tehostamista mm. kaukokäytöllä tai uusia toimintamalleja ja palvelurakenteita. Tekninen kehitys näyttää tällä hetkellä mahdollistavan paljon enemmän, kuin mitä tällä hetkellä todellisuudessa hyödynnetään. Uusia palveluja voi toteuttaa joko lämmönmyyjä tai joku muu asiantunteva palveluyritys. Optimaalisen tehokkaan palvelutuotannon tarvitsemia tietoja on tällä hetkellä erilaisissa järjestelmissä ja niiden yhdistämiseksi tarvittaneen eri osapuolten välistä uudenlaista yhteistyötä ja näkemystä tämän uuden liiketoimintasektorin mahdollisuuksista. 8

9 1.3 Tilausvesivirran ja -tehon tarkastaminen Kaukolämmön etäluennan avulla asiakkaan tilausvesivirta tai tilausteho on mahdollista määrittää aiempaa tarkemmin ja luotettavammin. Suositusten ja lämmöntoimitusehtojen mukaan tilausvesivirran määrittämisen perusteina ovat asiakkaan tarvitsema tuntinen huipputeho ja tätä huipputehoa vastaava kaukolämpöveden jäähdytys. Tilaustehon tai -vesivirran tarkastamiseen on käytettävissä erilaisia menetelmiä. Laskutukseen käytettävää kulutustietoa hyödyntävä menetelmä on näistä ainoa, jossa ei suoraan mitata tehoa tai vesivirtaa, vaan tarkastaminen tehdään esimerkiksi kuukausitason tai vuositason kulutustietojen perusteella. Tällainen epäsuora menetelmä on kuitenkin oikein käytettynä ja yhdistettynä soveltuvaan hinnoittelujärjestelmään käyttökelpoinen ja toimiva. Mittarin huippuarvoihin perustuvissa menetelmissä hyödynnetään lämpömäärän laskimen ominaisuutta mitata ja tallentaa muistiinsa riittävät tiedot joko huippuvesivirran tai huipputehon suuruudesta, ajankohdasta ja muista niihin vaikuttavista tekijöistä. Erillisiin mittalaitteisiin perustuvia menetelmiä käytetään silloin kun varsinaisen kaukolämmön mittauslaitteissa ei ole huippuarvojen mittausta. Muilta osin tämä menetelmä on identtinen mittarin huippuarvoihin perustuvan menetelmän kanssa. Tuntiluentatietoihin perustuvat menetelmät perustuvat siihen, että asiakkaan kaikkien tuntien kulutukset tallennetaan ja sen jälkeen erillisellä menetelmällä suoritetaan tämän datan pohjalta tilaustehon tai -vesivirran tarkastaminen. Tämä menetelmä mahdollistaa hyvin erityyppiset analyysit, joilla voidaan huomioida esimerkiksi erityyppisten kiinteistöjen erilaiset ominaispiirteet. 1.4 Lämmönmyyjän toiminta Lämmönmyyjä voi hyödyntää etäluentaa myös osana kaukolämmön tuotannon ja kaukolämpöverkoston ennakoivaa kunnossapitoa ja käyttötoimintoja. Myös joissakin vikatapauksissa etäluennan käytöllä voidaan saavuttaa etuja perinteisiin toimintamalleihin nähden ja nopeuttaa vian paikallistamista sekä korjaamista. Kaukolämmön tuotannossa voidaan etäluennan avulla saavuttaa etuja mm. tuotannon optimoinnissa, tehontarpeen ennakoinnissa, pumppauksen ohjauksessa. Lämpökatkojen aiheuttamien tehon muutosten ennakointi ja kapasiteetin varaaminen on myös helpompaa ja tarkempaa. Kaukolämpöverkoston käyttötoiminnassa pumppauksen säätö ja sitä kautta asiakkaille toimitettavan paine-eron riittävyys on tärkein käyttötoimenpide. Paine-eron riittävyyden valvonnassa ja pumppauksen optimoinnissa etäluennalla voidaan saavuttaa merkittäviä kustannussäästöjä. tämä edellyttää kuitenkin lisämittauksia nykyisiin tavanomaisiin etäluentakohteisiin. Oikea kaukolämpöveden menolämpötila kulloisessakin ulkolämpötilassa on toinen verkoston käyttöön vaikuttava tekijä. Siitä vastaavat kaukolämmön tuotantolaitokset. Lämpötilatason valvonnassa ja seurannassa verkoston eri osissa voitaisiin hyödyntää helposti etäluentaa. Verkon toimintaan ja käytettävyyteen vaikuttaa myös asiakkaiden aikaansaama kaukolämpöveden jäähdytys, jonka valvontaan kaukolämpöveden meno- ja paluulämpötilojen etäluenta soveltuu hyvin. Etäluenta mahdollistaa myös uusien hinnoittelujärjestelmien ja tariffien käyttöönoton. Tuntisten kulutustietojen etäluenta antaa työkaluja jopa tuntitasoisten tariffien tai hinnoittelumuutosten käytölle. 9

10 1.5 Yhteenveto Vaikka tällä hetkellä tuntiselle etäluennalle ei näyttäisi olevan tarvetta, kannattaa kaukolämpöyhtiöissä silti vakavasti harkita tuntitason tietojen keräämistä etäluennan avulla. Tällöin saadaan kerättyä valmiiksi arvokasta tietoa uusien palvelujen ja toimintojen perustaksi ja voidaan valmistautua tiedon hyödyntämiseen. Usein riittävän tiedon tai historiatiedon keräämiseen kuluva aika rajoittaa myöhemmin toimintojen kehittämistä. Tietojen varastointi ei nykyisin enää ole merkittävä kustannus. 10

