Energiateollisuus ry

Transkriptio

1 Selvitys 60N E Energiateollisuus ry Kaukolämpöjärjestelmän paluuveden hyväksikäyttö kiinteistöjen lämmityksessä

2 Kaikki oikeudet pidätetään Tätä asiakirjaa tai osaa siitä ei saa kopioida tai jäljentää missään muodossa ilman Pöyry Finland Oy:n antamaa kirjallista lupaa.

3 Tiivistelmä Pöyry Finland Oy PL 93 (Tekniikantie 4 A) Espoo Kotipaikka Espoo Y-tunnus Puh Faksi Sivu 1 (1) Yhteyshlö Antti Hakulinen Kaukolämpö ja kaukokylmä Puh Faksi antti.hakulinen@poyry.com KAUKOLÄMPÖJÄRJESTELMÄN PALUUVEDEN HYVÄKSIKÄYTTÖ KIINTEISTÖJEN LÄMMITYKSESSÄ Työn tavoitteena on tutkia keinoja kaukolämpöverkon paluuveden hyödyntämiseen, jotta kaukolämmön tuotantokustannuksia saataisiin alennettua. Kaukolämmön paluuveden lämpötilan alentamiseksi tutkitaan lämmönjakokeskuksen vaihtoehtoisia kytkentöjä sekä lämpöpumpun hyödyntämistä kaukolämpöverkossa. Työssä määritetään kaukolämmön paluuveden lämpötilaa alentamalla saatavat säästöt lämmön tuotannossa eri lämmöntuotantorakenteilla. Kaukolämmölle muodostetaan myyntitariffi, joka huomioi kuluttajan jäähtymän. Työssä kuvataan miten jäähtymään perustuva kaukolämpötariffi tulisi ottaa käyttöön. Paluuveden hyödyntämisen eri vaihtoehdoille määritetään vuotuiset kustannukset sisältäen investoinnin sekä energiakustannukset ottaen huomioon paremman jäähtymän ansiosta saatavat säästöt lämmön tuotantokustannuksissa. Kiinteistökohtaisina esimerkkikohteina ovat pienkerrostalo, kerrostalo sekä suuri kerrostalo. Lämpöpumppuinvestoinnille kaukolämpöverkkoon määritetään takaisinmaksuaika erilaisilla lämmön tuotantorakenteilla. Työssä määritetään edellytyksiä paluuveden lämmön hyödyntämiseen kaukolämpöverkon eri osissa sekä hyödyntämistä rajoittavat tekijät. Varsinkin kaukolämpöverkoissa, joissa lämmöntuotantolaitos on varustettuna savukaasujen lämmöntalteenottopesurilla, saadaan lämmön tuotantokustannuksia alennettua merkittävästi alentamalla paluuveden lämpötilaa. Kaukolämpöverkon paluuveden lämpötilaa voidaan sopivissa kohteissa alentaa kannattavasti kiinteistökohtaisilla ratkaisuilla sekä suuremmassa mittakaavassa lämpöpumpulla.

4 Abstract Pöyry Finland Oy P.O. Box 93 (Tekniikantie 4 A) FI Espoo Finland Domicile Espoo, Finland Business ID Tel Fax Date Ref. No 60N E0001 Page 1 (1) Contact Antti Hakulinen District Heating and Cooling Direct tel Direct fax antti.hakulinen@poyry.com UTILISATION OF DISTRICT HEAT RETURN WATER IN HEATING OF BUILDINGS The goal of this study was to investigate ways of utilising district heat return water to reduce heat production costs. To lower the temperature of district heat return water the study investigated alternative heat distribution center connections and the use of the heat pump in the district heating network. Savings in heat generation costs for different kinds of heat generation plants by lowering the temperature of district heat return water were determined. A sales tariff was formed, which takes into account the consumer system's cooling. The work also described how the sales tariff should be brought into use. Annual costs including the investments and energy costs were determined for different the alternatives of return water utilisation. Example buildings for heat distribution center alternatives are a small apartment house, an apartment house and a large apartment house. The payback period of a heat pump investment was determined. In the different parts of the district heat network were possible ways of utilising return water investigated. Also, any obstacles for utilisation were investigated. In such district heating networks especially, where the heat generation plant is equipped with a flue gas heat recovery system, heat production costs can be reduced significantly by lowering the temperature of the district heat return water. The temperature of the district heat return water can be reduced in suitable networks profitably using buildingspecific solutions and larger scale heat pumps.

5 Sivu 1 (53) SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ ABSTRACT 1 YLEISTÄ 3 2 ONGELMAN KUVAUS 3 3 LÄMMÖN HINTA KAUKOLÄMPÖVERKON PALUUPUTKESSA Lämpökeskus ilman lämmön talteenottoa Lämmöntalteenottopesuri Lämmön ja sähkön yhteistuotanto Lämmön ja sähkön yhteistuotanto sekä lämmön talteenotto Lämpöakku ja moottorivoimalaitos Pumppauskustannukset Verkoston lämpöhäviöt Pienemmät kaukolämpöputket Polttoaineen säästö 10 4 JÄÄHTYMÄN HUOMIOIVA KAUKOLÄMPÖTARIFFI Liittymis- ja perusmaksu Energiamaksu Jäähtymähyvitys Jäähtymähyvityksen määritys ja laskutus Kaukolämpömittareissa kiinteä referenssilämpötila Kaukolämpömittariin tallennetaan vesimäärä Tariffin käyttö ja käyttöönotto 13 5 PALUUVEDEN JÄÄHTYMÄN PARANTAMINEN KIINTEISTÖKOHTAISESTI Vaihtoehtoiset kytkennät Normaali kaukolämpökytkentä Vaihtoehtokytkentä 1 - Käyttöveden lämmittäminen menovedellä Vaihtoehtokytkentä 2 - Käyttöveden lämpötila priimataan sähköllä Vaihtoehtokytkentä 3 - Käyttöveden lämpötila priimataan lämpöpumpulla Esimerkkikohteet ja vertailtavat vaihtoehdot Kytkennöillä saatava jäähtymä Kustannukset Investointikustannukset Sähköenergian kustannukset Lämpöenergian kustannukset Lämmön kokonaiskustannukset vaihtoehdoilla Kaukolämpöyhtiön lämmön hinnan vaikutus Patterilämmitteiset kuluttajat 28

