Inhaltsverzeichnis

In einem Blick

Dieses Modul berechnet den Durchfluss und die Kosten der Wärmeübertragung von potenziellen überschüssigen Wärmequellen außerhalb potenzieller Fernwärmebereiche zum Fernwärmebereich. Die Eingaben sind stündliche Lastprofile des überschüssigen Wärmeflusses und des Fernwärmebedarfs, der Standort der überschüssigen Wärmequelle und des potenziellen Fernwärmesystems, Investitionskosten in Wärmetauscher und Übertragungsleitungen sowie Schwellenwerte für Entfernungs- und Übertragungskosten.

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Einführung

Das Berechnungsmodul "Überschüssiges Wärmetransportpotential" hilft dem Benutzer, Integrationspotentiale für überschüssige Wärme in Fernwärmenetzen zu identifizieren. Die Potenziale basieren auf dem CM - Fernwärmepotential . Dieses CM identifiziert Gebiete mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze und zeigt, wie viel Wärme möglicherweise durch industrielle Überhitzung in diesen Gebieten abgedeckt werden könnte. Dies bedeutet jedoch nicht, dass in dieser Region bereits ein Fernwärmenetz vorhanden ist.

Die folgenden Daten und Methoden werden für die vorherige Aufgabe kombiniert.

Daten:

  • Heizbedarf für nahe gelegene Gebiete mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze, die stündlich aufgelöst werden (aus dem CM - Fernwärmepotential ).

  • Daten zu überschüssigen Wärmemengen von Industrieunternehmen in der Region, die ebenfalls stündlich aufgelöst werden (aus der Datensatz-Industriedatenbank).

  • Annahmen über die Kosten von Wärmetauschern, Pumpen und Rohrleitungen sowie Wärmeverluste für Fernwärmeleitungen.

Methode (vereinfacht):

  • Pipeline-Design auf Basis einer entwickelten Heuristik, die das Problem des Designs als Netzwerkflussproblem darstellt.

Ziel der Methode ist es, den größtmöglichen Wärmeüberschuss mit nicht zu vielen und damit zu langen Rohrleitungen für die möglichen Fernwärmenutzer darzustellen, indem Netze mit maximalem Strom erzeugt werden. Besonders ineffiziente Transportleitungen (mit geringen Wärmeströmen und damit hohen spezifischen Wärmetransportkosten) werden im endgültigen Netz jedoch nicht berücksichtigt. Der Schwellenwert für die Wirtschaftlichkeit einzelner Transportlinien kann vom Benutzer festgelegt werden (vgl. Übertragungsleitungsschwelle).

Der grundlegende Hintergrund des Ansatzes lautet wie folgt: Wenn nur wenige überschüssige Wärmequellen vorhanden sind, könnte immer eine einzige Pipeline pro Quelle berücksichtigt werden, um die Wärme in ein nahe gelegenes Gebiet mit günstigen Bedingungen für Fernwärme zu transportieren. Wenn jedoch mehrere überschüssige Wärmequellen in denselben Bereich fließen sollen, ist es sinnvoll, die Wärme zu sammeln und in einer größeren gemeinsamen Rohrleitung in den Bereich zu transportieren. Der Ansatz mit einem Rohr pro Quelle überschätzt tendenziell den Aufwand für die Rohrleitungen.

Um dem oben genannten entgegenzuwirken, wurde das Problem der Pipelineplanung durch die Annahme eines Netzwerkflussproblems angenähert. Zur Lösung des Problems wird eine heuristische Methode verwendet, bei der überschüssige Wärme gebündelt und zu den möglichen Benutzern transportiert werden kann. Der konkrete methodische Entwurf der Lösung mit dem Ansatz des Minimum Span Tree wird im entsprechenden methodischen Teil beschrieben. Das im vorherigen Kontext ermittelte Rohrleitungsdesign stellt daher keine detaillierte Planung oder reale Routenführung dar, sondern dient nur zur Annäherung der Kosten für die Verteilung der überschüssigen Wärmemengen in den umliegenden Gebieten mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze (siehe CM - Fernwärmepotential , schlüsselwortkohärente Bereiche). Diese Annäherung der Kosten bezieht sich somit auf das gesamte Netzwerk.