11 2 TAUSTA JA TUTKIMUKSEN TAVOITTEET Yhä useammat kaukolämpöyhtiöt ovat siirtymässä kaukolämmön mittauksissa etäluentaan. Useat lämmönmyyjät ovat ottaneet viime vuosina käyttöön tuhansia etäluentapisteitä. Etäluennasta saatava informaatio siirretään yleisimmin kaukolämpöyhtiön asiakastieto ja laskutusjärjestelmään. Erilaisten etäluennan mahdollistamien muiden toimintojen kuten hälytysten käsittelemiseksi on tietoja voitava siirtää myös muihin tietojärjestelmiin. Erilaisten tietovarastojen käyttö on mahdollisuus, jota entistä enemmän on alettu tutkia ja osin myös ottaa käyttöön. Varastosta ns. tieto voidaan ottaa raaka-aineeksi muihin järjestelmiin, joissa sitä prosessoidaan tarpeen mukaan. Alla olevassa listassa on mainittu sellaisia laskutukseen liittyviä hyötyjä, jotka voidaan saavuttaa lämpöyhtiön ja asiakkaan välillä ilman kolmansien osapuolien (esim. huoltoyhtiö) myötävaikutusta. Puuttuvien lukemien saaminen automaattisesti Luenta-ajan tarkentuminen ja kulutuksen seurannan tarkentuminen Lukeman oikeellisuus => tarkempi laskutus Mittarin vikaantumisen nopeampi havainnointi Lukemat voidaan tarvittaessa hankkia useammin kuin ainoastaan laskutukseen tarvittavat kuukausilukemat. Etäluenta mahdollistaa mm. erilaisten tariffien valinnan asiakkaalle. Tilausvesivirran tarkastamiseen saadaan uusia työkaluja ja asiakaspalvelua, erityisesti vika- ja poikkeustilanteissa voidaan parantaa. Tutkimushankkeen tavoitteena oli selvittää etäluennan hyödyntäminen mittauksen kunnonvalvonnassa ja mittaustarkkuuden ylläpidossa sekä millaisia mahdollisuuksia etäluenta tuo erilaisille kaukolämpöpalveluille, joita ovat mm. asiakaskohtaiset neuvontapalvelut, energian säästöön liittyvä neuvonta yms., Etäluenta mahdollistaa myös kenttälaitteiden ja valvontalaitteiden kehityksen sekä uusien tietojärjestelmien käyttöönoton. Sähköisen tiedon varastointi ja arkistointi on entistä edullisempaa ja uusilla järjestelmillä voidaan hyödyntää käytettävissä olevaa dataa aiempaa tehokkaammin ja monipuolisemmin. 2.1 Tutkimuksen sisältö Hankkeessa selvitettiin etäluennan hyödyntämistä kaukolämmön mittauksen oikeellisuuden tarkastamiseen ja mittauslaitteiden kunnonvalvontaan. Hankkeessa selvitettiin myös etäluennan hyödyntämistä kaukolämmön tilaustehon tarkastamisessa ja uudelleen määrittämisessä. Kun tunnetaan asiakkaan tehontarpeet ja -käyttö tarkemmin, voidaan koko kaukolämpöverkkoa käyttää tehokkaammin ja energiataloudellisemmin. Tarkemmalla asiakaskohtaisella tehontarpeen tuntemuksella päästään parempaan ja tarkempaan asiakasneuvontaan, jolloin energiansäästön neuvonta tehostuu. Uudet menetelmät mahdollistaisivat entistä tehokkaammat ja oikeudenmukaisemmat hinnoittelujärjestelmät ja erityyppiset tariffit. Hankkeessa oli neljä pääosaa: - Etäluenta kaukolämpöenergian mittauslaitteiden kunnon valvonnassa - Etäluennan mahdollisuudet mittauslaitteiden tarkkuuden ylläpidossa - Etäluennan mahdollisuudet kaukolämpöön liittyvien palvelujen tuotannossa - Etäluennan hyödyntäminen kaukolämmön tilaustehon ja -vesivirran määrittämisessä 11

12 Hankkeessa selvitettiin, miten etäluentaa voitaisiin käyttää kaukolämmön mittauksen oikeellisuuden tarkastamiseen ja mittauslaitteiden kunnonvalvontaan. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää vanhojen, käytöstä poistettavien kaukolämmön mittauslaitteiden ja uusien asennettavien mittareiden välisen mittauskorrelaatio, jonka avulla pystyttäisiin selvittämään vanhan mittarin mittaustarkkuus. Nykyisin käytöstä poistettava mittari viedään kalibroitavaksi ja sitä kautta selvitetään mittausvirheet, tai sitä ei tarkasteta lainkaan asiakkaalta poistamisen jälkeen. Etäluennan avulla pyritään vähentämään ylimääräisiä vanhojen mittareiden kalibrointikustannuksia sekä osaltaan parantamaan mittaustarkkuuden ylläpitoa niiden mittareiden osalta, joita nykyisin ei tarkasteta lainkaan käytön jälkeen. Tutkimuksessa selvitetään pystytäänkö etäluennan avulla seuraamaan mittareiden kunnon ja mittaustarkkuuden heikkenemistä ja näin tehostamaan kunnossapitoa. Etäluennasta saatavaa informaatiota voidaan käyttää hyödyksi asiakkaan tilaustehon määrittelyssä. Myös muita etäluennan avulla toteutettavia palveluja tarkasteltiin tässä osiossa. Tästä tutkimuksen osasta tehtiin myös yksi insinöörityö Mikkelin ammattikorkeakoulussa. 2.2 Energiapalveludirektiivi Energiapalvelu direktiivin 13 artiklan mukaan jäsenvaltioiden on varmistettava, että energian jakelijat ja energian vähittäismyyntiyritykset asettavat, kun se on tarkoituksenmukaista, laskuissaan, sopimuksissaan, liiketoiminnassaan ja/tai jakeluasemilla saatavissa kuiteissa tai niiden mukana loppukäyttäjien saataville selkeällä ja ymmärrettävällä tavalla seuraavat tiedot /4/: a) Energian voimassa olevat tosiasialliset hinnat ja todellinen kulutus; b) loppukäyttäjän nykyisen energiankulutuksen ja saman kauden edellisen vuoden kulutuksen vertailu mieluiten graafisessa muodossa: c) milloin mahdollista ja hyödyllistä, vertailut saman käyttäjäluokan keskimääräiseksi arvioidun tai vertailukohdan muodostavan energiankäyttäjän kanssa; d) kuluttajajärjestöjen, energiatoimistojen tai vastaavien elinten yhteystiedot, sisältäen myös Internet-sivustojen osoitteet, joilta voidaan saada tietoa saatavilla olevista energiatehokkuutta parantavista toimenpiteistä, vertailukelpoista loppukäyttäjäprofiileista ja/tai energiaa käyttävien laitteiden objektiivisista teknisistä tiedoista. Vuonna 2006 voimaan tulleen ns. energiapalveludirektiivin velvoitteisiin ja tavoitteisiin on tarkoitus suurelta osin vastata energiatehokkuussopimusten toimeenpanolla ja tulosten seurannalla. Direktiivin mukaisesti jäsenvaltioiden on asetettava 9 %:n kansallinen ohjeellinen energiansäästön kokonaistavoite ja käynnistettävä toimia, joilla tähän tavoitteeseen pyritään vuoteen 2016 mennessä. Kansallinen tavoite on energiamääränä 9 % direktiivin soveltamisalaan kuuluvasta energian loppukäytöstä, joka lasketaan vuosien virallisten tilastotietojen keskiarvosta. Energia-alalle on laadittu omat toimenpideohjelmat energian tuotannolle ja energiapalveluille. Energiapalvelun toimenpideohjelma koskee kaukolämpöalan yrityksiä. Toimenpideohjelmaa toteuttamalla varmistetaan, että loppu käyttäjillä on saatavissa kilpailukykyisesti hinnoiteltuja energiatehokkuutta parantavia energiapalveluita ja että niitä alan toimesta edistetään. Tarkoitus on edesauttaa asiakkaiden energiakäytön kehitystä niin, että em. direktiivissä edellytetty 9 prosentin ohjeellinen energian säästö saavutetaan asiakkaiden energiankäytössä vuosina /2/ Velvoitteita energiayhtiöille Energianpalveludirektiivi edellyttää sen, että energiayhtiöiden on varmistettava kilpailukykyisesti hinnoiteltujen energiapalvelujen saatavuus ja edistäminen asiakkailleen. Vaihtoehtoisesti 12

