CASE

TUAS-talon kaukolämmön kysyntäjousto

Talven 2014-2015 aikana tehdyn kaukolämmön kysyntäjouston pilottihankkeen perusteella kysyntäjoustoilla ei ollut vaikutusta käyttäjien kokemaan sisälämpötilaan. Arvioitua energiansäästöä syntyi lähes 30 MWh.

TUAS-talo on muun muassa tuotantotalouden sekä automaatio- ja systeemitekniikan laitosten käytössä oleva toimitalo Otaniemessä.

Fortum ja Aalto-yliopistokiinteistöt Oy toteuttivat loka-maaliskuussa 2014-2015 TUAS-talossa kaukolämmityksen kysyntäjouston pilottihankkeen yhteistyössä Aalto-yliopiston kanssa. Hankkeen tarkoituksena oli selvittää, miten kaukolämmityksen säätäminen eli kysyntäjouston käyttäminen vaikuttaa kiinteistön sisälämpötiloihin ja käyttäjätyytyväisyyteen. Kysyntäjoustoja hyödyntämällä voidaan tasata kaukolämmön hetkellisiä kulutuspiikkejä, ja siten vähentää fossiilisia polttoaineita hyödyntävien lämpölaitosten käyttöä. Samalla voidaan myös ohjata lämmitystä kustannusten kannalta edullisille ajankohdille.

Kaukolämmön kysyntäjoustossa voidaan muun muassa säätää kiinteistön patteriverkoston menoveden lämpötilaa hetkellisesti määritellyllä astemäärällä. Pilottihankkeen aikana veden lämpötilaa laskettiin 5-20 °C astetta 1-4 tuntia kerrallaan. Kysyntäjouston kesto oli pääosin 2 tuntia ja jouston suuruus 5-15 °C astetta. Suurimmillaan patteriverkoston veden lämpötilaa laskettiin 20 astetta 2 x 4 tuntia vuorokaudessa.

Hankkeessa hyödynnettiin uutta älykästä lämmönsäätöjärjestelmää (Fidelix). Ohjausjärjestelmä säätää lämmityspatteri- ja IV-verkoston menovedenlämpötilat, saa ulkolämpötilatiedot omalla mittauksella sekä  hakee kaukolämmön hinnat seuraavalle vuorokaudelle kerran päivässä. Tämän jälkeen järjestelmä ohjaa lämmityspatteriverkoston menoveden lämpötilaa sopivana ajankohtana ennalta asetettujen lämpötilojen mukaan.

Sisälämpötila

TUAS-talon rakennusautomaatiojärjestelmästä tallennettiin lämpötilatietoa 20 minuutin näytteenottovälillä. Huonelämpötilamittauksia kirjattiin viidestätoista toimistohuoneesta yhteensä 195 090 näytettä. Muita lämpötilamittauksia lämmitysverkostosta ja ulko- ja tuloilmasta kirjattiin yhteensä 143 066 näytettä.

Lisäksi kuudesta huoneesta mitattiin noin kuukauden pituinen jakso operatiivista lämpötilaa kymmenen minuutin näytteenottovälillä. Operatiivisen lämpötilan mittauksia on huomioitu 12 629 näytteen verran. Mittauksen tarkoituksena oli varmistaa, kuinka TAC-järjestelmästä saatava lämpötilatieto vastaa käyttäjälle tuntuvaa lämpötilaa. Operatiivinen mittauslaite sijoitettiin mahdollisimman lähelle käyttäjän todellista työskentelypistettä.

Lämpötilamittausten perusteella kysyntäjoustojen vaikutus kerrosten kylmimpien huoneiden lämpötilavaihteluihin tai kerrosten keskilämpötiloihin on ollut vähäinen. Kysyntäjoustojen vaikutukset huoneiden lämpötilaan olivat suurimmillaan 1,04 astetta. On tosin huomioitava, että talvi oli poikkeuksellisen lämmin.