Die Ergebnisse sollten dann zunächst wie folgt interpretiert werden: Wenn die aufgezeichneten überschüssigen Wärmemengen zusammen in die angegebenen nahe gelegenen Gebiete transportiert werden sollen, können die Kosten für die Wärmeverteilung in der vom Werkzeug angegebenen Größenordnung liegen (vgl. Nivellierte Kosten) der Wärmeversorgung). In der Regel sind die Werte für das gesamte Netzwerk auch ein guter Startindikator für einzelne Pipelines. Ziel der Ergebnisse ist es daher, einem Projektentwickler oder Planer eine Größenordnung für mögliche Vertriebskosten zur Verfügung zu stellen.

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Eingänge und Ausgänge

Eingabeebenen und Parameter

Bereitgestellt von Toolbox

  • Fernwärmeflächen (vorerst direkt vom Fernwärmepotential CM bereitgestellt)

  • Industriedatenbank (standardmäßig von der Toolbox bereitgestellt)

  • Lastprofile für die Industrie

  • Lastprofile für Wohnraumheizung und Warmwasser

Vom Benutzer bereitgestellt

  • Mindest. Wärmebedarf pro Hektar

    Siehe CM - Fernwärmepotential .

  • Mindest. Wärmebedarf in einem DH-Bereich

    Siehe CM - Fernwärmepotential .

  • Lebensdauer der Ausrüstung in Jahren

    Nivellierte Wärmekosten beziehen sich auf diesen Zeitraum.

  • Abzinsungssatz in%

    Zinssatz für Kredite, die zum Aufbau des Netzwerks erforderlich sind.

  • Kostenfaktor

    Faktor zur Anpassung der Netzwerkkosten für den Fall, dass die Standardwerte die Kosten nicht genau wiedergeben. Die für das Netzwerk notwendigen Investitionen werden mit diesem Faktor multipliziert. Standardkosten finden Sie im Abschnitt Kostenberechnung .

  • Betriebskosten in%

    Betriebskosten des Netzwerks pro Jahr. In Prozent der für das Netzwerk notwendigen Investitionen.

  • Schwellenwert für Übertragungsleitungen in ct / kWh

    Die maximal ausgeglichenen Wärmekosten jeder einzelnen Übertragungsleitung. Dieser Parameter kann verwendet werden, um die ausgeglichenen Wärmekosten für das gesamte Netzwerk zu steuern. Ein niedrigerer Wert entspricht niedrigeren Niveaukosten für Wärme, aber auch einer Verringerung des Wärmeüberschusses und umgekehrt.

Leistungsparameter

  • Zeitauflösung

    Legt das Intervall zwischen den Netzwerkflussberechnungen über das gesamte Jahr fest. Kann einer dieser Werte sein: (Stunde, Tag, Woche, Monat, Jahr)

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Ausgabe

Schichten

  • Übertragungsleitungen

    Shapefile mit den vorgeschlagenen Übertragungsleitungen mit Temperatur, jährlichem Wärmestrom und Kosten. Details finden Sie hier.

Indikatoren

  • Gesamtüberschusswärme im ausgewählten Bereich in GWh

    Gesamte überschüssige Wärme von Industrieanlagen in ausgewählten Gebieten und in der Nähe.

  • Überschüssige Wärme in GWh angeschlossen

    Gesamte überschüssige Wärme von Industrieanlagen, die an ein Netzwerk angeschlossen sind.

  • Überschüssige Wärme in GWh

    Tatsächliche überschüssige Wärme, die für DH verwendet wird.