13 energiayhtiöiden on varmistettava kilpailukykyisesti hinnoiteltujen ja puolueettomasti toteutettujen energiakatselmusten ja/tai muiden energiatehokkuustoimien saatavuus ja edistäminen tai sijoitettava rahastoon tai rahoitusmekanismeihin vastaava summa. Mittaroinnin suhteen energiayhtiön tulee tarjota kilpailukykyiseen hintaan verkkoon kytketyille loppukäyttäjille käyttäjäkohtaiset mittarit, jotka tarkasti näyttävät todellisen kulutuksen sekä antavat riittävässä määrin tietoa sen ajoittumisesta. Kulutuksen mittaamisen kannalta energialaskun tulee perustua todelliseen kulutukseen ja se tulee tehdä riittävän usein, jotta asiakkailla on mahdollisuus vaikuttaa kulutukseensa. Lisäksi laskuun tulee liittää tarpeellista tietoa energiankulutuksesta ja sen historiasta. Tällaisia tietoja ovat esim. kuukausikulut, kuukausimaksut, kulutustiedot selkeästi, huomattavat energiankulutuksen muutokset, vertailu edelliseen vuoteen, lämmöntarveluku (astepäiväluku) ja vuosikulutusennuste. Tietojen antamisen suhteen laskuissa, sopimuksissa ja toimituksissa tulee esittää todelliset energian hinnat, todellinen kulutus, vertailutietoja, yhteystietoja jne. /2/. 2.3 Mittaussuositus lähtökohtana Energiateollisuus ry:n mittaussuositus /1/ toimii yleisenä ohjeistuksena ja vaatimuksena kaukolämmön mittaukselle Suomessa. Suosituksen mukaan lämmönmyyjä vastaa siitä, että käyttöpaikalla on olosuhteiden mukainen mittauskohteen ennakoidun tai ennakoitavissa olevan kulutuksen tarkkaan mittaukseen soveltuva mittari. Mittauksen kunnonvalvonnassa ja mittaustarkkuuden ylläpidossa lämmönmyyjä voi valita käyttämänsä menetelmät ja järjestelmät itselleen sopivasti. Mikäli mittauslaitteiden tarkkuuden ylläpitoa ei ole toteutettu lämmönmyyjän toimesta lainkaan, silloin mittauslaitteet tule vaihtaa uusiin riittävä usein, jotta laitteiden mittaustarkkuudesta voidaan olla varmoja (enintään 5 vuoden käyttö on mahdollista). Menetelmistä ja niistä saaduista kokemuksista riippuen mittarien käyttöikä voi olla jopa 30 vuotta, kuten jäljempänä esitetään. 13

14 Kuva 1: Mittauksen ylläpitoprosessi /1/ Mittarien luotettavuuden ja mittaustarkkuuden ylläpitoon on olemassa erilaisia menetelmiä, joiden avulla hyvä järjestelmä on muodostettavissa. Menetelmät voivat olla erilaisia erilaisille mittarityypeille, asiakkaille tai kaukolämpöverkon osille riippuen esimerkiksi verkon osan olosuhteista yms. On mahdollista, että etäluentaa voidaan käyttää apuna tai osittaisina ratkaisuina eri vaiheissa edellisessä kuvassa esitetyssä prosessissa. Seuraavissa kappaleissa on esitetty erilaisia etäluennan mahdollisuuksia ja arvioitu niiden toteuttamismahdollisuuksia ja -edellytyksiä aina kulloisessakin tilanteessa. Aluksi tarkastellaan mittauslaitteiden käytönaikaista valvontaa. Sen jälkeen selvitetään mittareiden tarkkuutta niin kentällä kuin laboratoriossa. Loppuosa käsittelee etäluennan hyödyntämistä kaukolämpöpalveluissa, mukaan lukien tilaustehon ja -vesivirran tarkastamiseen liittyvät toimenpiteet. 14