6 Sivu 2 (53) 5.7 Jäähtymän parantaminen normaalissa kaukolämpökytkennässä Vaihtoehtoinen talojohto vaihtoehtokytkennöissä Muoviputki Taipuisa kaukolämpöputki 32 6 LÄMPÖPUMPUN KÄYTTÖ KAUKOLÄMPÖVERKOSSA Suljetun kylmäainekierron lämpöpumppu Lämmön pumppaaminen vesihöyryä kompressoimalla (MVR prosessi) Laskennan lähtöarvot Laskentatulokset tutkituissa tapauksissa Tutkittavalla yhtiöllä voimalaitos+vesikattila+lto Tutkittavalla yhtiöllä vesikattila+lto (ei voimalaitosta) Tutkittavalla yhtiöllä voimalaitos+vesikattila (ei LTO) Herkkyystarkastelu Maksimituotto Maksimituotto ilman LTO:a Tuloksen riippuvuus eräistä lähtöarvoista 46 7 PALUUVEDEN HYÖDYNTÄMISEN SIJOITUS VERKKOON Paluuveden hyödyntäminen kiinteistökohtaisesti Lämpöpumpun käyttö kaukolämpöverkossa 50 8 PALUUVEDEN LÄMPÖTILAN ALENTAMISTA RAJOITTAVAT TEKIJÄT Kaukolämpöputket Lämpökeskukset ja kaukolämpöpumput Lämmön talteenottopesuri Vastapainevoimalaitos Lämpöakku ja moottorivoimalaitos 52 9 YHTEENVETO 52

7 Sivu 3 (53) 1 YLEISTÄ Pöyry on Energiateollisuus ry:n toimeksiannosta laatinut selvityksen Kaukolämpöjärjestelmän paluuveden hyväksikäyttö kiinteistöjen lämmityksessä. Työn tarkoituksena on tutkia keinoja kaukolämmön paluuveden lämmön hyödyntämiseen, paluuveden lämpötilan alentamisesta saatavia säästöjä lämmön tuotannossa sekä muodostaa kaukolämmölle jäähtymän huomioiva myyntitariffi. 2 ONGELMAN KUVAUS Erilaiset lämpöpumppuratkaisut ovat yleistymässä lämmitysmuotona kilpaillen kaukolämmön kanssa. Lämpöpumppuratkaisuissa lämmönlähde on tyypillisesti varsin matalassa lämpötilassa, minkä takia lämpöpumpun lämpökerroin (COP) on tyypillisesti tasolla 1-3. Lämpöpumppuratkaisut edellyttävät, että lämpö siirretään lämmitettäviin tiloihin mahdollisimman alhaisessa lämpötilassa, jotta lämpöpumpun lämpökerroin olisi mahdollisimman korkea. Tilojen lämmittäminen energiataloudellisesti matalalämpötilaista lämmönlähdettä hyödyntävällä lämpöpumpulla edellyttää esim. lattialämmityksen rakentamista ao. lämmitettävään kohteeseen. Olemassa oleviin radiaattori-lämmitteisiin rakennuksiin matalalämpötilaisen lämmitysjärjestelmän rakentaminen edellyttää laajaa lattioiden ja lämmitysputkien saneerausta, tämä ja suuren käyttövesivaraajan tarve rajoittaa lämpöpumppujen yleistymistä nykyisessä esim. kaukolämpöön liitetyssä rakennuskannassa. Lämpöpumppuratkaisut vaativat suhteellisen raskaat investoinnit. Lämpöpumppujen kilpailukyky perustuu siihen, että primaarinen lämmönlähde (esim. kallioperä) luovuttaa lämpönsä ilmaiseksi. Lämpöpumpputekniikan kehittyminen mahdollistaa yhä korkeammat lauhdutinlämpötilat, mikä tuo lämpöpumppujen ulottuville entistä useammat vanhatkin kiinteistöt. Kaukolämpö toimitetaan tyypillisesti lämpötilassa C. Kaukolämpö on siten parempaa energiaa kuin lämpö, joka pumpataan esim. kallioperästä. Lämpöasiakkaan kannalta on kuitenkin usein yhdentekevää, missä lämpötilassa lämpö hänelle toimitetaan, kunhan huoneistolämpötila on mukava ja lämmin käyttövesi on tarpeeksi kuumaa. Samoin lämmönkuluttajan kannalta ei ole ollut merkitystä, kuinka paljon hänen laitteensa alentavat kaukolämpöveden lämpötilaa, kunhan vain lämpösopimuksen mukainen minimijäähdytystaso toteutuu, koska laskutus on perustunut pääosin vain energiamäärään. Kohteet, joissa pääosa lämmöstä voidaan tuottaa ja käyttää suhteellisen matalassa lämpötilassa, ovat siten kaukolämmityksen kilpailukyvyn kannalta haasteellisia. Perinteinen kaukolämpö on näissä kohteissa ikään kuin turhan hyvää. Kaukolämpöverkon paluuveden lämpö olisi kuitenkin vähempiarvoista lämpöä, joka voisi soveltua tilanteisiin, joissa lämmitys voidaan hoitaa matalammallakin lämpötilalla. Paluuveden hyödyntäminen lämmityksessä on ollut vähäistä. Tässä työssä tarkastellaan kaukolämmön paluuveden käyttöä lämmityksessä ja käyttöveden lämmityksessä täydennettynä lämpötilan varmistavilla lisälämmönlähteillä.

