Simulazione della rete
Lo strumento Simula il funzionamento della rete è il principale passo di calcolo di uno studio TESSA. Prende una rete dimensionata, un quartiere con curve di carico e un insieme di fonti di calore, e produce il quadro orario di offerta e domanda da cui derivano costi, CO₂ e ore a pieno carico.
Questa pagina spiega che cosa calcola un'esecuzione e in quale ordine. Per il passo di dimensionamento, che deve essere eseguito per primo, vedere Dimensionamento e idraulica della rete.
Prerequisiti
- Il quartiere dispone di una curva di carico oraria (8760 valori), ottenuta con Generate building demands.
- Tutti i diametri delle tubazioni sono impostati. Eseguire prima Dimensiona tubi.
- La rete ha almeno una centrale energetica, una tubazione e una sottostazione di edificio collegata.
In loro assenza, i campi che ne dipendono sono mancanti o pari a zero.
Che cosa fa un'esecuzione
- Distribuzione del calore. Il fabbisogno degli edifici in ciascuna sottostazione diventa la curva di domanda della rete, comprese le perdite di calore. Il dispacciatore lo alloca alle fonti.
- Altitudine. TESSA ricava la quota del terreno di ciascun nodo per l'altezza statica.
- Idraulica e pompaggio. TESSA risolve le perdite di pressione e dimensiona le pompe.
Ogni passo alimenta il successivo: la distribuzione del calore produce le portate massiche necessarie alla risoluzione idraulica.
Fabbisogno degli edifici nella sottostazione
Le sottostazioni dirette e quelle con scambiatore di calore sono trattate allo stesso modo. Il calore fornito è il fabbisogno dell'edificio moltiplicato per il rendimento dello scambiatore di calore (1,0 per un collegamento diretto), e la potenza di picco della sottostazione è pari alla potenza di picco dell'edificio.
Una sottostazione con pompa di calore booster innalza il calore prelevato da un anello freddo. L'anello trasporta solo il calore estratto, non l'intero fabbisogno dell'edificio, e l'elettricità della pompa di calore viene aggiunta ai costi di esercizio e alla CO₂ dell'edificio. Per il calcolo del COP, vedere Generazioni di rete.
Perdite di calore
Le tubazioni cedono calore al terreno in proporzione alla potenza trasportata e alla loro lunghezza: per impostazione predefinita il 4 % per km. TESSA distribuisce la perdita annua sull'anno con un profilo stagionale, con perdite più elevate in inverno.
La perdita di calore è nulla per le reti di raffrescamento e per le reti combinate di riscaldamento e raffrescamento, dove le temperature del fluido restano prossime alla temperatura del terreno.
La curva di domanda della rete
Per ogni ora, la domanda che le fonti devono soddisfare è:
Il fabbisogno di raffrescamento viene sottratto perché cede calore alla rete, riducendo ciò che le fonti devono fornire. Il risultato è memorizzato come serie p_with_loss_kw.
I grafici dei rapporti utilizzano carichi medi giornalieri per il dimensionamento. Vedere Modello del fabbisogno di calore.
Dispacciamento
TESSA alloca la domanda della rete alle fonti di ciascuna centrale energetica secondo l'ordine di merito. Vedere Fonti multiple e allocazione.
Quota e altezza statica
Le differenze di quota tra i nodi aggiungono un'altezza statica alla pressione che le pompe devono vincere. Vedere Altezza statica.
Idraulica e pompaggio
Le portate massiche del passo di distribuzione del calore alimentano il calcolo delle pressioni, che dimensiona le pompe e registra il loro consumo orario di elettricità. L'elettricità delle pompe viene aggiunta ai costi di esercizio e alla CO₂ della rete. Vedere Dimensionamento e idraulica della rete.
Risultati
| Livello | Risultati |
|---|---|
| Fonte | Fornitura oraria, energia annua (utile e finale), ore a pieno carico, CO₂ e costi del combustibile. |
| Tubazione | Portata massica, velocità, perdita di pressione, calore trasportato, perdita di calore. |
| Nodo | Pressione di mandata e di ritorno, quota. |
| Rete | Curva di domanda, perdita di calore annua, elettricità delle pompe, costi di esercizio. |
Per continuare
- Dimensionamento e idraulica della rete: dimensionamento delle tubazioni e calcolo delle pressioni.
- Fonti multiple e allocazione: dispacciamento secondo l'ordine di merito.
- Campi di sonde: come i campi di sonde determinano la temperatura della sorgente della pompa di calore.
- Modello dati di reti e fonti di calore: i campi che la simulazione compila.
Dimensionamento e idraulica della rete
Come TESSA dimensiona le tubazioni di teleriscaldamento e teleraffrescamento a partire dalla portata di picco e risolve l'idraulica, calcolando diametri, velocità, perdite di pressione e prevalenze delle pompe.
Fonti multiple e allocazione
Come TESSA impiega più fonti di calore in una rete di teleriscaldamento tramite l'allocazione in ordine di merito e ripartisce il carico tra più centrali energetiche.