Tulevaisuuden kaukolämpöasuinalueen energiaratkaisut (TUKALEN) Loppuseminaari 16.10.2014 Kaukolämpökytkennät Jorma Heikkinen
Sisältö Uusiutuvan energian kytkennät Tarkasteltu pientalon aurinkolämpökytkentä Toiminta Saatava aurinkoenergia Lämmitykseen Käyttöveteen Kiertojohtoon Keräinalan ja varaajakoon vaikutus Vaikutus kaukolämmön paluulämpötilaan Johtopäätökset 17.10.2014 2
Haluttuja ominaisuuksia kaukolämmölle Ominaisuus Pisteet asiakkaan näkökulmasta Pisteet yhtiön näkökulmasta Mahdollistaa uusiutuvan energian käytön - erityisesti aurinkolämpö ++ ++ Luotettava myös häiriötilanteissa ++ ++ Mahdollistaa kesäaikaisen ++ ++ mukavuuslämmityksen Pienentää asiakkaan kustannuksia ++ + Mahdollistaa hyvän jäähtymän o ++ Pienentää verkon lämpöhäviöitä o ++ Pienentää kaukolämpöyhtiön o + investointikustannuksia Pienentää verkon o + pumppauskustannuksia Stabiili LKV lämpötilan säätö + o Lyhyt viive käyttöveden tuotannossa, + o etenkin kesällä Mahdollistaa energian myynnin o - Asteikko: ++, +, o, -, -- 17.10.2014 3
Tukalen-ehdotuksia aurinkolämmön kytkentään + mahdollistaa kysynnän jouston + lämmönsiirtimien pienempi tehomitoitus + pienemmät primääripuolen virtaukset + ei lämpimän käyttöveden säätöongelmia + mahdollistaa uusiutuvien energioiden hyödyntämisen + mahdollistaa märkätilojen kesäaikaisen lämmityksen - primääripuolen pieni jäähtymä mahdollisesti ongelma - lämpöhäviöt luultavasti kasvavat - sähkönkäyttö kasvaa (latauspumput) 17.10.2014 4
Ruotsalainen pientalon aurinkolämpökytkentä 17.10.2014 5
Tarkasteltu aurinkolämpökytkentä Ruotsalaiskytkentään on lisätty käyttöveden kierto (lämpöhäviö 250 W) Käyttöveden kiertojohto on kytketty varaajaan 17.10.2014 6
Kytkennän komponentit IDA-mallissa (23.6. klo 10) 17.10.2014 7
Rakennuksen energiankulutus Hyvinkää, laskettu IDA ICE ohjelmalla Käyttöveden kulutusprofiili 17.10.2014 8
Kerääjän hyötysuhde Aurinkokeräimen hyötysuhde 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Säteilyteho (W/m 2 ) 100 200 400 600 800 1000 0 10 20 30 40 50 Keskilämpötila-ulkolämpötila, K 17.10.2014 9
Aurinkokeräimen teho kesäviikolla 6 m 2, 400 l, enemmän kuluttava talo Loppuviikolla auringosta ei juuri saada tehoa 17.10.2014 10
Varaajan lämpötilakerrostuma kesäviikolla 6 m 2, 400 l, enemmän kuluttava talo Loppuviikolla varaaja alkaa jäähtyä 17.10.2014 11
Lämmitysteho kevätviikolla varaajasta 6 m 2, 400 l, enemmän kuluttava talo Varaajasta riittää lämmitykseen muutama tunti illalla 17.10.2014 12
Energian käyttö vuoden aikana 6 m 2, 400 l, enemmän kuluttava talo Aurinkoenergiaa hyödynnetään lähinnä käyttöveden lämmitykseen 17.10.2014 13
Aurinkokeräimen ja varaajan koon vaikutus Enemmän kuluttava talo Aurinkokerääjä Varaaja Varaajasta käyttövesikiertoon Varaajasta käyttöveteen Varaajasta lämmitykseen Kaukolämpö LKVsiirtimeen Kaukolämpö lämmityssiirtimeen Kaukolämmön säästö Säästö/ kerääjän ala m 2 litraa kwh kwh kwh kwh kwh kwh kwh/m 2 3 200 18 1166 68 5681 17914 1259 420 6 400 58 1616 193 5220 17790 1843 307 6 800 19 1610 241 5267 17741 1845 307 12 800 149 2010 389 4764 17593 2496 208 12 1200 109 2027 425 4791 17558 2504 209 0 0 6871 17982 Lämmitysenergian tarve 17 980 kwh/a Lämpimän käyttöveden lämmitystarve 4 675 kwh/a (kulutus 220 litraa/vrk) Kiertojohdon lämmitystarve 2 190 kwh/a (250 W) 17.10.2014 14
Aurinkokeräimen ja varaajan koon vaikutus Vähemmän kuluttava talo Aurinkokerääjä Varaaja Varaajasta käyttövesikiertoon Varaajasta käyttöveteen Varaajasta lämmitykseen Kaukolämpö LKVsiirtimeen Kaukolämpö lämmityssiirtimeen Kaukolämmön säästö Säästö/ kerääjän ala m 2 litraa kwh kwh kwh kwh kwh kwh kwh/m 2 3 200 42 999 67 3988 6335 1090 363 4 300 64 1143 108 3838 6294 1281 320 6 400 138 1319 161 3608 6241 1564 261 6 800 80 1326 188 3662 6213 1537 256 12 800 304 1550 280 3240 6121 2051 171 - - 5011 6401 Lämmitysenergian tarve 6 400 kwh/a Lämpimän käyttöveden lämmitystarve 2 820 kwh/a (kulutus 133 litraa/vrk) Kiertojohdon lämmitystarve 2 190 kwh/a (250 W) 17.10.2014 15
Vaikutus kaukolämmön paluulämpötilaan 6 m 2, 400 l, enemmän kuluttava talo 60 Kaukolämmön paluulämpötila, 240 h keskiarvo, o C 55 50 45 40 Aurinkoenergiakytkentä Ilman aurinkoenergiaa 35 30 1.1. 2.3. 2.5. 2.7. 1.9. 1.11. 1.1. Päivämäärä Kesällä noin 3 astetta korkeampi aurinkoenergiakytkennässä 17.10.2014 16
Johtopäätokset Aurinkolämpöä saadaan maaliskuusta lokakuuhun, ei vastaa kovin hyvin lämmitystarvetta Aurinkokeräimellä säästetään kaukolämpöenergiaa hieman yli puolet käyttöveden lämmitystarpeesta Säästö lisääntyy keräinalan kasvaessa, mutta säästö alaa kohti pienenee, vaihteluväli 170 420 kwh/m 2 /a Suurempi varaaja ei lisää juuri säästöä vaikka lisää lämmitykseen saatavaa energiaa Aurinkolämmitys nostaa paluuveden lämpötilaa kesällä noin kolmella asteella Käyttövesikiertoa ei kannata lämmittää varaajassa 17.10.2014 17
TEKNOLOGIASTA TULOSTA