8 Sivu 4 (53) Kaukolämpöveden paluulämpötila on merkittävästi korkeampi kuin maaperästä tai vesistöstä saatavissa oleva lämpötila. Lisäksi lämmön kerääminen maaperästä edellyttää kalliin keruujärjestelmän rakentamista. Kaukolämpöverkon paluuvedellä on edellytykset kilpailla menestyksekkäästi nykyisten lämpöpumppujen lämmönlähteiden kanssa. 3 LÄMMÖN HINTA KAUKOLÄMPÖVERKON PALUUPUTKESSA Kaukolämmön paluuveden lämpötilan alentamisella saadaan monia hyötyjä lämpöyhtiölle. Saatava hyöty riippuu kuitenkin suuresti kaukolämmön tuotannon rakenteesta. Täten tarkka hyöty pitää määrittää jokaiselle kaukolämpöverkolle erikseen. Kuitenkin erityyppisiin tuotantorakenteisiin pystytään määrittämään yleisellä tasolla saatavan hyödyn arvo. Paluuveden lämpötilan alentamisen hyötyjä tutkitaan viiteen eri tapaukseen: 1) Paluuveden lämpötilan alentaminen verkossa, jossa lämpö tuotetaan lämpökeskuksessa ilman lämmön talteenottoa (LTO) 2) Paluuveden lämpötilan alentaminen verkossa, jossa lämpö tuotetaan LTO:lla varustetussa lämpökeskuksessa 3) Paluuveden lämpötilan alentaminen verkossa, jossa lämmön tuotantoyksikkönä on lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitos (CHP) 4) Paluuveden lämpötilan alentaminen verkossa, jossa lämmön tuotantoyksikkönä on CHP sekä LTO 5) Paluuveden lämpötilan alentaminen verkossa, jossa on kaukolämpöakku ja/tai moottorivoimalaitos Edellä mainittujen kohtien lisäksi hyötyä saadaan myös lähes kaikille verkoille yhteisistä asioista, kuten kaukolämmön pumppauskustannukset, verkoston lämpöhäviöt sekä pienemmät kaukolämpöputket. Lisäksi paluuveden lämpötilan alentamisessa lämpöpumppua hyödyntäen saadaan vähennettyä polttoainekustannuksia, kun verkkoon tuodaan lämpöpumpun kuluttaman sähköenergian verran lämpöä. Tämä on huomioitavissa ainoastaan tapauksissa, joissa lämpöyhtiö vastaa lämpöpumpun kustannuksista. Mikäli lämpöpumppu kuuluu lämmönjakokeskukseen, vähentää käytetty sähkö ostettavaa lämpömäärää. Paluuvettä jäähdyttämällä saatava hyöty määritetään laskemalla hyöty kaukolämmön paluuvettä jäähdyttävää energiayksikköä kohti (jäähtymä). Jäähdyttämällä saatava paluuveden lämpötilan alenema ei ole merkitsevä, koska lämpötila tasaantuu ennen lämpökeskusta tai voimalaitosta. Myös jäähtymän huomioiva kaukolämpötariffi pyritään muodostamaan siten, että jäähtymän huomioivana terminä on paluuvettä jäähdyttävä energiamäärä. Taulukkoon 1 on kerätty suuntaa antavat arvot jäähdytysenergian arvolle eri tapauksissa. Taulukossa ei ole huomioitu jäähtymän vaikutuksia kiinteisiin

9 Sivu 5 (53) kustannuksiin, kuten kaukolämpöputkien kokoon, koska kiinteät kustannukset tulisi tulla huomioiduksi liittymis- ja perusmaksussa. Taulukossa pumppaussähkön hintana on käytetty 50 /MWh. Lämmön keskimääräisenä tuotantokustannuksena on käytetty 35 /MWh ja peruskuormalaitoksen tuotantokustannuksina 25 /MWh. Taulukossa yksikkö MWh jäähtymä tarkoittaa energiaa, jolla kaukolämmön paluuveden lämpötilaa alennetaan normaalista tai muuten määritetystä nollatasosta. Esimerkiksi pelkkää kaukolämpöveden paluuvettä käyttävissä kytkennöissä koko käytetty lämpöenergia alentaa kaukolämmön paluuveden lämpötilaa. Tällöin kulutettu lämpö on taulukossa esitettävän /MWh jäähtymä -arvon verran edullisempaa. Taulukko 1. Yhteenveto saatavasta hyödystä paluuvettä jäähdyttävää energiayksikköä kohden. Kohde Hyöty [ /MWh jäähtymä ] noin arvoja Huom. Kaikilla verkoilla Pumppauskustannukset 0,6 - Lämpöhäviöt 0,4 Kaikilla verkoilla yhteensä 1,0 - Tapauskohtaisesti 1) Lämpökeskus ilman LTO:ta 0-2) Lämpökeskus + LTO 3) CHP 4) CHP+LTO Lämpöpumpulla jäähdytys Polttoaineen säästö 12 0,5 6,4 4,4 Riippuu suuresti asiakkaan sijainnista verkossa Riippuu polttoaineen kosteudesta ja paluuveden lämpötilasta Riippuu voimalaitoksen käyttöarvoista Riippuu polttoaineen kosteudesta ja paluuveden lämpötilasta Vain lämpöpumppua käytettäessä, ei huomioida tariffissa Täten kaikissa verkoissa jäähtymästä saatava hyöty on luokkaa 1 /MWh jäähtymä. Tämän hyödyn suuruus ei merkittävästi ole riippuvainen paluuveden alkuperäisestä lämpötilasta. Paluuveden jäähdytyksen hyöty on suurin verkoissa, joissa on lämmöntalteenottopesuri ilman yhteistuotantoa, jolloin jäähtymästä saadaan ilmaiseksi savukaasujen loppulämpötilaa alentamalla noin % polttoaineen kosteudesta ja paluuveden lämpötilasta riippuen. 3.1 Lämpökeskus ilman lämmön talteenottoa Lämpökeskuksissa, joissa ei ole lämmön talteenottoa, ei paluuveden lämpötilan alentaminen tuo erityistä hyötyä kaikille verkoille yhteisten hyötyjen lisäksi.

10 Sivu 6 (53) Pääsääntöisesti paluuveden lämpötila säädetään ennen kattilaa polttoaineesta riippuvaan lämpötilaan sekoittamalla paluuveden joukkoon menovettä. Täten paluuveden lämpötila ei vaikuta kattilan toimintaan mitenkään. 3.2 Lämmöntalteenottopesuri Lämmöntalteenottopesurista saatava energiamäärä on suoraan verrannollinen kaukolämmön paluuveden lämpötilaan. Kaukolämmön paluuveden lämpötilaa alentamalla saadaan savukaasujen lämpötilaa pesurin jälkeen alennettua, jolloin suurempi osa savukaasujen kosteudesta lauhtuu ja suurempi energiamäärä vapautuu hyödynnettäväksi kaukolämpönä. Savukaasuista talteen otettavissa oleva energiamäärä riippuu polttoaineen kosteudesta. Savukaasujen kylläisen pisteen lämpötilat ovat eri polttoaineen kosteuksilla: Polttoaineen kosteus [%] Kylläinen lämpötila [ C] 60 68, , ,0 Edellä esitettyjä kylläisiä lämpötiloja korkeammilla savukaasujen lämpötiloilla ei saada savukaasujen kosteutta lauhdutettua, jolloin hyödyksi saatava energiamäärä jää erittäin pieneksi. Koska kuivempien polttoaineiden savukaasuissa on vähemmän kosteutta, on talteen otettavissa olevan lämmön määrä pienempi. Kylläisten savukaasujen sisältämä kosteus ei pienene lineaarisesti savukaasujen lämpötilan pienentyessä, vaan savukaasujen lämpötilan alentuessa pienenee savukaasuista lämpötila-astetta kohden lauhdutettavissa oleva kosteus ja täten energiamäärä. Kuvassa 1. on esitetty savukaasuista kaukolämpöön saatavissa olevan lämpöenergian osuus kaukolämpöä jäähdyttävästä energiamäärästä eli jäähtymästä eri puupolttoaineiden kosteuksilla ja eri paluuveden lämpötilatasoilla. Turpeen arvot ovat lähellä puun arvoja. Kuvan arvot on määritetty savukaasupesurin energiataselaskennasta.

