Pori Energian kaukojäähdytysjärjestelmän optimointi

Abstract

Lämpimät vuodenajat ja näin ollen rakennusten sisälämpötilojen nousu kasvattavat kiinteistöjen jäähdytystarvetta. Kaukojäähdytys viilentää kiinteistöjä kierrättämällä niissä vettä jäähdytyslaitosten ja jakeluverkoston avulla. Kaukojäähdytysverkkoon voidaan liittää useita asiakkaita, ja se toimii ympäristöystävällisempänä vaihtoehtona rakennuskohtaisille jäähdytysratkaisuille.

Pori Energia Oy aloitti kaukojäähdytystoimintansa vuonna 2012. Kaukojäähdytysverkon kasvaessa ja asiakasmäärän lisääntyessä kaukojäähdytysjärjestelmän optimointiin on kiinnitettävä yhä enemmän huomiota kustannus- ja energiatehokkuuden varmistamiseksi. Jäähdytyskuormaan halutaan vastata optimaalisella kapasiteetin käytöllä ja minimoimalla sähkönkulutus.

Tässä diplomityössä tunnistetaan Pori Energian kaukojäähdytystuotannon optimointitarve yrityksen nykytilanneanalyysin avulla ja haetaan kaukojäähdytysjärjestelmälle optimoitua mallia Energy Optima -ohjelmistolla. Ohjelmiston tuottaman mallin on tarkoitus tarjota optimaalinen toimintamalli jäähdytinlaitteiden sekä energiavaraston yhteistoiminnalle tuotantokustannusten minimoimiseksi. Vaikka optimointitulokset eivät sellaisenaan tarjonneet toteuttamiskelpoista ratkaisua, työ esittelee kehitysmahdollisuuksia kaukojäähdytysjärjestelmän tarkemmalle mallinnukselle sekä toimivan optimointimallin tehokkaalle hyödyntämiselle.

Warm seasons and the resulting increase in indoor temperatures raise the cooling demand of buildings. District cooling provides a way to meet this demand by circulating chilled water through cooling plants and a distribution network. Multiple customers can be connected to the same district cooling network, which is a more environmentally friendly alternative to building‑specific cooling solutions.

Pori Energia Oy launched its district cooling operations in 2012. As the district cooling network expands and the customer base grows, the importance of optimizing the system has increased in order to ensure both cost‑ and energy‑efficiency. The objective is to meet the cooling load with optimal capacity usage while minimizing electricity consumption.

This Master’s thesis identifies the optimization needs of Pori Energia’s district cooling production through a current state analysis of the company and seeks an optimization model for the district cooling system using the Energy Optima software. The model aims to provide an optimal operating strategy for the cooperation of the cooling units and thermal energy storage to minimize production costs. Although the optimization results did not provide a directly feasible operating solution, the thesis suggests development opportunities for more accurate modelling of the district cooling system and for the effective future utilization of a functional optimization model.