15 3 KAUKOLÄMMÖN ETÄLUENTAMENETELMÄT Kaukolämmön etäluennalle on olemassa erilaisia teknisiä toteutusmahdollisuuksia. Asiakaspäässä se tehdään lämpömäärälaskimeen liitettävän tietoliikennemoduulin tai -yksikön avulla. Tietoliikennemoduuli on yhteydessä yleensä lämmönmyyjän tiloissa olevan kaukoluentajärjestelmän kanssa. Tietoliikenneyhteys hoidetaan erillisellä moduuliyksiköllä, johon on kytketty yleisimmin joko radiolähetin (radioyhteys), puhelinmodeemi PSTN - linja (perinteinen puhelinlinja) tai GSM-modeemi (GSM/GPRS - yhteys). Yhteys kaukolämpömittarin ja järjestelmän välillä voidaan avata sekä lämmönmyyjän järjestelmästä että mittarin suunnasta joko automaattisesti tai käsin. Mahdollisten hälytysviestien yms. tuleminen mittarilta järjestelmään edellyttää yhteyden avaamista mittarilta käsin, joka on nykyään ensisijainen suunta, mutta myös lämmönmyyjän suorittamat kyselyt tulee olla mahdollisia. 3.1 Matkapuhelinverkot Matkapuhelinverkko muodostuu keskus-, palvelujenvälitys- ja käytönhallintajärjestelmistä sekä suuresta joukosta alueellisia tukiasemia. Matkapuhelimet kommunikoivat tukiasemien kanssa radioaaltojen välityksellä, ja tukiasemat toimivat yhdyskäytävinä televerkkoon välittäen puheluita ja palveluita matkapuhelimille sekä muille telepäätelaitteille. Seuraavassa kuvassa on esitetty pelkistetty versio matkapuhelinverkon perusrakenteesta. Kuva 2: Matkapuhelinverkon perusrakenne Nykyiset matkapuhelinverkot tarjoavat useita erilaisia tiedonsiirtomahdollisuuksia. SMSlyhytsanomien, MMS-multimediaviestien ja piirikytkentäisen GSM-datan lisäksi vaihtoehtoina ovat pakettikytkentäinen GPRS (General Packet Radio Service), tiedonsiirron paranneltu versio EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) sekä kolmannen sukupolven matkapuhelinverkkojen myötä WCDMA-teknologiaan (Wideband Code Division Multiple Access) perustuva UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Lisäksi piirikytkentäiseen tiedonsiirtoon on olemassa alkuperäistä GSM-dataa nopeampi HSCSD (High Speed Circuit Switched Data). 15

16 3.2 Radioverkot Radioluentaa käytettäessä kaukolämpömittarissa on radiolähetin, joka kommunikoi joko kiertävän vastaanottimen (ns. käsiluenta, esim. autosta käsin) tai keskittimen kanssa. Mittarilta saatavat tiedot siirretään keskittimeltä GSM-modeemin avulla keskusjärjestelmään tai suoraan käsipäätteestä keskusjärjestelmään energiayhtiön tiloissa. Seuraavassa kuvassa on esitelty erilaiset radiomodeemiverkkojen topologiat. Kuva 3: Radiomodeemiverkkojen topologiat Yksinkertaisin radiomodeemeilla rakennettava verkko korvaa kiinteän sarjakaapeliyhteyden kahden laitteen välillä muodostaen point-to-point-verkon. Tällaisen verkon muodostaminen ei nykyaikaisilla radiomodeemeilla vaadi juuri muuta kuin laitteiden kytkemisen paikoilleen ja laitteiden käynnistyksen. Samalle alueelle voidaan myös kytkeä useita erillisiä point-to-pointyhteyden muodostavia radiomodeemipareja, jolloin ne muodostavat alueellisen rinnakkaisverkon. Liikutettavien laitteiden osalta kannettavaan tietokoneeseen radiomodeemin saa kyllä liitettyä, mutta tiedonsiirto matkapuhelimiin ja kämmenmikroihin vaatii käytännössä jonkin muun tekniikan hyödyntämistä. Myös radioliikennettä koskevat säädökset ovat verkon rakenteiden takia taajuuksien ja sallittujen laitteiden osalta erilaiset kiinteästi asennetuille ja liikuteltaville radiolaitteille /6/. Kun verkkoon tarvitaan enemmän kuin kaksi radiomodeemia, muodostetaan verkko siten, että yksi radiomodeemi toimii tukiasemana ja muut verkon modeemit kommunikoivat tukiaseman kanssa vuorotellen. Tällaista kytkentää kutsutaan point-to-multipoint- kytkennäksi. Useat radiomodeemit toimivat myös toistimina, jolloin niitä voidaan ketjuttaa peräkkäin ja laajentaa verkon kantamaa. 3.3 Tiedon välittäminen asiakkaalle Lämmönmyyjä omistaa kaukolämpöenergian mittauslaitteet, mittauslaitteissa olevan tiedon ja vastaa niiden toiminnan oikeellisuudesta ja tietojen asianmukaisesta käyttämisestä. Ainoastaan lämmönmyyjällä on oikeus suorittaa kaikki mittauslaitteisiin tehtävät asennukset sekä tiedonsiirron vaatimat liitynnät, koska lämmönmyyjä vastaa koko mittauksen oikeellisuudesta ja luotettavasta 16

