Kaukolämmön pääsäädöt

Työssä keskitytään tarkastelemaan kaukolämmön pääsäätöjä, jotka ovat lämpötilan, paineen ja keskipaineen säädöt. Lisäksi työssä on pintapuolisesti käsitelty myös kaukolämpöön liittyviä perusasioita, toimintaperiaatteita, kaukolämmön erilaisia tuotantotapoja sekä varastointia. Lämpötilan säätöön liittyvät keskeisimmät tekijät ovat menoveden absoluuttisen ala- ja ylärajan määrittäminen, paluuveden alimman optimaalisen arvon määrittäminen, lämpötilan asetusarvon asettaminen, sekä lämpötilan muutosten vaikutus kaukolämmön tuotantoon. Lämpötilan muutoksilla on huomattava vaikutus kaukolämmön tuotannossa. Paine-erolla säädetään kaukolämpöveden virtausmäärää ja tehoa, jolla on merkittävä osuus kaukolämpöjärjestelmässä. Paine-eron säätö Salmisaaren voimalaitoksessa on toteutettu sumeaan logiikkaan perustuvalla tietokoneohjelmalla, joka automaattisesti valvoo paine-eron vaihteluita, säätöpoikkeamaa, säätötasoja ja seuraa paine-eron oloarvoa. Keskipaineen säätäminen on toteutettu siten, että Salmisaaren ja Hanasaaren voimalaitoksissa pystytään keskipainetta säätämään samanaikaisesti. Näin toimien on mahdollistettu suurempi toimintavarmuus ja parempi asetusarvossa pysyminen. Kaukolämpöverkoissa on yleensä vain yksi keskipaineen säätäjä, joten Helsingissä voimassa oleva järjestelmä on ainoa laatuaan. Työ on tehty pääosin haastattelemalla Salmisaaren voimalaitoksen automaatiomestari Guy Lindmania sekä automaatioverstaan muuta henkilöstöä. Työn tavoitteena on ollut saattaa kirjalliseen muotoon toistaiseksi dokumentoimatonta tietoa.

Veden desinfiointi UV-LED-valolla

Veden riittämätön puhdistus aiheuttaa riskin veden käyttäjille. Miljoonia kuolemia vuosittain aiheuttavien vesiteitse leviävien sairauksien ehkäisemiseksi vaaditaan tehokkaita juomaveden desinfiointimenetelmiä. Kuivuuden ja väestönkasvun myötä veden tarve on lisääntynyt ja vedenkulutus tulee yhä kasvamaan. Tästä syystä mahdollisuus kierrättää vettä hyödyntäen sitä esimerkiksi kasteluun on saanut yhä enemmän huomiota. Kierrätettävä vesi on kuitenkin käsiteltävä huolellisesti sen sisältämän mikrobiologisen kontaminaatioriskin vuoksi. Ultraviolettisäteily luokitellaan fysikaaliseksi desinfiointimenetelmäksi. Sen tehokkuus perustuu mikro-organismien absorboimaan UV-säteilyyn, jonka aiheuttamien DNA:ssa tai RNA:ssa tapahtuvien muutoksien seurauksena mikro-organismi inaktivoituu ja estyy lisääntymästä. UV-desinfioinnissa on tyypillisesti käytetty elohopeahöyrylamppuja. Vaihtoehtoinen UV-säteilyn lähde ovat LEDit eli valoa emittoivat diodit. Matalapaine-elohopeahöyrylamppujen emittoima säteily on aallonpituudella 254 nm ja keskipaine-elohopeahöyrylamppujen emittoima säteily on laajakaistaista säteilyä. Energiatehokkuuden lisäksi LEDien etuna on, että niillä voidaan tuottaa kapeakaista säteilyä aallonpituudella, joka parhaiten absorboituu DNA:han. Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia, onko UVC-alueen aallonpituuksien yhdistelmillä synergistisiä etuja LEDien desinfiointitehokkuuteen, kun desinfioidaan virtaavaa vettä useilla säteilyannoksilla ja indikaattorimikrobina käytetään kolibakteeria. Tavoitteena oli myös tutkia tällä hetkellä saatavissa olevien LEDien desinfiointitehokkuutta energiatehokkuuden näkökulmasta. Yksittäisistä aallonpituuksista desinfiointitehokkuudeltaan parhaimmaksi osoittautui 260 nm, aallonpituuksien yhdistelmistä tehokkain oli 265 nm:n ja 260 nm:n yhdistelmä. Muilla aallonpituuksien yhdistelmillä ei saavutettu odotettua parempaa desinfiointitehokkuutta. Optiselta teholtaan parhaimmat LEDit, 265 nm, 270 nm ja 275 nm olivat kokeiden perusteella myös energiatehokkuuden kannalta tarkasteltuina parhaimmat sekä yksittäin että yhdistelminä. UVC-aallonpituuksia emittoivien LEDien optisen tehokkuuden paraneminen on edellytys LEDien hyödyntämiselle desinfioinnissa.