JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää, millä vähimmäislähtötiedoilla teollisen hukkalämmön talteenoton kannattavuutta kaukolämmöntuotannossa voidaan arvioida luotettavasti. Työ koostui kirjallisuuskatsauksesta ja tutkimusosasta. Kirjallisuuskatsauksessa syvennyttiin hukkalämpöjen hyödynnettävyyteen kaukolämpöjärjestelmissä ja esiteltiin erilaisia hukkalämpöjen arviointimenetelmiä. Työn tutkimusosassa kehitettiin arviointimenetelmä, jolla hukkalämpöpotentiaali pystyttiin arvioimaan nopeasti riittävällä varmuudella ja vähimmäislähtötiedoilla. Teoriaosuuden perusteella valittiin referenssimenetelmä, jolla hukkalämpöpotentiaali esimerkkikohteissa määritettiin ensin tarkasti. Arviointimenetelmän tuloksia verrattiin referenssiin suhteellisen virheen avulla. Lähtötiedoille tehtiin myös herkkyystarkastelu, jossa tarkasteltiin niiden muutosten vaikutusta takaisinmaksuaikaan. Tulosten perusteella kehitetyllä menetelmällä on mahdollista saavuttaa hukkalämpöpotentiaalin luotettava arvio pelkästään voimalaitoksen lämmitystehon ja savukaasupesureiden lämmöntalteenoton tehokkuuden kirjallisuusarvoilla, joka vastaa noin neljän prosentin takaisinmaksuajan prosentuaalista virhettä. Kannattavuuslaskelmien pohjalta kehitettiin myös taulukkolaskentatyökalu lämpöpumpulla hyödynnettävän hukkalämmön talteenoton kannattavuuden nopeaan arviointiin kaukolämmöntuotannossa.

Evaluation method for utilizing industrial waste heat in district heating system

Abstract

The aim of this master’s thesis was to determine how the profitability of industrial waste heat recovery in district heating production can be reliably assessed with minimal initial information. The work consisted of a literature review and a research section. The literature review delved into the utilization of waste heat in district heating systems and introduced various methods for assessing waste heat potential. In the research section of the thesis, an assessment method was developed to estimate the waste heat potential quickly with sufficient confidence using minimal input data. Based on the theoretical framework, a reference method was selected to accurately determine the waste heat potential in example cases. The results of the assessment method were compared to the reference using relative error. Sensitivity analysis was also conducted on the input data to examine their impact on the payback period. Based on the results, the developed method makes it possible to achieve a reliable estimate of waste heat potential solely based on literature values for plant heating power and flue gas heat recovery efficiency, with an approximately four percent percentage error in the payback period. Based on the profitability calculations, a spreadsheet tool was also developed for a quick evaluation of the profitability of the heat pump recovery of waste heat in district heat production.