17 toiminnasta. Mittaustiedon luovuttamispaikan ja muut ehdot sovitaan lämmönmyyjän ja asiakkaan välisessä sopimuksessa. Asiakkaalla, asiakkaan edustajalla tai jollakin kolmannella osapuolella ei saa olla mahdollisuutta muuttaa mittarin metrologisia arvoja tai parametreja. Seuraavissa kuvissa on esitetty erilaisia vaihtoehtoja mittarien sisältämän tiedon siirtämiseen asiakkaan käyttöön. Tähän on olemassa erilaisia riippuen siitä millaista tietoa asiakas tarvitsee ja minkä suuruisia kustannuksia asiakas on valmis saamastaan palvelusta maksamaan. Ensimmäisessä kuvista on esitetty perusratkaisu, jossa asiakas saa lämmönmyyjältä valmiiksi analysoitua tietoa energiakulutuksesta ja siihen liittyvistä asioista. Tämä tieto on riittävää mm. energian käytön neuvontaan ja asiakkaalle energian säästämiseksi. Ainoa puute perusvaihtoehdossa on, että tieto ei ole suoraan mittarilta luettua ns. reaaliaikaista tietoa, vaan se saadaan esim. internetin välityksellä, jolloin automaatiolaitteiden ohjaukseen se ei ole riittävää. Tällaista jatkuvan reaaliaikaisen tiedon tarvetta ei nykyään asiakkailla juurikaan ole, joten kyseessä on todennäköisesti yleisin tulevaisuuden tiedonsiirtomalli. ASIAKAS LÄMMÖNMYYJÄ Kulutuksen seuranta Lämmönmyyjän tarjoama kulutusseurantaraportti: vuosikulutus (mitattu ja normeerattu) ominaiskulutus vertailu edellisten vuosien kulutukseen vertailu muiden vastaavien kuluttajien kulutukseen tietokaukolämpöveden jäähdytyksestä perinteinen paperiraportti, etäluennan laajentuessa enenevässä määrin sähköinen mittausdata kulutustiedot kk-kulutus, historiatiedot mahd. tuntitiedot Lämpöenergiamittari Lämmönmyyjän etäluenta Kulutuksen raportointi Esim. internetyhteys Lämmönmyyjän mittaustietovarasto, asiakastietoja laskutusjärjestelmät yms. Kuva 4: Tiedonsiirto internetin kautta asiakkaalle, ns. tekninen perusratkaisu /1/ Teknisessä perusratkaisussa asiakas saa käyttöönsä valmiiksi käsitellyn ja analysoidun kulutustiedon esim. internetin välityksellä. Tällainen tiedon jakelu palvelee hyvin esim. kaikkea energiakäytön ja energian säästön neuvontaa ja konsultointia. Menetelmä on erittäin kustannustehokas ja asiakas saa käyttöönsä valmiiksi analysoitua tietoa omasta energian käytöstään ja käytön historiasta. 17

18 ASIAKAS LÄMMÖNMYYJÄ Rajoitteita: pulssitiedon epäluotettavuus tietomäärän rajallisuus vain 2 suuretta (mahd. vain energiamäärä) Kiinteistöautomaatio tai muu asiakkaan käyttökohde Kulutuksen seuranta Lämpöenergiamittari Pulssit Esim. internet-yhteys Väylä 1 Lämmönmyyjän etäluenta Kulutuksen raportointi (On-line) tiedonsiirtoyksikkö Lämmönmyyjän mittaustietovarasto, asiakastietoja laskutusjärjestelmät yms. Kuva 5: Tiedonsiirto pulssitietona sekä internetin kautta asiakkaalle /1/ Mikäli asiakas tarvitsee reaaliaikaista tietoa kulutuksesta esim. automaatiojärjestelmän säätöprosessiin, voidaan tieto siirtää perinteisessä pulssimuodossa. Pulssitiedon siirrossa on omat luotettavuusongelmansa, mutta tekniikkaa on ollut jonkin verran kaukolämmön mittauksessa käytössä. Pulssitietoa ei ole aina saatavilla ja tällöin ratkaisu voi vaatia että hankitaan kalliimpi lämpömääränlaskin tai lisäominaisuuksia lämpömäärän laskimeen, nämä hankintakustannukset ja ylläpitokustannukset tulevat asiakkaan maksettaviksi. Samoin tiedonsiirtoyksikkö ja sen asennus- ja ylläpitokustannukset tulee huomioida kustannuksissa. Mikäli asiakkaalla on todellinen tarve jatkuvaan tietoon kulutuksesta, tällainen pulssitietoon perustuva tiedonsiirto esim. kiinteistöautomaatiojärjestelmään voi olla perusteltua. Kustannukset ovat perusratkaisuun nähden selvästi suuremmat. Varsinainen kulutusseuranta ja historiatiedot on edelleen saatavissa esim. internetin kautta. Pulssien käyttö tulee todennäköisesti vähenemään tulevaisuudessa ja siirrytään entistä enemmän perusratkaisuun tai todellisen tarpeen edellyttäessä jompaankumpaan jäljellä esitetyistä väyläluennan vaihtoehdoista. 18

19 ASIAKAS LÄMMÖNMYYJÄ Kiinteistöautomaatio tai muu asiakkaan käyttökohde Kulutuksen seuranta Huom! Väylä 2 tulee olla vain tiedonlukua varten - huomioitava mittarin valinnassa! (On-line) tiedonsiirto yksikkö Lämpöenergiamittari Mahdollinen (väylä ei ole aina olemassa) Esim. internet-yhteys Väylä 2 Väylä 1 Lämmönmyyjän etäluenta Kulutuksen raportointi Lämmönmyyjän mittaustietovarasto, asiakastietoja laskutusjärjestelmät yms. Kuva 6: Tiedonsiirto väylätietona sekä internetin kautta asiakkaalle /1/ Väylä ei ole useinkaan saatavilla ja ratkaisu vaatii kalliimman lämpömääränlaskimen, Samoin tiedonsiirtoyksikkö tarvitaan aina ja sen asennus ja ylläpitokustannukset tulee huomioida asiakkaan kustannuksissa. Väylätieto on asiakkaan kannalta tarkempaa ja monipuolisempaa, mutta se on pääsääntöisesti pulssitietoa kalliimpi ratkaisu. mikä todellista tarvetta hetkellistiedolle on ratkaisu saattaa olla perusteltu. ASIAKAS LÄMMÖNMYYJÄ Lämpöenergiamittari Mittari XX Väylä 1 Kiinteistöautomaatio tai muu asiakkaan käyttökohde Kulutuksen seuranta Keskitin Esim. internet-yhteys Lämmönmyyjän etäluenta Kulutuksen raportointi (monikanavainen) Lämmönmyyjän mittaustietovarasto, asiakastietoja laskutusjärjestelmät yms. Kuva 7: Tiedonsiirto väylätietona sekä keskittimen että kautta internetin asiakkaalle /1/ 19

