Kaukolämpöverkkoon kohdistuvat muutostarpeet menoveden lämpötilaa madallettaessa: Selvitys Tampereen kaukolämpöverkolle
Laine, Sissi (2026)
2026
Ympäristö- ja energiatekniikan DI-ohjelma - Programme in Environmental and Energy Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2026-02-27
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202602262828
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202602262828
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tarkoituksena oli selvittää menoveden lämpötilan madaltamisen vaikutuksia Tampereen kaukolämpöverkolle sekä tunnistaa madaltamista rajoittavat pullonkaulat kyseisessä verkossa. Uusien Energiateollisuus ry:n mitoituslämpötilojen mukaisesti, menoveden lämpötilaa madallettiin lämpötilasta 115 ⁰C lämpötilaan 90 ⁰C. Selvityksen tarve perustuu ilmastonmuutoksen hillinnän aiheuttamalle paineelle kehittää energiajärjestelmiä vähäpäästöisemmiksi.
Työn tavoitteeksi määriteltiin kyseiselle kaukolämpöverkolle muutosta rajoittavien kohteiden paikantaminen, muutosten kustannusarviointi sekä muutoksen toteutumisen aikataulun määrittely. Kaukolämpöverkon toimintaa tutkittiin verkostomallinnuksen avulla Fluidit Heat -mallinnusohjelmistolla. Tuloksia simuloitiin kolmessa eri skenaariossa: verkon nykytilanteessa ja kahdessa tulevaisuusskenaariossa. Tulevaisuusskenaarioissa verkkomalliin tehtiin muutoksia perustuen verkon tulevaisuuden kehitysnäkymiin. Tulevaisuusskenaarioita päädyttiin mallintamaan kahdella eri huipputeholla, joista ensimmäisessä verkon huipputehon odotettiin kasvavan ja toisessa laskevan. Kaikki simulaatiot toteutettiin verkon mitoitusulkolämpötilassa -29 ⁰C.
Työn tuloksena saatiin luotua jokaiselle skenaariolle lista kaukolämpöverkossa esiintyvistä pullonkauloista ja ratkaisuehdotuksista niiden korjaamiseksi. Ratkaisuiksi ehdotettiin putkikokojen kasvattamista ja muutoksia verkon topologiaan. Muutoksen toteutuminen arvioitiin tapahtuvan 20 vuoden kuluttua, jolloin suurimman osan asiakkaiden lämmönjakolaitteista tulisi olla uusittuna uusien mitoituslämpötilojen mukaisesti.
Työn tulokset osoittivat, että ilman muutoksia tarkastelussa oleva verkko ei sen maksimikapasiteetilla ole soveltuva matalamman menoveden lämpötilan käytölle. Kohdennettujen muutosten avulla, verkon menoveden lämpötilojen madaltaminen kuitenkin on mahdollista toteuttaa. Molemmissa tulevaisuusskenaarioissa verkkoon kohdistuvat muutostarpeet vähenivät. Pääosin ilmenevät pullonkaulat kuitenkin pysyivät samana verkon nykytilassa ja sen tulevaisuusskenaarioissa.
Tutkimuksessa onnistuttiin hyvin ja työn alussa määritellyille tutkimuskysymyksille saatiin vastaukset työn edetessä. Verkostomallinnuksen avulla saatiin paikannettua verkossa ilmenevät pullonkaulat sekä tutkittua, millaisilla muutoksilla pullonkaulat saadaan poistumaan. Kolmen eri skenaarion simulointi antoi dataa siitä, mitkä pullonkaulat tulevaisuudessa tulevat olemaan merkittäviä ja mitkä tulevat todennäköisesti ratkeamaan ilman kohdennettuja muutoksia. Työn lopputuloksena saatuja listoja verkon pullonkauloista voidaan hyödyntää Tampereen Energian kaukolämmön rakennuttamisen yleissuunnittelussa sekä tulevaisuuden investointien budjetoinnin tukena.
Työn tavoitteeksi määriteltiin kyseiselle kaukolämpöverkolle muutosta rajoittavien kohteiden paikantaminen, muutosten kustannusarviointi sekä muutoksen toteutumisen aikataulun määrittely. Kaukolämpöverkon toimintaa tutkittiin verkostomallinnuksen avulla Fluidit Heat -mallinnusohjelmistolla. Tuloksia simuloitiin kolmessa eri skenaariossa: verkon nykytilanteessa ja kahdessa tulevaisuusskenaariossa. Tulevaisuusskenaarioissa verkkomalliin tehtiin muutoksia perustuen verkon tulevaisuuden kehitysnäkymiin. Tulevaisuusskenaarioita päädyttiin mallintamaan kahdella eri huipputeholla, joista ensimmäisessä verkon huipputehon odotettiin kasvavan ja toisessa laskevan. Kaikki simulaatiot toteutettiin verkon mitoitusulkolämpötilassa -29 ⁰C.
Työn tuloksena saatiin luotua jokaiselle skenaariolle lista kaukolämpöverkossa esiintyvistä pullonkauloista ja ratkaisuehdotuksista niiden korjaamiseksi. Ratkaisuiksi ehdotettiin putkikokojen kasvattamista ja muutoksia verkon topologiaan. Muutoksen toteutuminen arvioitiin tapahtuvan 20 vuoden kuluttua, jolloin suurimman osan asiakkaiden lämmönjakolaitteista tulisi olla uusittuna uusien mitoituslämpötilojen mukaisesti.
Työn tulokset osoittivat, että ilman muutoksia tarkastelussa oleva verkko ei sen maksimikapasiteetilla ole soveltuva matalamman menoveden lämpötilan käytölle. Kohdennettujen muutosten avulla, verkon menoveden lämpötilojen madaltaminen kuitenkin on mahdollista toteuttaa. Molemmissa tulevaisuusskenaarioissa verkkoon kohdistuvat muutostarpeet vähenivät. Pääosin ilmenevät pullonkaulat kuitenkin pysyivät samana verkon nykytilassa ja sen tulevaisuusskenaarioissa.
Tutkimuksessa onnistuttiin hyvin ja työn alussa määritellyille tutkimuskysymyksille saatiin vastaukset työn edetessä. Verkostomallinnuksen avulla saatiin paikannettua verkossa ilmenevät pullonkaulat sekä tutkittua, millaisilla muutoksilla pullonkaulat saadaan poistumaan. Kolmen eri skenaarion simulointi antoi dataa siitä, mitkä pullonkaulat tulevaisuudessa tulevat olemaan merkittäviä ja mitkä tulevat todennäköisesti ratkeamaan ilman kohdennettuja muutoksia. Työn lopputuloksena saatuja listoja verkon pullonkauloista voidaan hyödyntää Tampereen Energian kaukolämmön rakennuttamisen yleissuunnittelussa sekä tulevaisuuden investointien budjetoinnin tukena.