11 Sivu 7 (53) 40 -> > > 50 "ilmaisen" lämmön osuus jäähtymästä [%] 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 60 % 50 % 40 % Polttoaineen kosteus Kuva 1. Paluuveden lämpötilan alentuessa savukaasupesurilla savukaasuista saatavan lämmön osuus paluuveden lisäjäähtymästä polttoaineen eri kosteuksilla ja paluuveden eri lämpötilatasoilla. Myös maakaasulaitoksissa voidaan maakaasun palamisessa syntyvää kosteutta lauhduttaa. Maakaasu ei sisällä kosteutta, vaan kaikki savukaasujen kosteus syntyy palamistuotteena. Kuvasta huomataan, että savukaasuista saatavissa olevan lämmön osuus kasvaa polttoaineen kosteuden ja paluuveden alkuperäisen lämpötilan kasvaessa. Keskimääräisellä kotimaisen polttoaineen kosteudella 50 % ja keskimääräisellä kaukolämmön paluuveden lämpötilalla 50 C saadaan paluuvettä jäähdyttävästä energiamäärästä savukaasuista ilmaiseksi noin 48 %. Savukaasupesuria käytetään peruskuormalaitoksissa, joissa savukaasupesurista saatavalla lämmöllä vähennetään peruskuormalaitoksen lämmöntuotantokustannuksia. Peruskuormalaitoksen keskimääräisellä lämmöntuotantokustannuksella 25 /MWh on jäähtymän arvo noin 12 /MWh jäähtymä. 3.3 Lämmön ja sähkön yhteistuotanto Lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitoksissa kaukolämmön paluulämpötilan alentamisella saadaan lisättyä voimalaitoksesta saatavan sähkön määrää. Paluuveden alhaisempaa lämpötilaa voidaan hyödyntää yhteistuotantovoimalaitoksissa, joissa lämpö otetaan kaukolämpöön vähintään kahdessa vaiheessa, kuten tavallisesti tehdäänkin. Ensin kaukolämpö lämmitetään vastapaineisella höyryllä ja sitten turbiinin väliottohöyryllä.

12 Sivu 8 (53) Paluuveden lämpötilan laskeminen pienentää kaukolämmön vesivirtaa menoveden lämpötilan ja kaukolämpötehon pysyessä muuttumattomina. Hyötyä paluuveden jäähdyttämisestä saadaan turbiinin vastapaineen alentumisella, jolloin turbiinin höyry saadaan paisumaan pidemmälle. Vastapaineisesta höyrystä siirrettävä energiamäärä kaukolämpöön pysyy samana. Voimalaitoksen käydessä täydellä teholla kasvanut sähkön saanti lisää huippukattiloiden käyttöä, koska sähkön saannin lisääntyessä vähenee voimalaitokselta saatava lämpöteho. Voimalaitos on tavallisesti täydellä teholla noin 6 kuukautta vuodessa. Huippukattiloissa käytettävä polttoaine voi olla lähes sähkön hintaista, jolloin saatavan hyödyn kokonaisvaikutus on lähes nolla. Paluuveden lämpötilan alentamisella saatava sähkötehon lisäys on noin 0,1 % laskettua lämpötila-astetta kohti. Tällöin jäähtymän arvo on sähkön hinnalla 50 /MWh noin 1 /MWh jäähtymä laskettuna tyypilliselle kiinteän polttoaineen voimalaitokselle. Ottaen kuitenkin huomioon huippukattiloiden lisääntyvä käyttö on kokonaishyöty noin 0,5 /MWh jäähtymä. 3.4 Lämmön ja sähkön yhteistuotanto sekä lämmön talteenotto Mikäli kaukolämpöverkossa on vastapainevoimalaitos, jossa on savukaasujen lämmön talteenottopesuri, saadaan paluuveden lämpötilan alentamisesta hyötyä lämmöntalteenottopesurista sekä voimalaitoksen sähkön tuotannon lisääntymisestä. Kuitenkin on huomioitava, että voimalaitoksen käydessä osakuormalla vähentää pesurista saatava lisälämpö saatavan sähkön määrää turbiinin lämpökuorman pienentyessä. Tavallisesti peruskuormavoimalaitos käy osakuormalla noin 5 kuukautta vuodessa. Sähkön tuotanto lisääntyy pesurista saatavan hyödyn lisäksi, mikäli kaukolämmön vesivirta on niin suuri, että savukaasujen lämpömäärä ei riitä nostamaan kaukolämmön paluuveden lämpötilaa koko jäähtymän verran. Normaalissa tilanteessa kaikki mahdollinen lämpö savukaasuista saadaan siirrettyä kaukolämpöön eikä koko paluuveden jäähtymää saada katettua savukaasujen energialla. Tällöin saadaan hyötyä pesurista ja sähkön tuotannosta paluuveden lämpötilaa alennettaessa. Kuten aikaisemmin määritettiin, saadaan savukaasuista otettua talteen noin % jäähtymäenergiasta. Lopuilla jäähtymästä saadaan lisättyä sähkön tuotantoa. Aikaisemmassa esimerkissä määritettiin, että polttoaineen kosteudella 50 % ja keskimääräisellä kaukolämmön paluuveden lämpötilalla 50 C saadaan paluuvettä jäähdyttävästä energiamäärästä savukaasuista ilmaiseksi noin 48 %. Tällöin 52 % jäähtymästä lisää sähkön saantia voimalaitoksesta. Kuitenkin noin 5 kuukautta vuodessa laitoksen käydessä osakuormalla, vähenee turbiinin lämpökuorma pesurista saatavan lämmön lisääntyessä. Menetettävän sähkön arvo on lähes yhtä suuri kuin pesurista saatava hyöty. Tämän takia osakuormalla saatavan hyödyn kokonaisvaikutus on lähes nolla.

