not logged in | [Login]
Detta CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL hjälper användaren att identifiera integrationspotentialer för överskottsvärme i fjärrvärmenät. Potentialerna är baserade på CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Denna CM identifierar områden med gynnsamma förhållanden för fjärrvärmenät. CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL visar hur mycket värme som kan täckas av industriell överskottsvärme i dessa områden. Detta betyder dock inte att det redan finns ett fjärrvärmenät i denna region.
Följande data och metoder kombineras för föregående uppgift.
Data:
Uppvärmningskrav för närliggande områden med gynnsamma villkor för fjärrvärmenät, som upplöses varje timme (från CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL).
Uppgifter om överskottsvärmevärden för industriföretag i området, som också löses varje timme (från datauppsättningen industriell databas).
Antaganden om kostnader för värmeväxlare, pumpar och rörledningar samt värmeförluster för fjärrvärmeledningar.
Metod (förenklad):
Syftet med metoden är att representera det största möjliga överskottsvärmeflödet med inte för många och därmed för långa rörledningar till möjliga fjärrvärmebrukare genom att generera nätverk med maximala flöden. Särskilt ineffektiva transportlinjer (med låga värmeflöden och därmed höga specifika värmetransportkostnader) beaktas emellertid inte i det slutliga nätet. Tröskeln för ekonomisk effektivitet för enskilda transportlinjer kan anges av användaren (se överföringslinjetröskeln).
Den grundläggande bakgrunden för tillvägagångssättet är som följer: om det bara finns några få källor för överskottsvärme kan en enda rörledning per källa alltid tas med i beräkningen för att transportera värmen till ett närliggande område med gynnsamma förutsättningar för fjärrvärme. Men om det finns flera överskott av värmekällor som ska flyta till samma område, skulle det vara meningsfullt att samla upp värmen och transportera den till området i en större gemensam rörledning. Tillvägagångssättet med ett rör per källa tenderar att överskatta ansträngningarna för rörledningarna.
För att motverka ovanstående tillnärmdes problemet med rörledningsplanering genom att anta ett nätverksflödesproblem. En heuristik används för att lösa problemet, där överskottsvärme kan samlas och transporteras till möjliga användare. Den konkreta metodkonstruktionen av lösningen med tillvägagångssättet från det minimala spanträdet beskrivs i den motsvarande metodiska delen. Den i föregående sammanhang bestämda rörledningskonstruktionen representerar därför inte en detaljerad planering eller verklig ruttvägledning, utan används endast för tillnärmning av kostnader för distribution av överskottsvärmemängderna i de närliggande områdena med gynnsamma förutsättningar för fjärrvärmenät (se se CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL, sammanhängande områden för nyckelord). Denna tillnärmning av kostnader avser alltså hela nätverket.
Resultaten bör sedan först tolkas på följande sätt: om de registrerade överskottsvärmemängderna skulle transporteras tillsammans till de angivna närliggande områdena, kan kostnaderna för värmefördelning ligga i storleksordningen som anges av verktyget (jfr. Nivåkostnad av värmeförsörjning). Som regel är värdena för hela nätverket också en bra startindikator för enskilda rörledningar. Syftet med resultaten är därför att ge en projektutvecklare eller planerare en storleksordning för möjliga distributionskostnader.
Fjärrvärmeområden (för tillfället direkt tillhandahållna av fjärrvärmepotential CM)
Industriell databas (som standard tillhandahålls av verktygslådan)
Ladda profiler för industrin
Lastprofiler för uppvärmning av bostäder och varmvatten
Min. värmebehov i hektar
Se DH Potential CM .
Min. värmebehov i ett DH-område
Se DH Potential CM .
Sökradie i km
Den maximala längden på en överföringslinje från punkt till punkt.
Livstid för utrustning i år
Nivellerade värmekostnader hänvisar till denna tidsperiod.
Rabatt i%
Räntesats för kredit som krävs för att bygga nätverket.
Kostnadsfaktor
Faktor för att anpassa nätverkskostnader om standardvärdena inte exakt representerar kostnaderna. De investeringar som krävs för nätverket multipliceras med denna faktor. Standardkostnader finns här .
Driftskostnader i%
Driftskostnader för nätverk per år. I procent av investeringarna som krävs för nätverket.
Tröskelvärde för transmissionslinjer i ct / kWh
Den maximala utjämnade kostnaden för värme för varje enskild transmissionslinje. Denna parameter kan användas för att kontrollera de nivåiserade värmekostnaderna för hela nätverket. Ett lägre värde motsvarar lägre utjämnade kostnad för värme men också en minskning av överskottsvärme som används och vice versa.
