Netzsimulation

Das Werkzeug Netzwerkbetrieb simulieren ist der zentrale Berechnungsschritt einer TESSA-Studie. Es nimmt ein dimensioniertes Netz, ein Quartier mit Lastkurvenn und eine Reihe von Wärmequellen und erzeugt das stündliche Angebots- und Nachfragebild, aus dem Kosten, CO₂ und Volllaststunden abgeleitet werden.

Diese Seite erklärt, was ein Lauf berechnet und in welcher Reihenfolge. Zum Dimensionierungsschritt, der zuerst ausgeführt werden muss, siehe Netzdimensionierung und Hydraulik.

Voraussetzungen

• Das Quartier hat eine stündliche Lastkurve (8760 Werte) aus Generate building demands.
• Alle Leitungsdurchmesser sind gesetzt. Führen Sie zuerst Rohre dimensionieren aus.
• Das Netz hat mindestens eine Energiezentrale, eine Leitung und eine angeschlossene Gebäudeübergabestation.

Ohne diese fehlen die davon abhängigen Felder oder sind null.

Was ein Lauf macht

1. Wärmeverteilung. Die Gebäudenachfrage an jeder Übergabestation wird – einschliesslich Wärmeverlusten – zur Nachfragekurve des Netzes. Der Dispatcher teilt sie den Quellen zu.
2. Höhe. TESSA ruft die Geländehöhe jedes Knotens für die statische Förderhöhe ab.
3. Hydraulik und Pumpen. TESSA berechnet die Druckverluste und dimensioniert die Pumpen.

Jeder Schritt speist den nächsten: Die Wärmeverteilung liefert die Massenströme, die die hydraulische Berechnung benötigt.

Gebäudenachfrage an der Übergabestation

Direkte Übergabestationen und solche mit Wärmetauscher werden gleich behandelt. Die gelieferte Wärme ist die Gebäudenachfrage multipliziert mit dem Wirkungsgrad des Wärmetauschers (1,0 bei direktem Anschluss), und die Spitzenleistung der Übergabestation entspricht der Spitzenleistung des Gebäudes.

Eine Übergabestation mit Booster-Wärmepumpe hebt Wärme aus einem Kaltnetz an. Der Kreislauf führt nur die entzogene Wärme, nicht die gesamte Gebäudenachfrage, und der Strom der Wärmepumpe wird zu den Betriebskosten und dem CO₂ des Gebäudes addiert. Zur COP-Berechnung siehe Netzgenerationen.

Wärmeverluste

Leitungen verlieren Wärme an den Boden, proportional zur geführten Leistung und zu ihrer Länge: standardmässig 4 % pro km. TESSA verteilt den jährlichen Verlust mit einem saisonalen Profil über das Jahr, mit höheren Verlusten im Winter.

Der Wärmeverlust ist null für Kältenetze und für kombinierte Heiz- und Kältenetze, in denen die Fluidtemperaturen nahe der Bodentemperatur bleiben.

Die Nachfragekurve des Netzes

Für jede Stunde ist die Nachfrage, die die Quellen decken müssen:

$P_\text{network} = \sum P_\text{heating} - \sum P_\text{cooling} + P_\text{loss}$

Die Kältenachfrage wird abgezogen, weil sie Wärme ins Netz abgibt, was verringert, was die Quellen liefern müssen. Das Ergebnis wird als Reihe p_with_loss_kw gespeichert.

Die Berichtsdiagramme verwenden für die Dimensionierung tagesgemittelte Lasten. Siehe Wärmenachfragemodell.

Einsatz

TESSA teilt die Nachfrage des Netzes den Quellen jeder Energiezentrale nach Merit Order zu. Siehe Mehrere Quellen und Zuteilung.

Höhe und statische Förderhöhe

Höhenunterschiede zwischen Knoten fügen dem Druck, den die Pumpen überwinden müssen, eine statische Förderhöhe hinzu. Siehe Statische Höhe.

Hydraulik und Pumpen

Die Massenströme aus dem Schritt der Wärmeverteilung speisen die Druckberechnung, die die Pumpen dimensioniert und deren stündlichen Stromverbrauch erfasst. Der Pumpenstrom wird zu den Betriebskosten und dem CO₂ des Netzes addiert. Siehe Netzdimensionierung und Hydraulik.

Ergebnisse

Wie es weitergeht

• Netzdimensionierung und Hydraulik: Leitungsdimensionierung und Druckberechnung.
• Mehrere Quellen und Zuteilung: Einsatz nach Merit Order.
• Geothermische Erdsondenfelder: wie Erdsondenfelder die Quellentemperatur der Wärmepumpe festlegen.
• Datenmodell für Netze und Wärmequellen: die Felder, die die Simulation befüllt.