20 Mikäli asiakas haluaa lukea useampia mittareita samalla järjestelmällä käyttäen väylätietoa, tarvitaan erillinen keskitin mittareiden liittämiseen sekä lämmönmyyjän että asiakkaan järjestelmiin. Samalla voidaan mittaukset liittää salausta hyväksi käyttäen myös muihin järjestelmiin.. Sen ylläpitäminen vaatii oman resurssinsa. Lisäksi mittareiden luenta vaatii niin asiakkaalta kuin lämmönmyyjältä erillisen luentaohjelmiston. Erillisen luentaohjelmiston ja sen liittymien ylläpito lämmönmyyjän ja asiakkaan järjestelmiin vaatii työtä päivitystilanteissa ja on huomioitava kustannuksissa. Keskittimeen voidaan liittää useampia mittauksia joka saattaa joissakin tapauksissa tehdä tästä melkoisen kalliista järjestelmästä asiakkaan kannalta kiinnostavan. 3.4 Sähkön ja kaukolämmön yhteinen etäluenta Osa energiayhtiöistä, jotka tarjoavat etäluentajärjestelmiä, toimivat myös sähköenergian mittaukseen, jolloin yksi järjestelmä voi mahdollisesti hoitaa sekä sähkömittarien että kaukolämpömittarien luennan. Tämä on yksi mahdollisuus niissä energiayhtiöissä, joilla on sekä sähköasiakkaita että kaukolämpöasiakkaita. kaukolämmön veden ja sähköenergian yhteinen etäluentajärjestelmä on periaatteessa hyvä asia myyjän kannalta. usein teknisten vaatimusten erilaisuudet vain ovat estäneet yhteisten järjestelmien toteuttamisen. Asiakkaalle yhteisestä järjestelmästä ei varsinaisesti ole etua joskaan ei haittaakaan. Sähköasiakkaita ja sähköenergiamittareita on moninkertainen määrä verrattuna kaukolämpömittareihin. Yleensä sähkömittareiden etäluentajärjestelmissä ei ole valmiutta lukea kaukolämpömittarien kaikkia tarvittavia tietoja, koska sähköasiakkailta luetaan vain energian kulutustieto (kwh), kun taas kaukolämmössä luetaan ainakin energia ja vesimäärä sekä yleensä myös kaukolämmön lämpötilat tai lämpötilaero. Lisäksi luetaan usein erilaiset huippuvesivirrat ja - tehot sekä mahdollisesti muuta tietoa. Energiayhtiöiden käyttämien mittareiden ja tekniikoiden erot ja käytettävän datan hyödyntäminen hankaloittaa merkittävästi toimintojen yhdistämistä. Samassa kiinteistössä olevat sähkö- ja kaukolämpömittarit voitaisiin lukea yhdessä paikalliseen tiedonsiirtoon soveltuvan väylän avulla, mikäli järjestelmä mahdollistaisi molempien energiatuotteiden tarvitsemien tietojen keruun ja siirron. Tällaisen väylän käyttö alentaisi tietoliikennekustannuksia, koska ne jakautuisivat useamman mittarin kesken. Toisaalta paikallisväylän asennus vaatii esim. parikaapelin vetämisen mittarilta toiselle, jos aiotaan käyttää samaa järjestelmää, ja tällöin asennuskustannuksien suuruus voi nousta ratkaisevaksi. 3.5 Tietojen käsittely ja varastointi Kaukolämpömittareilta saatujen tietojen jatkokäsittely tehdään pääsääntöisesti energiayhtiössä. tiedon varastointi on nykyään kohtuuhintaista, joten se ei aiheuta rajoitteita siirrettävän tiedon määrälle eikä luenta- tai tallennusvälin pituudelle. Myöskään tiedonsiirron teknologia ei yleensä rajoita etäluettavaan tiedon määrää tai sisältöä. Parhaimmassa tapauksessa etäluentajärjestelmä tallentaa tiedot avoimeen tietokantaan, josta ne ovat joustavasti muiden sovellusten ja palveluiden käytettävissä. Tärkeimmät tiedot mitä etäluennan yhteydessä tavallisesti tallennetaan, ovat tiedot mittarista, käyttöpaikasta ja asiakkaan tunnisteet sekä luennan aika ja päivämäärä, lämpömäärälukema ja vesimäärälukema. Lisäksi luetaan myös kaukolämmön meno- ja paluuveden lämpötilat tai lämpötilaero ja jompikumpi edellä mainituista lämpötiloista. Luettaessa useita lukemia yhdellä yhteydenotolla tai erilaisia hetkellisiä arvoja ja mittaushistorian aikana tapahtuneita erilaisia huippuarvoja, tarvitaan myös jokaisen luennan ajankohdasta tarkka tieto. Seuraavassa kuvassa on esimerkki toteutetusta kaukolämpöenergian etäluentajärjestelmästä /7/. 20

