Optimering av framledningstemperaturen i ett fjärrvärmenät genom lastmodellering och simulering

Sammanfattning: I Sverige är fjärrvärme den vanligaste uppvärmningsformen. Vatten värms upp i en fjärrvärmeanläggning och distribueras genom nedgrävda rör i marken, också kallat fjärrvärmenätet. En tillförlitlig energimodell anses vara ett bra och viktigt hjälpmedel för analyser av värmeförluster som uppstår i ett fjärrvärmenät vid distribueringen av det heta vattnet. Sandviken Energis styrning av framledningstemperaturen sker idag utifrån en inställd styrkurva som tar hänsyn till vad det är för utetemperatur. Det var av intresse för studien att jämföra denna styrning med en simulerad framledningstemperatur och identifiera övertemperaturer i Sandviken Energis fjärrvärmenät i Sandviken. Detta gjordes utifrån att undersöka hur olika faktorer påverkade värmebehovet. De påverkande faktorer som studerats i detta examensarbete var följande: utetemperatur, månad, tid på dygnet och vindhastighet. Mätdata gällande valda påverkande faktorer hämtades för perioderna 2015 till och med 2019, analyserades och indelades för att se deras påverkan på värmelasten. Utifrån indelningen av faktorerna utvanns ekvationer från deras effektkurvors trendlinjer. Ekvationerna användes för att skapa en simuleringsmatris för styrningen. En egenskapad masterekvation simulerade den ideala styrningen utifrån simuleringsmatrisen och de krav på påverkande faktorer som ställs av ett exempel-år. Den ideala styrningen beräknades om till en ideal framledningstemperatur och jämfördes därefter med den verkliga framledningstemperaturen. Tillsammans med en värmeförlustsimulering i NetSim, som resulterade i vad sparad energi per grad är värd, kunde besparingspotentialen beräknas. Resultatet visar på att en besparingspotential på 261 MWh är möjlig att uppnå vid en sänkning av framledningstemperaturen för att utesluta övertemperaturer i fjärrvärmenätet, vilket är en minskning med ca 1,8 % jämfört med det verkliga året. Detta skulle motsvara en besparing på ca 70 000 SEK genom en förändring av styrningen. En minskad framledningstemperatur kommer påverka resten av systemet positivt, bland annat för att returtemperaturen kommer minska, rökgaskondenseringens och pannornas effektivitet öka samt minskade utsläpp i form av bland annat CO2, för att nämna några exempel.