  • Für das Netzwerk notwendige Investitionen in €

    Investitionen zum Aufbau des Netzwerks erforderlich.

  • Jährliche Kosten des Netzwerks in € / Jahr

    Kosten, die durch die Annuität und die Betriebskosten des Netzwerks pro Jahr verursacht werden.

  • Nivellierte Kosten für die Wärmeversorgung in ct / kWh

    Nivellierte Wärmekosten des gesamten Netzwerks.

Grafik

  • DH-Potential und überschüssige Wärme

    Grafik mit DH-Potential, Gesamtüberschusswärme, angeschlossener Überschusswärme und verbrauchter Überschusswärme. Details finden Sie hier .

  • Überschüssige Wärme und Investition notwendig

    Grafik, die die jährlich gelieferte überschüssige Wärme für die für das Netzwerk erforderliche Investition zeigt. Details finden Sie hier .

  • Kurven laden

    Grafik mit monatlichem Wärmebedarf und -überschuss. Details finden Sie hier .

  • Kurven laden

    Grafik zeigt den durchschnittlichen täglichen Wärmebedarf und -überschuss. Details finden Sie hier .

Beispiele für Layer

Übertragungsleitungen

Beispiel einer Übertragungsleitung, die in der Toolbox angezeigt wird

Durch Klicken auf die Übertragungsleitung werden zusätzliche Informationen angezeigt.

Beispiele für Grafiken

DH-Potential und überschüssige Wärme

Diese Grafik vergleicht das DH-Potential, die gesamte überschüssige Wärme, die angeschlossene überschüssige Wärme und die verbrauchte überschüssige Wärme.

Weitere Informationen zum jährlichen Wärmebedarf und zum DH-Potenzial finden Sie hier . Die überschüssige Wärme, die mit überschüssiger Wärme verbunden ist, und die verbrauchte überschüssige Wärme entsprechen den gleichnamigen Indikatoren im Abschnitt Eingabe und Ausgabe .

Kurven laden

Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag.

Die x-Achse repräsentiert die Zeit und die Leistung der y-Achse. Die blauen Kurven repräsentieren den Wärmebedarf der DH-Bereiche und die roten die verfügbare überschüssige Wärme. Der Schnittpunkt beider Kurven repräsentiert den tatsächlichen Gesamtwärmefluss. Die obere Grafik zeigt den Fluss über das Jahr und die untere den Fluss des durchschnittlichen Tages. Beachten Sie, dass die Zeitauflösung mindestens auf "Monat" für die obere und "Stunde" eingestellt werden muss, damit die untere Grafik repräsentativ ist.

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Methode

Überblick

Das Schlüsselelement des Moduls für überschüssige Wärme ist das verwendete Source-Sink-Modell. Es baut ein Übertragungsnetz mit minimaler Länge auf und berechnet den Durchfluss für jede Stunde des Jahres basierend auf Heizlastprofilen für Wohngebäude mit NUTS 2-Auflösung und Industrielastprofilen mit NUTS 0-Auflösung. Basierend auf gemittelten Spitzenströmen während des ganzen Jahres können die Kosten für jede Übertragungsleitung und jeden Wärmetauscher auf der Quell- und Senkenseite berechnet werden.

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Einzelheiten

Modellierung von Quellen

Basierend auf der NUTS 0 ID und dem Industriesektor wird jeder Quelle ein einjähriges stündlich aufgelöstes Lastprofil zugewiesen.

Modellierung von Spülen

Basierend auf dem Modul zur Berechnung des Fernwärmepotentials werden äquidistante Eintrittspunkte in den zusammenhängenden Bereichen erstellt. Abhängig von der NUTS 2-ID der Einstiegspunkte wird ein Lastprofil zugewiesen.

