Lämpöverkostot

Lämpöverkosto (monikko: lämpöverkostot) on verkosto, jonka kautta termistä energiaa siirretään tuotannosta kulutukseen tai varastointiin. Fyysisiä esimerkkejä ovat kaukolämpö- ja kaukojäähdytysverkostot sekä rakennusten palveluverkostot, kuten putkistot, patterit, lämmönvaihtimet ja lämpövarastot. Tehtävänä on välittää energia oikeaan lämpötilaan ja riittävällä paineella sekä minimoida häviöt. Keskeisiä komponentteja ovat lämmönlähteet (kattilat, CHP, lämpöpumput), siirtoputkisto, pumput ja venttiilit sekä energian varastointiratkaisut.

Mallinnuksessa lämpöverkosto kuvataan solmujen ja yhteyksien verkostona, jossa solmut edustavat rakennuksen tiloja tai putkiston osia ja yhteydet kuvaavat lämpösiirtokykyä. Tärkeimmät parametrit ovat lämpövastukset, konduktanssit sekä virta- ja paineolosuhteet. Dynaamisessa mallinnuksessa huomioidaan lämpökapasitanssit, eli järjestelmän kyky varastoida lämpöä. Käytännössä käytetään lumped-parameter malleja tai jaettu tilamalleja; ne tukevat energian tasapainon, ohjauksen ja optimoinnin tarkastelua.

Sovelluksia ovat kaukolämpö- ja kaukojäähdytysverkostot sekä suurten rakennusten palveluverkostot. Lämpöverkostoja käytetään energian siirtämiseen, varastointiin ja tuotannon ajoitukseen sekä mahdollistavat kustannus- ja päästövähennykset. Mallinnusta ja simulointia hyödynnetään suunnittelussa, operoinnissa sekä energiajärjestelmien optimaalisen yhdistämisen analysoinnissa uusiutuvaan energiaan ja kysyntäjoustotoimiin.

Haasteet ja huomioitavat seikat ovat lämmön- ja painehäviöt, hydraulinen tasapaino, eristys sekä mahdolliset vuodot. Tiedonkeruu: lämpötilat, virrat, paineet ja energiankulutus; luotettavuus ja elinkaari. Yhteentoimivuus ja standardit auttavat varmistamaan tiedon ja ohjauksen saumattoman yhteentoimivuuden.