Viidentoista seurannassa olleen huoneen välillä on kuitenkin havaittavissa selvä ero siinä, kuinka kysyntäjousto vaikuttaa niiden lämpötiloihin.  Seitsemässä huoneessa (pääosin nurkkahuoneita) huonelämpötilan muutos oli selvästi muita huoneita nopeampaa. Lisäksi huonelämpötilan laskussa huomattiin selkeitä eroja kysyntäjouston ajankohdasta riippuen. Näiden vaihtelevuuksien seurauksena kysyntäjoustojen mahdollisesti aiheuttamat lämpötilamuutokset voimistuvat korostetusti tietyissä huoneissa ulkolämpötilasta riippuen.

Operatiivisten mittaustulosten keskihajonta oli kaikissa kuudessa tarkastelutapauksessa suurempi kuin TAC-järjestelmän vastaava. Käyttäjälle tuntuva lämpötila vaihtelee siis todellisuudessa enemmän kuin TAC-järjestelmän mittaustulokset antavat olettaa.

Huonelämpötilassa havaittiin selvää vaihtelua arkipäivisin silloinkin kun kysyntäjoustoja ei käytetty. Syynä huonelämpötilan vaihteluun on todennäköisesti ilmanvaihdon toiminta ja muut lämmönlähteet kuten ihmiset ja tietokoneet sekä ulkolämpötilan suuret vaihtelut.

Käyttäjätyytyväisyys

Käyttäjien kokemaa lämpötilaviihtyisyyttä seurattiin kuukausittain verkkolomakkeella toteutettavalla tyytyväisyyskyselyllä sekä talon aulaan sijoitetulla ’happy-or-not’ -hymynaamalaitteella. Happy-or-not -kyselyn vastauksia kertyi 3957 kappaletta ja käyttäjäkyselyn palautteita 139 kappaletta.

Tutkimuksessa ei havaittu suoraa yhteyttä kysyntäjoustojen ja käyttäjätyytyväisyyden välillä. Käyttäjätyytyväisyys oli suurinta syvimmillä kysyntäjoustoilla (-15 °C ja -20 °C) ja -5 °C joustoilla tyytyväisyys oli alimmillaan. -10 °C kysyntäjoustoilla tyytyväisyydessä ei ollut eroja normaalitilanteeseen. Käyttäjätyytyväisyyden kannalta suurempi merkitys vaikuttaisikin olevan rakennusautomaatiojärjestelmän toiminnalla ja oikeilla asetusarvoilla sekä muista seikoista johtuvilla lämpötilamuutoksilla. Käyttäjätyytyväisyys myös vaihtelee suuresti riippuen mm. palautteenantajan yksilöllisistä ominaisuuksista ja työpisteen sijainnista.

Säästöjä on arvioitava pidemmältä aikaväliltä kiinteistökohtaisesti. Sekä Aalto-yliopistokiinteistöjen että Fortumin näkökulmasta on myös ratkaisevaa, että kysyntäjoustoon osallistuvia rakennuksia on mukana riittävästi. Tällöin voidaan saavuttaa merkittäviä säästöjä lämmityskustannuksissa ja samalla kysyntäjoustosta tulee osa lämmöntuotannon optimointia,” toteaa Espoon alueen asiakkuuksista vastaava Susanna Huuskonen Fortumilta.

TUAS-talon käyttäjät osallistuivat aktiivisesti kokeiluun ja antoivat arvokasta palautetta sisäilman lämpötilasta. Vastausten perusteella kysyntäjoustot voitiin tehdä ilman, että ne vaikuttivat käyttäjien kokemukseen lämpötilasta. Käyttäjäedustajan aktiivinen osallistuminen pilottihankkeen ohjausryhmätyöhön oli edellytys projektin jouhevalle toteutukselle ”, kertoo ympäristö- ja kehittämispäällikkö Satu Kankaala Aalto-yliopistokiinteistöiltä.

Kokeilun tulokset osoittivat, että kysyntäjoustolla pystytään saavuttamaan säästöä sekä energiankulutuksessa että kustannuksissa ilman, että käyttömukavuus kärsii. Kokeilu osoitti myös, miten tärkeää yhteistyö on energiatehokkuuden kehittämisessä.