Radius-Suche behoben

Innerhalb eines voreingestellten Radius wird geprüft, welche Quellen im Bereich voneinander liegen, welche Senken im Bereich voneinander liegen und welche Senken im Bereich für Quellen liegen. Dies kann durch ein Diagramm dargestellt werden, in dem Quellen und Senken die Eckpunkte und die Eckpunkte in dem Bereich bilden, die durch eine Kante verbunden sind.

Reduktion auf Netzwerk mit minimaler Länge

Ein minimaler Spannbaum wird mit dem Abstand der Kanten als Gewichte berechnet. Dies führt dazu, dass ein Diagramm seine Konnektivität beibehält und gleichzeitig eine minimale Gesamtlänge der Kanten aufweist. Beachten Sie, dass die Einstiegspunkte kohärenter Bereiche intern kostenlos miteinander verbunden sind, da sie ein eigenes Vertriebsnetz bilden.

Flussberechnung

Der maximale Durchfluss von den Quellen zu den Senken wird für jede Stunde des Jahres berechnet.

Kostenermittlung

Der über 3 Stunden gemittelte Spitzenstrom des Jahres bestimmt die erforderliche Kapazität für die Übertragungsleitungen und Wärmetauscher. Die Kosten der Übertragungsleitungen hängen von der Länge und Kapazität ab, während die Kosten der Wärmetauscher nur von der Kapazität beeinflusst werden. Auf der Quellenseite wird ein Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher mit integrierter Pumpe für die Übertragungsleitung und auf der Senkenseite ein Flüssig-Flüssig-Wärmetauscher angenommen.

Variation des Netzwerks

Da die Kosten und der Durchfluss jeder Übertragungsleitung bekannt sind, können die Leitungen mit dem höchsten Kosten-Durchfluss-Verhältnis entfernt und der Durchfluss neu berechnet werden, bis die gewünschten Kosten pro Durchfluss erreicht sind.

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Implementierung

Radius-Suche behoben

Für die Berechnung des Abstands zwischen zwei Punkten wird eine kleine Winkelnäherung der Loxodromlänge verwendet. Während es auch eine genaue Implementierung der Orthodromentfernung gibt, hat die erhöhte Genauigkeit keinen wirklichen Vorteil aufgrund der kleinen Entfernungen, die meist unter 20 km liegen, und der Unsicherheit der tatsächlichen Übertragungsleitungslänge aufgrund vieler Faktoren wie der Topologie. Wenn sich zwei Punkte im Bereich des Radius befinden, wird er in einer Adjazenzliste gespeichert. Die Erstellung solcher Adjazenzlisten erfolgt zwischen Quellen und Quellen, Senken und Senken sowie Quellen und Senken. Der Grund für die Trennung liegt in der Flexibilität, bestimmte Temperaturanforderungen für Quellen oder Senken hinzuzufügen.


Beispiel einer Suche mit festem Radius. Die roten Eckpunkte repräsentieren Quellen und die blauen sinken. Die Zahlen geben den Abstand zwischen den Punkten an. Zeichnen ist nicht maßstabsgetreu.

NetworkGraph-Klasse

Basierend auf der igraph-Bibliothek wird eine NetworkGraph-Klasse mit allen für das Berechnungsmodul erforderlichen Funktionen implementiert. Obwohl igraph schlecht dokumentiert ist, bietet es im Gegensatz zum Graph-Tool eine viel bessere Leistung als reine Python-Module wie NetworkX und eine breitere Plattformunterstützung über Linux hinaus. Die NetworkGraph-Klasse beschreibt nur ein Netzwerk auf der Oberfläche, enthält jedoch 3 verschiedene Diagramme. Erstens das Diagramm, das das Netzwerk beschreibt, wie es durch die drei Adjazenzlisten definiert ist. Zweitens verbindet das Korrespondenzdiagramm intern Senken desselben kohärenten Bereichs und zuletzt das für die Berechnung des maximalen Durchflusses verwendete Diagramm für den maximalen Durchfluss.

Graph

Enthält nur die realen Quellen und Senken als Eckpunkte.