13 Sivu 9 (53) Voimalaitokselta jäähtymästä ilman pesuria saatavan hyödyn ollessa 0,5 /MWh jäähtymä on voimalaitokselta saatava hyöty kokonaisjäähtymästä 0,3 /MWh jäähtymä ottaen huomioon, että 52 % jäähtymästä jää hyödynnettäväksi sähkön saannin lisääntymisenä. Voimalaitoksen käydessä osakuormalla noin 5 kuukautta vuodessa ei pesuria kannata käyttää. Tällöin saatava hyöty on 0,5 /MWh jäähtymä, kuten pelkän voimalaitoksen tapauksessa. Voimalaitoksen täyden kuorman aikana 6 kuukautta vuodessa saadaan hyötyä pesurista 12 /MWh jäähtymä ja sähkön tuotannon lisääntymisestä 0,3 /MWh jäähtymä eli yhteensä 12,3 /MWh jäähtymä. Tällöin kokonaishyöty vuodessa on 6,4 /MWh jäähtymä. 3.5 Lämpöakku ja moottorivoimalaitos Lämpöakun lämmön varastointikyky on suoraan riippuvainen kaukolämmön meno- ja paluuveden lämpötilaerosta. Paluuveden lämpötilan alentaminen pienentää täten lämpöakun investointikustannuksen suhdetta varastoitavan lämmön määrään. Varastokapasiteetin kasvun rahallinen arvo vaihtelee erittäin paljon tapauksesta riippuen eikä jäähtymälle täten pystytä määrittämään varsinaista arvoa. Paineettomassa lämpöakussa paluuveden lämpötilan alentaminen 5 C lisää akun varastointikapasiteettia noin 10 %. Moottorivoimalaitokselle paluuveden lämpötilan alentaminen lisää mahdollisuuksia matalalämpöisten lämmönlähteiden (voiteluöljyn jäähdytys ja turbon välijäähdytyksen 2-vaihe) lämmön hyödyntämiselle. Paluuveden lämpötilalla 40 C saadaan nämä lämmöt hyödynnettyä kokonaisuudessaan. Paluuveden lämpötilan lasku 60 C - 40 C lisää moottorivoimalaitoksen lämmöntuotantoa n. 12 %. Tällaisia kohteita on toistaiseksi kuitenkin vähän. 3.6 Pumppauskustannukset Paluuveden lämpötilaa alentamalla saadaan pienennettyä kaukolämmön vesivirtaa. Kaukolämpöteho pysyy muuttumattomana, mutta lämpötilaero meno- ja paluulinjan välillä kasvaa. Pienentynyt vesivirta vähentää painehäviöitä verkossa. Keskimäärin kaukolämpöveden menolämpötila on tilastojen mukaan noin 87 C ja paluuveden lämpötila noin 49 C. Tällöin yhden asteen jäähtymällä saadaan pienennettyä vesivirtaa noin 2,6 %. Tällöin säästetään pumppauskustannuksissa noin 5,5 %. Täten jäähdytysenergian arvo on sähkön hinnalla 50 /MWh noin 0,6 /MWh jäähtymä. 3.7 Verkoston lämpöhäviöt Verkoston lämpöhäviöt pienenevät, kun paluuveden lämpötilaa saadaan laskettua. Paluuveden lämpötilan alentaminen yhdellä celsiusasteella pienentää lämpöhäviöitä noin 0,8 %. Keskimäärin jäähdytysenergian arvo on tällöin noin 0,4 /MWh jäähtymä lämmön keskimääräisten tuotantokustannusten ollessa 35 /MWh ja lämpöhäviön keskimääräisen osuuden 10 % tuotetusta lämpöenergiasta.

14 Sivu 10 (53) Saatavan hyödyn suuruus riippuu kuitenkin suuresti jäähdyttävän kohteen sijainnista, koska asiakkaan sijaitessa lähellä tuotantolaitosta jää putkipituus lämpöhäviöiden pienentämiselle lyhyeksi. Jäähtymän parantaminen joillakin kuluttajilla ei mahdollista koko verkon menoveden lämpötilan laskemista, koska normaalisti mitoitetut lämmönjakokeskukset vaativat mitoitustilanteen mukaisen lämpötilatason menolinjassa eikä joidenkin kuluttajien parempi jäähtymä muuta tätä tilannetta mitenkään. Tilanne on toinen, mikäli kaikkien kuluttajien lämmönjakokeskukset olisivat mitoitettu alhaisempaa menolämpötilaa varten. 3.8 Pienemmät kaukolämpöputket Paluuveden lämpötilan alentaminen pienentää kaukolämmön vesivirtaa ja täten mahdollistaa saman kaukolämpötehon siirtämisen pienemmistä putkista. Saatava hyöty riippuu erittäin voimakkaasti asiakkaan sijainnista verkossa. Lisäksi putkikokoja on vain tietyin standardivälein, jolloin yksittäisen kuluttajan parempi jäähtymä ei vielä välttämättä laske putkikokoa. Olemassa olevaan verkkoon paremmalla jäähtymällä ei ole vaikutusta, koska verkko on jo rakennettu. Kuitenkin nykyisen verkon kapasiteetti riittää pidemmälle tulevaisuuteen liitettyjen kuluttajien määrän kasvaessa, kun paremman jäähtymän ansiosta vesivirta pienenee. Kaukolämpöputkien pieneneminen tulee kuitenkin huomioitua liittymis- ja perusmaksuissa, mikäli ne perustuvat tilausvesivirtaan tilaustehon asemesta. 3.9 Polttoaineen säästö Sinänsä paluuveden lämpötilan alentaminen ei vähennä polttoainekustannuksia lämpöhäviöiden vähenemisen lisäksi, koska tarvittava kaukolämpöteho pysyy samana. Kuitenkin, mikäli paluuveden lämpötilan alentaminen toteutetaan lämpöpumpulla tms., saadaan verkkoon syötetyn sähkötehon verran vähennettyä lämmön tarvetta. Kun lämpöpumppu kuuluu lämmönjakokeskukseen, vähenee lämmön tarve kaukolämpöverkosta kulutetun sähköenergian verran. Kun paluuvettä jäähdytetään kokonaisuudessaan lämpöpumpulla, lämmittää lämpöpumpun käyttämä sähköenergia kaukolämpövettä. Tämä sähköenergia vähentää suoraan polttoaineella tuotettua lämpömäärää. Tapauksesta riippuen säästetty polttoaine on joko perus- tai huipputehopolttoainetta. Keskimääräisellä polttoaineen hinnalla 30 /MWh, hyötysuhteella 0,85 ja lämpöpumpun lämpöluvulla (COP) 7 on jäähtymäenergian arvo 4,4 /MWh jäähtymä. Tätä ei kuitenkaan huomioida jäähtymää huomioivassa kaukolämpötariffissa, koska jos lämpöpumppu kuuluu lämmönjakokeskukseen, vähenee kuluttajan ostama lämpö kulutetun sähkön verran.

