Espoon kaukojäähdytysjärjestelmän kehittäminen läpi 2030-luvun
Heiskala, Kristian (2025)
Diplomityö
2025
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025030315091
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025030315091
Tiivistelmä
Kaukojäähdytys on kaukolämpöä muistuttava jäähdytysjärjestelmä. Kaukojäähdytys perustuu jakeluverkoston ja keskitettyjen tuotantolaitosten yhteistoimintaan. Verkoston kuljettamaa kaukojäähdytystä voidaan käyttää esimerkiksi asuinrakennusten, toimitilojen tai prosessien viilennyksessä. Kaukojäähdytys on verrattain tuore energiasektorin osa-alue, ja siten myös merkittävästi pienemmän kokoluokan toimintaa kuin kaukolämmitys.
Tässä diplomityössä käsitellään Fortum Power & Heat Oy:n omistaman ja hallinnoiman Espoon kaukojäähdytysjärjestelmän tulevaisuuden kehitysnäkymiä hydraulisen virtausmallinnuksen avulla. Työ sisältää teoriaosuuden, jossa esitellään kaukojäähdytyksen perusteet ja virtaustekniset seikat, joita hyödynnetään työssä tehtävässä analyysissä. Työn tavoitteena on tunnistaa miten tehontarpeen kasvu vaikuttaa järjestelmän toimintaan, ja millä tavoin siihen voi vastata.
Diplomityössä tutkituista skenaarioista nostetaan esiin havaintoja ja seikkoja, joilla pyritään ohjaamaan tulevaisuudessa tehtäviä investointeja. Simulaatioita käsitellessä huomataan, että ei ole olemassa vain yhtä tapaa saada järjestelmästä teknisesti toimivaa kokonaisuutta. Olennaista on ymmärtää eri osa-alueiden, kuten runkojohtojen, tuotantolaitosten koon ja sijainnin sekä pumppauksen merkitys koko järjestelmän toiminnalle. District cooling is a centralized cooling system, which resembles district heating. District cooling system is based on coordinated operation of centralized production plants and cooling network. The cooling distributed via specific network can be utilized in apartment buildings, business premises or processes. District cooling is a relatively new system, thus making its scale at Finland significantly smaller to district heating.
This master’s thesis is about the development of district cooling system of Espoo, owned and operated by Fortum Power & Heat by using hydraulic simulation tool. Thesis starts with theory section, where fundamentals of district cooling and fluid dynamics behind it are presented. The analysis is based on three simulations, which are partly fictional. The goal of this thesis is to study how the increment of cooling power affects the operation of the system, and how it should be handled.
By analyzing the scenarios key perceptions effecting future investments are highlighted. From the scenarios accessed in this master’s thesis it can be seen that the effect of increased cooling load can lead to multiple technically acceptable solutions. It is essential to understand that different sections of the system such as location and size of production plants, main pipelines and pumping stations affect each other and lead to a well-functioning system.
Tässä diplomityössä käsitellään Fortum Power & Heat Oy:n omistaman ja hallinnoiman Espoon kaukojäähdytysjärjestelmän tulevaisuuden kehitysnäkymiä hydraulisen virtausmallinnuksen avulla. Työ sisältää teoriaosuuden, jossa esitellään kaukojäähdytyksen perusteet ja virtaustekniset seikat, joita hyödynnetään työssä tehtävässä analyysissä. Työn tavoitteena on tunnistaa miten tehontarpeen kasvu vaikuttaa järjestelmän toimintaan, ja millä tavoin siihen voi vastata.
Diplomityössä tutkituista skenaarioista nostetaan esiin havaintoja ja seikkoja, joilla pyritään ohjaamaan tulevaisuudessa tehtäviä investointeja. Simulaatioita käsitellessä huomataan, että ei ole olemassa vain yhtä tapaa saada järjestelmästä teknisesti toimivaa kokonaisuutta. Olennaista on ymmärtää eri osa-alueiden, kuten runkojohtojen, tuotantolaitosten koon ja sijainnin sekä pumppauksen merkitys koko järjestelmän toiminnalle.
This master’s thesis is about the development of district cooling system of Espoo, owned and operated by Fortum Power & Heat by using hydraulic simulation tool. Thesis starts with theory section, where fundamentals of district cooling and fluid dynamics behind it are presented. The analysis is based on three simulations, which are partly fictional. The goal of this thesis is to study how the increment of cooling power affects the operation of the system, and how it should be handled.
By analyzing the scenarios key perceptions effecting future investments are highlighted. From the scenarios accessed in this master’s thesis it can be seen that the effect of increased cooling load can lead to multiple technically acceptable solutions. It is essential to understand that different sections of the system such as location and size of production plants, main pipelines and pumping stations affect each other and lead to a well-functioning system.