Beispiel eines Graphen. Die roten Eckpunkte repräsentieren Quellen und die blauen sinken.
Korrespondenzdiagramm

Jede Senke benötigt eine Korrespondenz-ID, die angibt, ob sie wie in kohärenten Bereichen intern durch ein bereits vorhandenes Netzwerk verbunden ist. Senken mit derselben Korrespondenz-ID werden mit einem neuen Scheitelpunkt mit Kanten mit einer Gewichtung von Null verbunden. Dies ist entscheidend für die Berechnung eines minimalen Spannbaums und den Grund, warum der Korrespondenzgraph dafür verwendet wird. Diese Funktion ist auch für Quellen implementiert, wird jedoch nicht verwendet.


Beispiel eines Korrespondenzgraphen. Die roten Eckpunkte repräsentieren Quellen und die blauen sinken. Die drei Senken auf der rechten Seite sind durch einen zusätzlichen größeren Scheitelpunkt kohärent verbunden

Maximaler Flussdiagramm

Da igraph in seiner Funktion für maximalen Durchfluss nicht mehrere Quellen und Senken unterstützt, wird ein Hilfsgraph benötigt. Es wird ein unendlicher Quell- und Senkenscheitelpunkt eingeführt. Jede reale Quelle ist mit der unendlichen Quelle verbunden, und jede reale Senke ist durch eine Kante mit der unendlichen Senke verbunden. Beachten Sie, dass, wenn eine Senke mit einem Korrespondenzscheitelpunkt verbunden ist, dieser Scheitelpunkt und nicht die Senke selbst verbunden wird.


Beispiel eines maximalen Flussdiagramms.

Minimale Spanning Tree-Berechnung

Basierend auf dem Korrespondenzdiagramm wird der minimale Spannbaum berechnet. Die Kanten, die die zusammenhängenden Spülen verbinden, haben immer das Gewicht 0, so dass sie immer Teil des minimalen Spannbaums bleiben.


Beispiel eines Korrespondenzgraphen mit den Gewichten jeder Kante und ihrem minimalen Spannbaum.

Maximale Durchflussberechnung

Der Fluss durch die Kanten, die die realen Quellen oder Senken mit der unendlichen Quelle bzw. Senke verbinden, ist auf die tatsächliche Kapazität jeder Quelle oder Senke begrenzt. Aus numerischen Gründen werden die Kapazitäten so normalisiert, dass die größte Kapazität 1 beträgt. Der Fluss durch die im Korrespondenzdiagramm enthaltene Teilmenge der Kanten ist auf 1000 begrenzt, was für alle intensiven und Zwecke einen uneingeschränkten Fluss bieten sollte. Dann wird der maximale Fluss von der unendlichen Quelle zur unendlichen Senke berechnet und der Fluss auf seine ursprüngliche Größe neu skaliert. Da kohärente Senken nicht direkt mit dem Scheitelpunkt der unendlichen Senke verbunden sind, sondern durch den Korrespondenzscheitelpunkt, ist der Fluss durch ihn auf die Summe aller kohärenten Senken begrenzt.


Beispiel eines maximalen Flussdiagramms und der Kapazitäten jeder Quelle und Senke. Das rechte Diagramm zeigt den maximal zulässigen Durchfluss durch jede Kante nach der Normalisierung. Beachten Sie, dass der maximal zulässige Durchfluss durch die Kanten mit dem Unendlichkeitssymbol in der Implementierung tatsächlich auf 1000 begrenzt ist.

