BiNe- Simulation Hausmodell

Transkript

1 BiNe- Simulation Hausmodell Autoren: David Wöss Klaus Lichtenegger Christian Halmdienst Tobias Pröll

2 Überblick: Ausgangssituation/Motivation Zielsetzung Datengrundlage Aufbau Simulation Rahmenbedingungen Simulationsmodelle Beschreibung der Teilmodelle Testergebnisse Modellierung

3 Ausgangssituation/Motivation

4 Zielsetzung Analyse der Einbindung von dezentralen Wärmequellen in Wärmenetze Technische Machbarkeit Wirtschaftlichkeit Emissionsverhalten Möglichkeit der Einbindung von solarthermischen Anlagen, Kleinfeuerungen Lastausgleich mittels Schichtwasserspeicher Motivation für Micro-Wärmeerzeuger, Bottom-Up Strategie

5 Datengrundlage: Biomasse Fernwärmesystem (Brucker Bio Fernwärme) Rohrnetzplan, Anschlussleitungen (PINK) Solarthermische Daten Anlage Kollektorfläche Speicher Inbetriebnahmedatum Datenherkunft Mistelbach 45 m l 2008AEE Obergrafendorf 40 m l 2008AEE Krems 32,4 m² 5000 l 2010 AEE Stadion Graz 1420 m 2 direkt 2002SOLID AEVG 3855 m l 2009SOLID Wetterdaten: ZAMG, Solarstrahlungsdaten, Heizkesseldaten (Emissionsverhalten), Bioenergy

6 Netzdaten Trassenlänge ,7 m Wärmeerzeuger ,9 kw Abnehmerleistung ,3 kw Wärmeverlust 589,5 kw Gleichzeitigkeit 70,0 % Vorlauftemperatur (max/min) 90,0 / 83,0 C Rücklauftemperatur (max/min) 55,0 / 51,7 C Vorlaufdruck (max/min) 13,1 / 8,4 bar Rücklaufdruck (max/min) 8,9 / 2,0 bar Differenzdruck (max/min) 7,5 / 1,0 bar

7 Lageplan

8 Auslegungsfall

9 Rahmenbedingungen Vorlaufeinspeisung Rücklaufanhebung Vorlaufanhebung

10 Rahmenbedingungen Vorlaufeinspeisung vs. Rücklaufeinspeisung Vorlauftemperatur als Einspeisekriterium Hydraulische Analyse (Standortabhängig)

11 Simulationsmodell Haus: Heizkessel Solarthermie WAT WAT Heizung WAT WAT WAT e e WAT Fernwärme ein WAT WAT e mass[kg/h]opvolflow[m3/h] p[bar] t[ C] Model Development Model Editor Model Libraries RUN PSE Standard Shell Kernel (Analyzer, Solver) Projects Model Compiler Property (DLLs)

12 Beschreibung der Teilmodelle: Massenbilanz, Druckniveaus Energiebilanz: Abwärme Kollektor Solarstrahlung Enthalpieströme Buzas, J. & Farkas, I. (1998) Modelling and simulation of a solar thermal system. Mathematics and Computers in Simulation 48,

13 Beschreibung der Teilmodelle: Massenbilanz, Druckniveaus, geometrische Daten Energiebilanz: Anfangsbedingungen (Füllstand, Verbrauchsdaten, Umgebungstemperatur) Berechnung des Simulationsmodells für diskreten Zeitschritt t Ergebnisse stellen Berechnungsgrundlage für nächsten Zeitschritt dar Buzas, J. & Farkas, I. (1998) Modelling and simulation of a solar thermal system. Mathematics and 13 Computers in Simulation 48,

14 Testergebnisse Hausmodell:

15 Testergebnisse Hausmodell:

16 Testergebnisse Hausmodell:

17 Zusammenspiel Teilmodelle:

18 Auswertung Solarthermie: Zinganell C., Ökonomische Analyse von unterschiedlichen Systemen für eine Einbindung in das 18 bestehende Fernwärmenetz der Fernwärme Wien, Diplomarbeit 2013, Universität für Bodenkultur, ISED

19 Ausblick: Regelalgorithmus im Wärmemengenmodell getestet Einarbeitung der Regelungstechnik in Simulationsmodell Fernwärmenetz Ableitung der wirtschaftlichen Faktoren Optimierung der Preisfunktion Variation der Regelstrategien

20 Danke für Ihre Aufmerksamkeit!

21 Institut für Verfahrens- und Energietechnik Dipl.-Ing. David Wöss Peter Jordan Straße 82, A-1190 Wien Tel.: [email protected],