15 Sivu 11 (53) 4 JÄÄHTYMÄN HUOMIOIVA KAUKOLÄMPÖTARIFFI Kaukolämpötariffin tärkeimpiä ominaisuuksia ovat kustannusvastaavuus, selkeys, yksinkertaisuus sekä yleispätevyys. Nykyisin kaukolämpötariffi jakautuu liittymis-, perus-, sekä energiamaksuun. Liittymis- ja perusmaksulla katetaan kaukolämmön kiinteitä kustannuksia ja energiamaksulla muuttuvia kustannuksia. Liittymis-, perus- ja energiamaksurakenne on ollut pitkään käytössä ja samantyylinen tariffi on myös maakaasulla ja sähköllä. Täten itse tariffirakennetta ei ole syytä muuttaa vaikka tariffiin otetaankin mukaan paluuveden jäähdytyksen huomioiminen. Tavoitteena on, että kaikki tariffin laskennassa tarvittavat arvot ovat jo nyt kaukolämpöyhtiön käytettävissä. Tällöin uusia laitteita ei uuden tariffin takia tarvitsisi hankkia ja muutenkin kustannukset olisivat mahdollisimman pienet. Nykyinen kaukolämmön laskutus perustuu kuluttajan lämmönjakokeskuksesta mitattaviin arvoihin. Lämmönjakokeskuksesta mitataan lämpötila meno- ja paluulinjasta sekä vesivirta paluulinjasta. Uuden tariffin olisi hyvä perustua näihin arvoihin. Kaukolämpöyhtiöt ovat siirtymässä etäluettaviin kaukolämpömittareihin, jolloin lyhyemmät mittauksiin perustuvat laskutusjaksot ovat mahdollisia. Etäluennan yhteydessä tallennetaan tavallisesti kuluttajan tunnistetietojen lisäksi lämpömäärä- ja vesimäärälukemat. Lisäksi voidaan tallentaa mm. paluu- ja menoveden lämpötilat. Tavallisesti etäluettavilta mittareilta luetaan ja tallennetaan tiedot kerran kuukaudessa. Periaatteessa mikään ei estä tiheämpää lukemista, mikäli käytetään aitoa etäluentaa, johon ei tarvita henkilökuntaa. Jäähtymä olisi hyvä olla huomioitavissa myös kaukolämpömittareiden yhteydessä, jotka eivät ole etäluettavissa, vaikkakin kaikki mittarit ollaan vaihtamassa etäluettaviin lähivuosina. 4.1 Liittymis- ja perusmaksu Liittymis- ja perusmaksu olisi hyvä pitää entisellään jäähtymän huomioivassa tariffirakenteessakin, koska parempi jäähtymä vaikuttaa pääasiassa muuttuviin kustannuksiin. Kuitenkin liittymis- ja perusmaksun tariffin perustana tulisi käyttää tilausvesivirtaa tilaustehon asemesta, jotta paremman jäähtymän mahdollistavat pienemmät putkistokustannukset ja muut kiinteät kustannukset tulevat huomioiduksi. Liittymis- ja perusmaksun kertoimet tulee määrittää siten, että paremman jäähtymän hyödyt kiinteissä kustannuksissa siirtyvät alhaisempaan liittymis- ja perusmaksuun. Pelkkää paluuvettä hyödyntävissä lämmönjakokeskusratkaisuissa pitää tilausvesivirta määrittää kuten normaalistikin menoveden lämpötilaa käytettäessä eli laskentaan otetaan termiksi menoveden lämpötila, vaikka kuluttaja ei menovettä käyttäisikään. Mikäli menoveden lämpötilaa ei käytettäisi laskennassa, nousisi pelkkää paluuvettä käyttävien kuluttajien kiinteät maksut suuriksi ja epäoikeudenmukaisiksi, koska heidän käyttämä vesivirta on pienen lämpötilaeron takia suuri. 4.2 Energiamaksu Energiamaksulla katetaan kaukolämmityksen muuttuvia kustannuksia. Energiamaksu on pääsääntöisesti kaikille kuluttajille sama.

16 Sivu 12 (53) Jäähtymän huomioitavassa tariffirakenteessa energiamaksu voidaan pitää entisellään. Toinen vaihtoehto olisi, että energiamaksussa huomioitaisiin jäähtymä, mutta selvempi ratkaisu olisi käyttää kokonaan erillistä jäähtymätermiä kaukolämpötariffissa. 4.3 Jäähtymähyvitys Selkein ratkaisu jäähtymän huomioimiseen tariffissa on lisätä tariffiin jäähtymähyvityksen termi. Tällöin kuluttaja näkee suoraan kuinka paljon hänen huonompi tai parempi jäähtymä tarkoittaa rahassa. Tämä kannustaa kuluttajaa parantamaan jäähtymäänsä. Jäähtymähyvitys terminä antaa positiivisemman kuvan termistä kuin vaihtoehtoinen jäähtymämaksu nimitys. Yleisesti ottaen kaikkien samassa verkossa olevien kuluttajien paluuveden jäähdyttäminen on samanarvoista, jolloin jäähtymähyvityksen tulisi olla kaikille kuluttajille samansuuruinen, kuten energiamaksukin pääsääntöisesti on. Koska kaukolämpötariffin pitää olla kustannusvastaava, pitää jäähtymähyvityksen nollatason vastata nykyistä keskiarvojäähtymää. Jäähtymähyvityksen suuruus saadaan laskettua: H jäähtymä k jäähtymä Jossa k jäähtymän arvo [ /MWh] jäähtymä jäähdytysenergia [MWh] Jäähdytysenergian suuruutta verrataan verkon keskimääräiseen jäähtymään tai ennalta sovittavaan jäähtymäarvoon. jäähtymä q m, kl T referenssi T paluu, mitattu Jossa q m,kl mitattu kaukolämmön massavirta [kg/s] T referenssi sovittu paluuveden referenssilämpötila [ C] T paluu,mitattu mitattu paluuveden lämpötila lämpökeskuksesta [ C] Sovittu referenssilämpötila määrittää nollatason jäähtymähyvitykselle. Kun kuluttajan paluuveden lämpötila on referenssilämpötilan suuruinen, on jäähtymähyvityksen arvo nolla. Paluulämpötilan ollessa alle referenssilämpötilan saa kuluttaja alennusta kaukolämmöstä jäähtymähyvityksen verran. Jäähtymähyvityksen suuruus tulee näkyä kaukolämpölaskussa selkeästi, jotta kuluttaja huomaa paremman jäähtymän merkityksen rahassa. Referenssilämpötilan tulisi olla lähellä verkoston keskimääräistä paluulämpötilaa, jotta jäähdytyshyvityksen kokonaisvaikutus yhtiölle ilman lisäjäähdytystä olisi nolla. 4.4 Jäähtymähyvityksen määritys ja laskutus Paluuveden referenssilämpötila on jokin sovittu arvo tai keskimääräinen paluuveden lämpötila. Sovittu arvo on hankala, koska se ei ota huomioon ulkolämpötilan ja menoveden lämpötilan muutosta.