Die Implementierung der igraph-Maximum-Flow-Funktion verwendet den Push-Relabel-Algorithmus. Diese Art von Algorithmus ist nicht kostensensitiv und findet möglicherweise nicht immer den kürzesten Weg, um den Fluss zu routen. Ein kostensensitiver Algorithmus ist in igraph nicht verfügbar, und die Leistung ist wahrscheinlich gering, um einen stündlichen Fluss während des ganzen Jahres auflösen zu können. Aufgrund der vorherigen Reduzierung auf einen minimalen Spannbaum sind die Fälle, in denen eine nicht ideale Lösung gewählt wird, sehr begrenzt und unwahrscheinlich. Der Push-Relabel-Algorithmus hat auch die Tendenz, den Fluss durch die geringste Anzahl von Kanten zu leiten. Die igraph-Implementierung scheint in der Reihenfolge der Zuordnung des Flusses deterministisch zu sein, wenn die Graphen mindestens Automorphismen sind, was für die stündliche Flussberechnung wichtig ist, da jede künstlich eingeführte Flussoszillation zwischen Kanten unerwünscht ist.


Durch den Max-Flow-Algorithmus berechneter Durchfluss und die Neuskalierung auf die ursprüngliche Größe.

Wärmequellen

Die Wärmequellen stammen aus der Industriedatenbank. Basierend auf ihrer überschüssigen Wärme, Nuts0 ID und dem Industriesektor wird für jeden Standort ein Lastprofil erstellt, das jede Stunde des Jahres abdeckt. Das benutzerdefinierte Hinzufügen von Websites ist geplant.

Temperatur fällt

Die Kühlkörper basieren auf zusammenhängenden Bereichen mit bekanntem Wärmebedarf. Die kohärenten Bereiche bilden eine Maske für ein Gitter, auf dem äquidistante Punkte als Eintrittspunkte platziert werden. Abhängig von der ausgewählten NUTS 2 ID wird den Spülen ein Wohnheizprofil zugewiesen. Das benutzerdefinierte Hinzufügen von Einstiegspunkten und Waschbecken ist geplant.


Beispiel eines zusammenhängenden Bereichs und seiner generierten Einstiegspunkte.

Profile laden

Die genannten Lastprofile bestehen aus 8760 Punkten, die die Last für jede Stunde der 365 Tage darstellen. Weitere Informationen zu den Lastprofilen finden Sie hier.

Kostenberechnung

Da Fernwärmesysteme eine große Wärmekapazität haben, bedeutet ein Spitzenwert im Durchfluss nicht, dass die Übertragungsleitungen diese kurze Wärmespitze sofort liefern müssen. Daher werden die erforderlichen Kapazitäten der Übertragungsleitungen und Wärmetauscher durch die gemittelte Spitzenlast bestimmt. Insbesondere wird die Numpy-Faltungsfunktion verwendet, um den Fluss über die letzten drei Stunden durch Falten mit einer konstanten Funktion zu mitteln. Abhängig von diesem Wert wird eine Übertragungsleitung aus der folgenden Tabelle ausgewählt.

Spezifische Kosten der verwendeten Übertragungsleitungen

| Leistung in MW | Kosten in € / m | Temperatur in ° C | | ------------- |: -------------: | -----: | | 0,2 | 195 | <150 | | 0,3 | 206 | <150 | | 0,6 | 220 | <150 | | 1.2 | 240 | <150 | | 1,9 | 261 | <150 | | 3.6 | 288 | <150 | | 6.1 | 323 | <150 | | 9.8 | 357 | <150 | | 20 | 426 | <150 | | 45 | 564 | <150 | | 75 | 701 | <150 | | 125 | 839 | <150 | | 190 | 976 | <150 | | > 190 | 976 | <150 |

Die Kosten des Wärmetauschers auf der Quellenseite, der als Luft zu Flüssigkeit angenommen wird, werden mit berechnet

C HSource (en-P) = P Peak * 15.000 € / MW.

Die Kosten des Flüssigkeits-Flüssig-Wärmetauschers auf der Spülenseite werden mit bestimmt

C HSink (en-P) = P- Peak * 265.000 € / MW, wenn P- Peak <1 MW oder

C HSink (en-P) = P Spitze * 100.000 € / MW sonst.