21 . Radio/GSM 3% Ascii / ftp Teleoperaattori palavelin Laskut GSM 78% db AIM AMR GENERIS MDV Asikakas tietojärjestelm ä WWW 7% Internet palvelin Xml / Optinen luenta, Skannaus, 12 % S W Käyttö- ja Ennusteraportit Kuva 8: Kaukolämpömittareiden luenta, käytännön ratkaisu /7/ Kuvasta havaitaan, että todellisuudessa tarvitaan hyvin monipuolinen järjestelmä, jotta se palvelee lämmönmyyjän ja asiakkaiden tarpeita. 3.6 Tuntinen etäluenta Tuntinen etäluenta antaa aivan uusia näköaloja ja mahdollisuuksia perinteiseen ainoastaan laskutuksen tarpeisiin kehitettyyn etäluentaan verrattuna. Tuntisella etäluennalla tarkoitetaan kerran tunnissa tapahtuvan energian käytön luentaa tai tallennusta. Tuntitietoja voivat olla esimerkiksi asiakkaan kaukolämpölaitteiden läpivirtaavasta energiamäärästä (MWh), vesimäärästä (m 3 ), huipputehosta (MW), hetkellinen tehosta (MW), hetkellinen virtaamasta (m 3 /h) ja huippuvirtaamasta (m 3 /h). Luenta voi tapahtua kerran tunnissa tai sitten siirretään suurempi joukko tuntista mittaustietoa kerralla mittarin muistista lämmönmyyjän tietokantaan. Tuntisen etäluennan hyötynä on asiakkaalta saatavan tuntisen kulutustiedon ja muun datan hyödyntäminen energiayhtiössä tai muiden palelujen tarjoajien toimesta. Tuntitasolla saadaan periaatteessa luettua kaikki samat tiedot kuin muullakin etäluennalla. Nykyisin tämä on mahdollista toteuttaa edullisen muistikapasiteetin ansiosta. Mittarille on mahdollista tallentaa riittävästi asiakkaalta kerättävää tietoa. Samoin lämmönmyyjän tai jonkin palveluntarjoajan muistivarastoon voidaan kohtuullisilla kustannuksilla tallentaa kaikkien asiakkaiden tietoa käytännössä rajattomasti. Tällä hetkellä trendinä näyttää olevan että kaikista asiakkaista pyritään keräämään tuntitason tietoa ympäri vuoden. Kaikki lämmönmyyjät eivät vielä näin tee, mutta hyvin monet ainakin suunnittelevat tuntista tiedonkeruuta. Tiedon tallentaminen mittariin odottamaan siirtoa tietovarastoon mahdollistaa sen, että tietoa ei tarvitse siirtää jatkuvasti vaan esim. kerran 21

22 vuorokaudessa tai kerran viikossa riippuen mittarin muistikapasiteetista ja kerättävän tiedon määrästä. Tämä taas ei kuormita tiedonsiirtoverkkoa jatkuvasti. Asiakaspalvelun näkökulmasta tuntisen kulutustiedon tallentaminen ja analysointi antaa asiakkaalle luotettavan kuvan lämpöyhtiön toiminnasta ja tarkasta laskuttamisesta, myös mahdolliset vikatilanteet havaitaan näin ollen huomattavasti nopeammin kuin suorittamalla harvemmin etäluentaa. Teoriassa on myös mahdollista, että vikatilanteissa hälytykset ja raportoinnit voidaan ohjata tuntisen etäluennan avulla suoraan päivystäjän GSM puhelimeen ja näin ollen tieto menee heti huoltohenkilökunnalle ja mahdollisilta suuremmilta ongelmilta vältytään. Asiakkaan tarpeen mukaan kohteita voidaan valvoa paikallisvalvomosta tai internetin kautta miltä tahansa tietokoneelta. Tuntisen etäluennan ansiosta myös asiakas- ja mittauslaitteiden toiminnan todentaminen jälkikäteen ongelma- tai reklamaatiotilanteissa on mahdollista. Tuntinen luenta tarjoaa myös tarkempaa mitoitustietoa asiakaslaitteiden uusintaan. Tärkeimmät tuntisen etäluennan hyödyt yleisesti ottaen ovat lukemien saannin nopeutuminen ja varmistaminen, lämmönkulutuksen tarkempi ajallinen ja määrällinen seuraaminen, asiakkaan laitteiden vika-analysointi ja mahdollisuudet kehittyneeseen kulutusraportointiin. Tuntinen luenta mahdollistaa myös lisäarvopalveluiden myymisen lämpöyhtiön puolesta, joka taas parantaa asiakaspalveluita sekä tuo lämpöyhtiöille lisätuloja. Vaikka tällä hetkellä tuntiselle etäluennalle ei näyttäisi olevan tarvetta, kannattaa kaukolämpöyhtiöissä silti vakavasti harkita tuntitason tietojen keräämistä etäluennan avulla. Tällöin saadaan kerättyä valmiiksi arvokasta tietoa uusien palvelujen ja toimintojen perustaksi ja voidaan valmistautua tiedon hyödyntämiseen. Usein riittävän tiedon tai historiatiedon keräämiseen kuluva aika rajoittaa myöhemmin toimintojen kehittämistä. Tietojen varastointi ei nykyisin enää ole merkittävä kustannus. 22

23 4 ETÄLUENTA MITTAUSLAITTEIDEN KÄYTÖNAIKAISESSA VALVONNASSA Tässä kohdassa selvitetään yleisesti mittauksen tarkkuuteen vaikuttavat tekijät ja mitkä osat on mahdollista huomioida etäluennan avulla. Samalla tutkitaan, mitä kehitettävää mittausten ja etäluennan hyödyntämisessä on mittauslaitteiden kunnon ja tarkkuuden seurannan näkökulmista. Toimenpiteissä otetaan huomioon niin tunti- kuin kuukausiluennan mahdollisuudet kulutusseurannan ja mittaustarkkuuden parantamiseksi. 4.1 Kaukolämpöenergian mittaustarkkuuteen vaikuttavia tekijöitä Kaukolämpöenergian mittauksessa tarvitaan kolme erillistä toimintoa. Virtausanturilla mitataan käytetty kaukolämmön vesimäärä. Kaukolämpöveden tulo- ja paluulämpötilat mitataan lämpötilaantureilla. Näiden mittausten perusteella lämpömääränlaskin laskee käytetyn kaukolämpöenergian määrän seuraavan yhtälön mukaisesti. (1) missä: Q = siirtynyt lämpöenergian määrä cp = veden ominaislämpökapasiteetti qm = virtausanturin läpi virrannut veden massavirta ΔT = veden lämpötilaero kaukolämmön tulo- ja paluuputkessa t0 = ajan alkuhetki t1 = ajan loppuhetki Lämpömääränlaskin laskee energian määrän virtausanturilta saatavan massavirran ja lämpötilaantureilta saatavien lämpötilojen perusteella ottaen huomioon veden ominaislämpökapasiteetin. Mittaustarkkuuteen vaikuttavat kaikkien em. mittausten ja laskennan tarkkuudet ja niiden toimivuus Lämpötilaeron mittaus Lämpötilaeron määrityksessä käytetään kahta lämpötila-anturia tulo- ja paluulämpötilojen mittaamiseen. Lämpötilaeron mittauksen tarkkuuteen vaikuttavat mm. - Lämpötila-anturin tyyppi ja soveltuvuus - Anturien asennustapa ja asennuspaikka - Anturin kunto - Anturin tai anturitaskun likaantuminen - Sähköisten liitosten ja johtimien kunto 23

