Heating network for a decentralised heat production system

摘要

Tässä työssä tutkittiin lämpöverkon merkitystä ja keskeisiä ominaisuuksia hajautetun lämmöntuotannon kannalta. Hajautetulla lämmöntuotannolla tarkoitetaan tässä työssä alle 20 MW:n lämpötehon omaavaa lämmön tuotantoa, kuten maalämpöä, lämpökeskuksia, aurinkolämpöä ja hukkalämmön lähteitä. Tutkimus liittyy kiinteistöyhtiö Aalto-yliopistokiinteistöt Oy:n projektiin Energiaomavarainen Otaniemi 2030. Tutkimusmenetelminä käytettiin kirjallisuustutkimusta ja soveltavaa laskelmaa esimerkkikohteessa. Kirjallisuustutkimuksessa lähteinä käytettiin alan kirjallisuutta, tieteellisiä artikkeleja ja alan toimijoiden aiheeseen liittyviä aineistoja. Kirjallisuustutkimuksen perusteella Lämpöverkon keskeisin ominaisuus hajautetun lämmöntuotannon kannalta on lämpötilataso. Hajautettujen lämmönlähteiden, kuten aurinkolämmön, maalämmön ja rakennusten ja teollisuuden lämmönlähteiden hyödynnettävyys ja hyötysuhde ovat sitä paremmat, mitä matalammassa lämpötilassa lämpö on tuotettava. Kirjallisuustutkimuksen perusteella lämpöverkko on merkittävässä roolissa hajautettuun lämmöntuotantoon perustuvassa järjestelmässä. Lämpöverkon ansiosta hajautetun lämmön tuotannon lähteitä voidaan hyödyntää yksittäisten rakennusten lisäksi paikallisesti. Lämpöverkko mahdollistaa lämmön tuottamisen esimerkiksi maa- ja aurinkolämmön avulla siellä, missä on tilaa ja optimaalisimmat tuotanto-olosuhteet. Lämpöverkko mahdollistaa hajautetulle lämmöntuotannolle tarpeellisten lämpövarastojen alueellisen keskittämisen.Lämpöverkon merkitystä maalämpöinvestoinnin hyödyntämiseen tutkittiin soveltavan laskelman avulla. Sovelluskohteena olivat Otaniemessä kiinteistöyhtiö Aalto-yliopistokiinteistöt Oy:n omistamista rakennuksista 29 ja niiden vuoden 2012 toteutuneet kulutukset. Laskelmassa verrattiin yhteensä 11, 3 MW:n maalämpökaivojen käyttöä jokaisessa tutkitussa rakennuksessa ja vain 10 rakennuksessa. Laskelman perusteella 10 rakennuksen yhteyteen keskitettyä maalämpöä voitiin hyödyntää 19 000 MWh enemmän, mikäli järjestelmiä pystyisivät käyttämään muutkin rakennukset lämpöverkon välityksellä. Yhteensä tutkittujen rakennusten lämmöntarve oli esimerkkivuonna 46 160 MWh.