Ausbau von Übertragungsleitungen

Mit einem Kosten-Durchfluss-Schwellenwert für Übertragungsleitungen können diese entfernt werden, wenn dieser überschritten wird, um das Verhältnis von Durchfluss zu Kosten zu verbessern. Nach dem Entfernen der Kanten muss der Durchfluss neu berechnet werden, da die Kontinuität des Durchflusses im Diagramm nicht mehr garantiert ist. Das Kosten-Durchfluss-Verhältnis kann sich jetzt auch für andere Kanten erhöhen, sodass dieser Vorgang wiederholt wird, bis sich die Summe aller Durchflüsse nicht mehr ändert.

Beschreibung der gesamten Routine

Zunächst werden die Wärmequellen und -senken mit ihren Lastprofilen belastet. Dann wird die Suche mit festem Radius durchgeführt und das Netzwerk initialisiert. Danach wird das Netzwerk auf seinen minimalen Spannbaum reduziert und der maximale Fluss für jede Stunde des Jahres berechnet. Basierend auf dem Durchfluss werden die Kosten für jeden Wärmetauscher, jede Pumpe und jede Übertragungsleitung berechnet. Wenn ein Schwellenwert für das Verhältnis von Kosten zu Durchfluss definiert ist, wird die Prozedur zum Entfernen der Übertragungsleitung ausgeführt. Am Ende werden die Gesamtkosten und der Gesamtfluss des Netzwerks sowie das Layout des Netzwerks zurückgegeben.

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GitHub-Repository dieses Berechnungsmoduls

Hier erhalten Sie die neueste Entwicklung für dieses Berechnungsmodul.

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Schnellstart

Das vorliegende CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL soll dem Benutzer helfen, Integrationspotentiale für überschüssige Wärme in Fernwärmenetzen zu identifizieren. Obwohl zahlreiche Analysefunktionen angegeben werden, um den Benutzer nicht einzuschränken, muss ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass dies keine detaillierte technische Planung ist. Die Potenziale basieren auf dem CM - Fernwärmepotential . Dieses CM identifiziert Gebiete mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze. Somit zeigt sich, wie viel Wärme in diesen Bereichen durch industrielle Überhitzung abgedeckt werden könnte. Dies bedeutet jedoch nicht, dass in dieser Region bereits ein Fernwärmenetz vorhanden ist. Eine anwendungsorientierte Verwendung des Tools für Praktiker könnte daher wie folgt aussehen:

  • Fügen Sie bei Bedarf Ihre eigenen Daten zu überschüssiger Wärme hinzu, die Unternehmen in der Region mit dem Add Industry Plant CM versorgen.

  • Schalten Sie die "Industriestandorte überschüssige Wärme" ein

  • Führen Sie das CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL aus.

  • Der Wert

Diese Grafik vergleicht das DH-Potential, die gesamte überschüssige Wärme, die angeschlossene überschüssige Wärme und die verbrauchte überschüssige Wärme.

Diese Grafik zeigt, wie viel Wärme durch überschüssige Wärme im untersuchten Bereich abgedeckt werden könnte.

  • Wert
Indikatoren Notwendige Investitionen, jährliche Kosten und ausgeglichene Wärmekosten

Diese Grafik zeigt die spezifischen Kosten der Wärmeerzeugung für das gesamte Netzwerk. Hinweis: Die angezeigten Kosten wurden nach einem vereinfachten Ansatz geschätzt. Diese Kosten gelten nicht für einzelne Pipelines. Die angezeigten Kosten können jedoch als vereinfachte Ausgangsannahme als Transportkosten für die Integration von überschüssiger Wärme in ein möglicherweise nahe gelegenes Fernwärmenetz verwendet werden.