24 4.1.2 Virtausanturi Virtausanturia käytetään kaukolämmön vesimäärän mittaamiseen. Sen mittaustarkkuuteen vaikuttaa mm. - Virtausanturi ja sen tyyppi - Kaukolämpöveden ominaisuudet ja sen vaikutus mittaukseen ja käytettävään anturiin o Veden sähkönjohtavuus o Vedessä olevan hapen määrä o Vedessä olevat mekaaniset tai kaasumaiset epäpuhtaudet - Virtausanturin kunto o Virtausanturin vanheneminen, laakereiden yms. kuluminen o Virtausanturin likaantuminen, kerrostumat, vieraat partikkelit o Elektroniikan kunto ja vanheneminen o Sähköiset liitännät ja komponentit Lämpömäärän laskin Lämpömäärän laskimella lasketaan käytetty kaukolämpöenergian määrä mitatun vesivirran ja lämpötilaeron tulona. Tarkkuuteen vaikuttaa mm. - Lämpömääränlaskin ja sen tyyppi o Laskimen tarkkuus mm. veden ominaisuuksien laskennassa (tiheys, ominaislämpökapasiteetti jne.) Vesivirran ja lämpötilaeron laskennan tarkkuus kuten esim. vesimäärän pulssivaste - Laitteiston vanheneminen o Elektroniikka o Mekaaninen kuluminen o Sähköiset liitännät o Komponenttien vanheneminen - Häiriötekijöitä lämpömääränlaskimelle o Ulkopuoliset sähköiset häiriöt Voimakkaat sähkökentät Magneettikentät Sähkövirran laatuvaihtelut o Mekaaniset värähtelyt ja muu kuormitus o Ympäristöolosuhteiden vaihtelu tai poikkeamat sallituista käyttöolosuhteista tai normaaleista käyttöolosuhteista Ympäristön lämpötila Ympäristön kosteus Pöly ja muut ilman epäpuhtaudet 24

25 4.2 Käytönaikaisen valvonnan menetelmistä Mittareiden käytönaikaisen seurannan tarkoituksena on varmistaa mittauslaitteiden mittaustarkkuuden pysyminen määräysten ja sopimusten mukaisissa rajoissa koko mittauslaitteen käytön ajan. Tällä on merkitystä niin asiakkaan oikeusturvan kuin lämmönmyyjän talouden kannalta. Perinteisesti käytönaikaisessa valvonnassa ei ole käytetty etäluentaa muilta osin paitsi kulutusseurannan avulla tehdyssä valvonnassa on hyödynnetty laskutusta varten etäluettuja kuukaudenvaihteen kulutuslukemia. Niitä on yleensä hyödynnetty vastaavalla tavalla kuin muilla tavoin satuja kulutuslukemia. Tavanomainen käytäntö on ollut, että seurataan kuukausikulutuksen ja ns. normaalivuoden kulutusten eroa. Lisäksi on seurattu kuukausitason keskimääräistä asiakaskohtaista jäähdytystä seuraavan yhtälön mukaisesti. ΔT k Q V (2) Missä: Δ T k = Kuukauden keskimääräinen jäähdytys Q V = Kaukolämpöenergia kuukausikulutus = Kaukolämmön kiertoveden määrä kuukaudessa Kuukausitason jäähdytyksen poikkeaminen normaalista indikoi yleensä vikaa tai toimintahäiriötä joko asiakkaan kaukolämpölaitteissa tai kaukolämmön mittauslaitteissa. Yleensä kaukolämmön laskutus- ja asiakastietojärjestelmissä on kuukausitason jäähdytykselle annettu ala- ja ylärajoja. Rajojen ylittymisistä tai alittumisista on seurannut automaattinen hälytys tai järjestelmän huomautus sekä joissakin tapauksissa automaattinen hälytys asiakkaalle esim. laskun mukana. Rajaarvojen merkitystä tarkastellaan tarkemmin palvelujen analysoinnin yhteydessä. Tarkkuuden ylläpidon toimenpiteet voivat kohdistua, joko yksittäiseen mittauslaitteeseen tai koko mittarikantaan riippuen kulloisestakin tilanteesta. Koko mittauslaitekantaan kohdistuvat toimenpiteet ovat olleet käytännössä hyvin harvinaisia. Sen sijaan jonkin mittarityypin koko käytössä olevan laitekannan tarkastaminen tai testaaminen on jouduttu tekemään silloin tällöin joissakin yksittäisissä tilanteissa. Mittareiden tarkastukset voidaan jakaa ajallisesti kolmeen ryhmään. Mittari tulisi tarkastaa aina uutena, ennen käyttöönottoa sekä määräajoin käytön aikana ja lopuksi aina asiakkaalta poistettaessa. Myös huollosta tulevat mittarit tulisi tarkastaa ennen uudelleenasennusta ja käyttöä. Huollon jälkeinen tarkastaminen on erityisen tärkeää, koska erilaiset huolto- ja puhdistustoimet saattavat vaikuttaa mittaustarkkuuteen. Mikäli mittarin tarkastus suoritetaan erillisen palveluyrityksen toimesta, lämmönmyyjän, joka vastaa koko mittaustoiminnosta ja mittaustarkkuuden ylläpidosta, tulisi aina saada mittarin mukana tarkastuspöytäkirja mittaustarkkuudesta. 25