17 Sivu 13 (53) Selkeintä ja kustannusvastaavinta on käyttää referenssilämpötilana kaukolämmön keskimääräistä paluulämpötilaa, joka mitataan lämmöntuotantolaitoksilta. Mikäli verkossa on useita lämmöntuotantolaitoksia, lasketaan lämmöntuotantolaitosten paluuveden lämpötilojen painotettu keskiarvo. Jäähtymähyvityksen laskennalle on ainakin seuraavat vaihtoehdot Kaukolämpömittareissa kiinteä referenssilämpötila Kaukolämpömittariin syötetään kiinteä T referenssi arvo (esimerkiksi 50 C), jonka perusteella mittari laskee jäähtymäenergian määrää kuten lämpöenergian määrääkin. Kyseinen kiinteä referenssiarvo olisi kaikilla kuluttajilla sama. Jäähtymäenergian määrä toimitetaan lämpöyhtiölle kuten lämpöenergiankin määrä. Lämpöyhtiö korjaa jäähtymän vastaamaan oikeaa referenssilämpötilaa ennen lämmön laskuttamista. Tämä vaihtoehto vaatii kaukolämpömittareiden ja mahdollisen etäluennan uudelleen ohjelmointia, jotta jäähtymäenergia saadaan laskettua, tallennettua ja siirrettyä Kaukolämpömittariin tallennetaan vesimäärä Kaukolämpömittarista luetaan laskutusjaksona kuluneen lämpömäärän lisäksi vesimäärä sekä laskutusjaksolla keskimääräinen paluuveden lämpötila. Lämpöyhtiö laskee laskuun jäähtymähyvityksen suuruuden referenssilämpötilan avulla. Etäluettavissa kohteissa tämä vaihtoehto toimii ilman muutoksia mittareihin tai etäluentajärjestelmään. Kaukolämpömittareiden tulee vain tallentaa vesivirtatieto sekä paluuveden keskimääräinen lämpötila. Kyseiset toiminnot ovat pääsääntöisesti mittareissa olemassa valmiina. Mikäli mittari ei ole etäluennan piirissä, pitää kuluttajan ilmoittaa lämpöyhtiölle lämpömäärän lisäksi vesimäärä ja paluuveden keskimääräinen lämpötila. Lämpöyhtiö laskee kaukolämpölaskuun jäähtymätermin suuruuden asiakkaan ilmoittamien tietojen perusteella. Mittarin tulee kuitenkin tallentaa kaikki tiedot, jotta tasauslaskua varten kaikki tiedot saadaan luettua. 4.5 Tariffin käyttö ja käyttöönotto Jäähtymähyvityksen käyttöönotto pitäisi tapahtua portaittain, jotta kenenkään kuluttajan kaukolämmön hinta ei nouse kerralla merkittävästi ja kuluttajilla on aikaa reagoida heidän mahdollisesti huonoon jäähtymään. Esimerkiksi ensimmäisenä vuotena jäähdytystermistä otettaisiin huomioon 10 %, toisena 25 %, kolmantena 50 %, neljäntenä 75 % ja viidentenä 100 %. Tässä selvityksessä tutkitaan lämmönjakokeskuksen erilaisia kytkentöjä, joilla pyritään paluuveden lämmön hyödyntämiseen. Edellä esitetty tariffirakenne on yleispätevä nykyisiin lämmönjakokeskuksen kytkentöihin sekä kaikkiin esitettyihin vaihtoehtoisiin lämpökeskusrakenteisiin. Jäähtymähyvitystermi voitaisiin pääsääntöisesti ottaa käyttöön kaikissa etäluettavissa verkoissa ilman suurempia muutoksia järjestelmiin. Mittareiden yhteydessä, jotka eivät

18 Sivu 14 (53) ole etäluennan piirissä, joudutaan tekemään mittareihin ohjelmointia tai vaihtoehtoisesti kuluttajan pitää ilmoittaa mittarista lämpömäärän lisäksi vesimäärä sekä keskimääräinen paluuveden lämpötila. Kaikki kaukolämpömittarit ollaan kuitenkin muuttamassa etäluettaviksi lähivuosina. Eräs ongelma jäähtymän huomioimisessa on, että kaikki kuluttajat eivät ole samanarvoisessa asemassa verkossa. Kaukana lämmön tuotannosta olevilla kuluttajilla menoveden lämpötila on alhaisempi verkoston lämpöhäviöiden takia kuin tuotannon lähellä sijaitsevilla kuluttajilla, jolloin lisäjäähdyttäminen on vaikeampaa. Myöskään paluuvettä käyttävien kuluttajien paluuvesien lämpötilat eivät ole samansuuruisia eikä pelkän paluuveden käyttö lämmitykseen ole mahdollista verkon latvaosilla liian pienen jatkuvan virtaaman takia kaukolämpöverkossa. Näiden seikkojen huomioiminen yksinkertaisessa tariffirakenteessa on kuitenkin erittäin haasteellista. Pelkän paluuveden käyttöön siirtyminen pitää joka tapauksessa tutkia tapauskohtaisesti eikä sen käyttöön voi siirtyä kaikissa verkon osissa. Täten esitettyjen seikkojen kuluttajia epäarvoistava vaikutus on melko pieni. 5 PALUUVEDEN JÄÄHTYMÄN PARANTAMINEN KIINTEISTÖKOHTAISESTI Lämmönjakokeskuksille tutkitaan kytkentöjä, joilla kaukolämpöverkon paluuveden lämpötilaa voitaisiin hyödyntää. Lämmönjakokeskuksen vaihtoehtoisia kytkentöjä tutkitaan uusiin kohteisiin, joissa kilpailevana vaihtoehtona on lämmön tuottaminen maalämpöpumpulla. Lähtökohtana vaihtoehdoissa on, että kiinteistön lämmitys tapahtuu matalalämpötilatasoisella lämmityksellä, kuten lattialämmitys. Tällöin maalämpö kilpailee parhaiten kaukolämmön kanssa, koska matalan lämpötilatason ansiosta maalämpöpumpun lämpökerroin on hyvällä tasolla. Työssä on esitetty vertailuna paluuveden hyödyntämismahdollisuuksia sekä maalämmön kilpailuasemaa myös normaalin lämpötilatason kuluttajille. Vaihtoehtoisten kytkentöjen tavoitteena on saada alennettua kaukolämmön paluuveden lämpötilaa ja sitä kautta saada lämmön kustannuksen alhaisemmiksi hyödyntäen jäähtymään perustuvaa kaukolämpötariffia. 5.1 Vaihtoehtoiset kytkennät Lämpökeskukselle tutkitaan kolmea vaihtoehtoista rakennetta normaalin kaukolämpökytkennän lisäksi. Taulukossa 2 on esitetty vertailtavista vaihtoehdoista mistä lämmityksen ja käyttöveden tarvitsema lämpö otetaan. Taulukko 2. Vertailtavat kytkentävaihtoehdot Vaihtoehdot Lämmitys Käyttövesi Vaihtoehto 1 Suoraan paluuvedestä Menovedestä Vaihtoehto 2 Suoraan paluuvedestä Paluuvedestä + sähköllä priimaus Vaihtoehto 3 Suoraan paluuvedestä Paluuvedestä + lämpöpumpulla priimaus