Aus dem Obigen könnte die folgende Arbeitshierarchie verwendet werden:

  1. Prüfen Sie, ob in der betreffenden Region ein Fernwärmenetz vorhanden ist oder geplant ist.

  2. Die angezeigten Rohre enthalten Flüsse. Dort können Sie sehen, wie viel überschüssige Wärme von den jeweiligen Quellen transportiert wird. Die betroffenen Unternehmen konnten nun kontaktiert werden. Wahrscheinlich zuerst die Firmen mit hohen Mengen.

Übertragungsleitung und ihr Fluss
  1. Wenn der Betreiber des Fernwärmenetzes und der Erzeuger der überschüssigen Wärme an einer Zusammenarbeit interessiert sind, könnten detailliertere Machbarkeitsstudien in Auftrag gegeben werden. Im besten Fall helfen die angezeigten Daten dabei, echte Projekte zu initiieren.

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Fehlerbehebung

CM wird nicht beendet

  • Reduzieren Sie die räumliche Auflösung
  • Zeitauflösung reduzieren
  • Wählen Sie einen kleineren Bereich
  • Zu einem späteren Zeitpunkt erneut ausführen

CM stürzt ohne Nachricht ab

  • Zu einem späteren Zeitpunkt erneut ausführen
  • Wenden Sie sich an den CM-Entwickler

Fehler: "Kein DH-Bereich in Auswahl."

Überprüfen Sie das DH-Potential CM , um die Eingänge so anzupassen, dass ein DH-Bereich erstellt wird.

Fehler: "Keine Industriestandorte im ausgewählten Gebiet."

Überprüfen Sie die Ebene "Industriestandorte" in der Benutzerauswahl.

Fehler: "Keine Einstiegspunkte im ausgewählten Bereich."

Warnung prüfen.

Fehler: "Keine Industriestandorte in Reichweite."

Wählen Sie einen größeren Bereich aus, in dem Sie mindestens einen Industriestandort finden, basierend auf dem in der Hotmaps-Toolbox verfügbaren Standard-Industriedatensatz.

Fehler: "Keine überschüssige Wärme verwendet."

Erhöhen Sie den Schwellenwert für die Übertragungsleitung

Warnung: "Keine Branchenprofile verfügbar für ..."

Überprüfen Sie das Land und den Teilsektor der hochgeladenen Industriestandorte.

Warnung: "Kein Wohnheizprofil verfügbar für ..."

CM hat keinen Zugriff auf Heizungsprofildaten für Wohngebäude, die in diesem Bereich ausgeführt werden sollen.

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Probelauf

Probelauf in PL22 mit Standardparametern. Es wird empfohlen, überschüssige Wärmestellen auf der Registerkarte Ebenen zu aktivieren.

Probelauf in PL22. Die rosa Bereiche repräsentieren die Fernwärme. Das Orange umkreist die Wärmequelle und das Orange die Übertragungsleitungen des Netzwerks.
Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Da die Standardzeitauflösung auf "Woche" eingestellt ist, ist sie in diesem Fall konstant.

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Wie zu zitieren

Ali Aydemir und David Schilling, im Hotmaps-Wiki, CM Überschüssiges Wärmetransportpotential (September 2020)

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Autoren und Rezensenten

Diese Seite wurde von Ali Aydemir und David Schilling ( Fraunhofer ISI ) verfasst.

☑ Diese Seite wurde von Tobias Fleiter ( Fraunhofer ISI ) überprüft.

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Lizenz

Copyright © 2016-2020: Ali Aydemir und David Schilling

Creative Commons Namensnennung 4.0 Internationale Lizenz

Diese Arbeit unterliegt den Bestimmungen einer Creative Commons CC BY 4.0 International License.

SPDX-Lizenz-ID: CC-BY-4.0

Lizenztext: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html

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Wissen

Wir möchten dem Horizon 2020 Hotmaps-Projekt (Finanzhilfevereinbarung Nr. 723677), das die Mittel für die Durchführung der vorliegenden Untersuchung bereitstellte , unsere tiefste Anerkennung aussprechen .

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