Netzbetrieb simulieren
Das Werkzeug Netzwerkbetrieb simulieren führt eine vollständige, jahreslange Betriebssimulation des Wärmeverteilnetzes durch. Es berechnet Wärmeflüsse, Leitungsverluste, Drücke, Pumpenenergie, Brennstoffverbrauch und Kosten für jede Stunde des Jahres.
Dieser Schritt liefert die Zahlen, die in der Ansicht Finanzen und auf der Seite Bericht angezeigt werden.
Voraussetzungen
- Leitungsverlauf mit festgelegten Durchmessern (führen Sie zuerst Rohre dimensionieren aus)
- Mindestens eine Energiezentrale mit mindestens einer thermischen Quelle
- Quartier mit Gebäudelastkurven (stündliche Bedarfsprofile)
Werkzeug ausführen
- Öffnen Sie Simulate Network Operations im Werkzeugbereich.
- Wählen Sie das district und das thermisches Netz.
- Prüfen Sie die Simulationsparameter (die Standardwerte funktionieren in den meisten Fällen):
| Parameter | Standard | Beschreibung |
|---|---|---|
| Pressure differential at substations | 0.7 bar | Druckabfall über den Gebäudewärmetauscher an jeder Übergabestation. |
| Pressure differential at energy center | 1.0 bar | Druckabfall über die Wärmetauscher und Ventile der Anlage. |
| Druckverlustzuschlag | 20% | Zuschlag auf alle Leitungsverluste für Formstücke, Bögen und Unsicherheit. |
| Sicherheitsspanne für Druck | 0.5 bar | Minimaler statischer Druck, der über dem erforderlichen Minimum gehalten wird. |
- Klicken Sie auf Ausführen.
Die Laufzeit beträgt bei Netzen bis 500 Gebäude typischerweise 10–60 Sekunden, bei grösseren Netzen einige Minuten.
Was die Simulation berechnet
Wärmeverteilung (für jede Stunde des Jahres):
- Von jeder Energiezentrale an jede Gebäude-Übergabestation gelieferte Wärme
- In jedem Leitungsabschnitt verlorene Wärme (abhängig von Leitungsdurchmesser, Dämmklasse, Bodentemperatur und Temperaturdifferenz)
- Vorlauf- und Rücklauftemperaturen an jedem Knoten
Hydraulik (bei Spitzenlast und jährlich aggregiert):
- Volumenstrom und Geschwindigkeit in jeder Leitung
- Druckverlust in jedem Leitungsabschnitt
- Statischer Druck an jedem Knoten (unter Berücksichtigung der Geländehöhe)
- Erforderliche Pumpenförderhöhe
- Jährlicher Pumpenstrom (MWh)
Ergebnisse für Energiezentrale und Quellen (jährlich):
- Brennstoffverbrauch pro thermische Quelle (MWh Brennstoff oder Strom)
- CO₂-Emissionen pro Quelle (Tonnen)
- Einsatzstunden pro Quelle (wie viele Stunden jede Quelle lief)
Jährliche Zusammenfassung auf Netzebene:
- An Gebäude gelieferte Gesamtwärme (MWh)
- In Energiezentralen erzeugte Gesamtwärme (MWh — wegen der Verluste immer > gelieferte Wärme)
- Gesamte Wärmeverluste in den Leitungen (MWh)
- Gesamter Pumpenstrom (MWh)
- Gesamte jährliche Betriebskosten (CHF) — Brennstoff + fixe Betriebs- und Unterhaltskosten + variable Betriebs- und Unterhaltskosten + Pumpenstrom
- Gesamte jährliche CO₂-Emissionen (Tonnen)
Residual Load Source
Reichen die vorhandenen thermischen Quellen nicht aus, um den Netzbedarf zu decken, wird der ersten Energiezentrale eine virtuelle Quelle namens "Residual Load Source" hinzugefügt, die den ungedeckten Bedarf darstellt. Das weist auf eine Kapazitätslücke in Ihrer Konfiguration hin.
Wenn in Ihren Ergebnissen eine Residual Load Source erscheint, fügen Sie weitere thermische Quellen hinzu, um das Defizit zu decken, und entfernen Sie diese virtuelle Quelle, bevor Sie erneut simulieren.
Ergebnisse interpretieren
Wärmeverlustverhältnis (Leitungsverluste / gelieferte Wärme): Ein gut ausgelegtes Netz der 4. Generation sollte < 10–15 % liegen. Höhere Werte weisen auf überdimensionierte Leitungen, lange Äste mit geringer Dichte oder eine zu hohe Vorlauftemperatur hin.
Pumpenstrom / gelieferte Wärme: typischerweise 0.5–2 %. Höhere Werte weisen auf übermässige Druckverluste hin — prüfen Sie auf unterdimensionierte Leitungen oder sehr grosse Höhenunterschiede im Gelände.
Prüfung des Quelleneinsatzes: Prüfen Sie nach der Simulation auf der Seite Bericht, ob Ihre Grundlastquelle (z. B. Wärmepumpe) den vorgesehenen Anteil der Jahresenergie deckt. Deckt der Gaskessel mehr als erwartet, ist die Wärmepumpe möglicherweise zu klein dimensioniert.
Nach der Simulation
Die Ergebnisse stehen sofort in der Ansicht Finanzen und auf der Seite Bericht zur Verfügung. Sie können ausserdem:
- Auf der Karte auf eine beliebige Leitung klicken, um deren simulierten Volumenstrom, ihre Geschwindigkeit und ihren Wärmeverlust zu sehen.
- Auf eine Energiezentrale klicken, um die Aufschlüsselung ihres jährlichen Brennstoffverbrauchs zu sehen.
- Szenarien vergleichen verwenden, um dieses Netz mit Alternativen zu vergleichen — siehe Szenarien vergleichen.
Nach Parameteränderungen erneut simulieren
Jede Änderung einer Quelleneigenschaft (Brennstoffkosten, Wirkungsgrad, Nennleistung), des Drucks an den Übergabestationen oder des Gebäudebedarfs erfordert einen neuen Simulationslauf. Die bisherigen Ergebnisse bleiben angezeigt, bis Sie erneut simulieren.
Siehe auch: Netzsimulation.
Netzverlauf optimieren
Das Werkzeug Optimise Layout führt eine Neutrassierung des Leitungsnetzes durch, um eine Kostenzielgrösse zu minimieren – typischerweise die gesamten Material- und Verlegekosten der Leitungen – unter denselben Randbedingungen für die Strassenführung und die Ausschlusszonen wie beim ursprünglichen Netzverlauf.
Erdsondenfeld erstellen
Ein Bohrlochfeld ist eine geothermische Wärmequelle — eine Anordnung von Erdwärmesonden, die dem Erdreich thermische Energie für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe entziehen. In TESSA ist das Erdsondenfeld ein Unterobjekt der Energiezentrale, die die Wärmepumpe enthält.