19 Sivu 15 (53) Kaikissa vaihtoehdoissa huonetilojen lämmittämiseen käytetään suoraan kaukolämpöverkon paluuvettä. Lämmityksen oletetaan perustuvan matalalämpöratkaisuun, kuten lattialämmitys, jolloin kaukolämmön paluuveden lämpötila riittää suoraan lämmityksen tarpeisiin. Paluuveden lämpötila on Suomen kaukolämpöverkoissa keskimäärin noin 50 C. Talvella paluuveden lämpötila nousee ollen kylmimmillä ilmoilla noin 5 C keskiarvoa korkeampi. Täten kylmimmillä ilmoilla lämmönjakokeskusten lämmönsiirtimillä on käytettävissä ensiöpuolen lämpötilana noin 55 C. Mikäli kyseessä on korkeamman lämpötilatason lämmitys, pitää lämmitysvettä lämmittää lisää kaukolämmön menovedellä tai kokonaan erilaisella lämmönjakokeskuksen rakenteella. Käyttövesi lämmitetään kaikissa vaihtoehdoissa erillisellä lämmönsiirtimellä, kuten normaalissa kaukolämpökytkennässäkin. Käyttöveden lämmittämiseen verrataan kolmea eri vaihtoehtoa. Käyttövesi lämmitetään kaukolämmön menovedellä tai paluuvedellä. Paluuvedellä lämmittäessä tutkitaan veden lämmittämistä yli paluuveden lämpötilaan (käyttöveden priimaus) suoraan sähköllä ja lämpöpumpun avulla. Siirtimen ja lisälämmityksen teho mitoitetaan siten, että saatavan käyttöveden lämpötila mitoitusvirtaamalla on 58 C. Kaikille kolmelle vaihtoehdolle on piirretty esimerkkikytkennät pohjautuen normaaliin kaukolämmön peruskytkentään 2. Esimerkkikytkentää voidaan soveltaa myös peruskytkennöille 1 ja 3. Kun kaukolämpövesi otetaan paluulinjasta ja palautetaan takaisin samaan kaukolämpölinjaan, tarvitaan pumppu kierrättämään vettä lämmönjakokeskuksessa. Tällöin erillistä säätöventtiiliä ei lämmönjakokeskukseen tarvita, vaan säätö tapahtuu taajuusmuuttajasäädetyllä pumpulla Normaali kaukolämpökytkentä Kuvassa 2 on esitetty kaukolämmön peruskytkennän 2 periaate, johon vaihtoehtojen kytkennät perustuvat. Kuva 2. Kaukolämmön peruskytkennän 2 periaate.

20 Sivu 16 (53) Oleellisinta normaalissa kytkennässä vaihtoehtojen vertailun kannalta on: - Lämmityksen ja käyttöveden lämpö otetaan menolinjasta ja palautetaan paluulinjaan - Käyttöveden ja lämmityksen tehoa säädetään säätöventtiilillä lämmönsiirtimien jälkeen - Energiamäärän mittaus tapahtuu virtausmittarilla paluulinjasta ja lämpötilamittauksella molemmista linjoista Vaihtoehtokytkentä 1 - Käyttöveden lämmittäminen menovedellä Vaihtoehtokytkennässä 1 käyttövesi lämmitetään menovedellä ja huonetilojen lämmittämiseen tarvittava lämpö otetaan paluuvedestä. Vaihtoehdossa tarvitaan katujohdosta kolme putkea lämmönjakokeskukselle (kolmiputkijärjestelmä) normaalin kahden asemesta. Kaksi putkista toimii tuloputkena, joista toinen on kytketty katujohdon menolinjaan ja toinen paluulinjaan. Yksi putkista toimii molemmille tuloputkille paluujohtona. Jotta lämmityksen ja käyttöveden käyttämä lämpö voidaan hinnoitella erikseen, tarvitaan molempiin linjoihin omat mittauskeskukset. Ilman kahta virtausmittausta ei tuloputkien lämpötilamittausta vastaavaa vesivirtaa tiedettäisi teholaskentaa varten. Kuvassa 3 on esitettynä lämmönjakokeskuksen periaatteellinen kytkentä. Kuva 3. Kytkentävaihtoehdon 1 periaate. Oleellisinta kytkentävaihtoehdossa 1 vaihtoehtojen vertailun kannalta on: - Käyttöveden lämpö otetaan menolinjasta ja palautetaan paluulinjaan - Lämmityksen lämpö otetaan paluulinjasta ja palautetaan paluulinjaan - Kaukolämpöverkkoon liitetään kolme putkea kahden asemesta - Käyttöveden lämmityksen tehoa säädetään säätöventtiilillä - Lämmityksen tehoa säädetään taajuusmuuttajasäädetyllä pumpulla - Molempien lämmönsiirtimien jälkeen mitataan virtaus sekä lämpötilaero molempien lämmönsiirtimien yli - Lämmön toimitus lämmitystä varten varmistettu menolinjasta