Tidsupplösning
Ställer in intervallet mellan nätflödesberäkningarna under hela året. Kan vara ett av dessa värden: (timme, dag, vecka, månad, år)
Rumslig upplösning i km
Ställer in startpunktsavståndet i longitud och latitud i dh-områden.
Växellinjer
Formfil som visar de föreslagna transmissionsledningarna med deras temperatur, årliga värmeflöde och kostnad. Detaljer kan hittas här.
Total överskottsvärme i valt område i GWh
Totalt överskottsvärme tillgängligt för industrianläggningar i utvalt område och närhet.
Överskottsvärme ansluten i GWh
Totalt överskottsvärme tillgängligt för industrianläggningar anslutna till ett nätverk.
Överskottsvärme som används i GWh
Faktisk överskottsvärme som används för dh.
Investeringar som krävs för nätverket i €
Investeringar som behövs för att bygga nätverket.
Årliga kostnader för nätverk i € / år
Kostnader orsakade av livränta och driftskostnader för nätverk per år.
Nivellerade kostnader för värmeförsörjning i ct / kWh
utjämnade kostnad för värme i hela nätverket.
DH-potential och överskottsvärme
Grafik som visar DH-potential, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Detaljer kan hittas här .
Överskottsvärme används och investeringar nödvändiga
Grafik som visar årlig levererad överskottsvärme till investeringar som är nödvändiga för nätverket. Detaljer kan hittas här .
Överskottsvärme som används och utjämnade kostnader
Grafik som visar årlig levererad överskottsvärme till nivåiserade kostnader för nätverk och motsvarande tröskel för överföringslinjer. Detaljer kan hittas här .
Ladda kurvor
Grafik som visar månatlig värmebehov och överskott. Detaljer kan hittas här .
Ladda kurvor
Grafik som visar den genomsnittliga dagliga värmebehovet och överskottet. Detaljer kan hittas här .
Exempel på en överföringslinje som visas i verktygslådan Genom att klicka på transmissionslinjen kommer ytterligare information att dyka upp.
Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Mer information om den årliga värmebehovet och DH-potentialen finns här . Överskottsvärmen, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme är desamma som deras lika namngivna indikatorer .
Den här grafiken visar nätverkets kostnader jämfört med det årliga flödet. Den orange punkten representerar det aktuella nätverket med dess inställda transmissionslinjetröskel X-axeln representerar det årliga flödet och y-axeln den nödvändiga investeringen för hela nätverket. Observera att x-axeln inte är linjär och kan vara förvirrande. Kontrollera alltid de verkliga värdena! Den orange punkten representerar nätverket vid den nuvarande inställda transmissionslinjetröskeln . Avvikelser från indikatorn för investeringsbehov är vanliga eftersom grafiken genereras med lägre noggrannhet på grund av beräkningskomplexiteten. Trenden och kursen i diagrammet representerar hur överföringslinjetröskeln påverkar nätverket och kan vara till stor hjälp. Särskilt i samband med nästa bild . I fall av små nätverk kanske denna grafik inte visar någon användbar information eftersom nätverket inte är tillräckligt komplex för variationer.
Denna grafiska tomt utjämnade värmekostnaderna och den nödvändiga transmissionslinjetröskeln för ett visst flöde. De orange punkterna representerar värdet med den för närvarande inställda transmissionslinjetröskeln X-axeln representerar det årliga flödet och y-axeln både utjämnade värmekostnader och transmissionslinjetröskeln . De orange punkterna representerar nätverket vid den nuvarande inställda transmissionslinjetröskeln . Eftersom transmissionslinjetröskelkurvan kan skala mycket högre än de nivåiserade kostnaderna kan det vara till hjälp att inaktivera vyn för transmissionslinjetröskelkurvan, som visas på bilden nedan. I fall av små nätverk kanske denna grafik inte visar någon användbar information eftersom nätverket inte är tillräckligt komplex för variationer.
Ibland kan det vara till hjälp att dölja överföringslinjetröskeln i grafiken för att analysera de nivåiserade kostnaderna. Avvikelser från de nivåiserade kostnaderna för värmeindikator är vanliga eftersom grafiken genereras med en lägre noggrannhet på grund av beräkningskomplexiteten. Trenden och kursen i diagrammet representerar hur överföringslinjetröskeln påverkar nätverket och kan vara till stor hjälp. När väl en önskad nivåiserad värmekostnad har valts kan transmissionslinjetröskelkurvan återaktiveras och motsvarande transmissionslinjetröskel för den önskade nivåiserade kostnaden kan läsas genom att sväva över kurvan vid denna punkt. Mer information om hur du använder grafiken finns här.
Denna grafik visar det totala flödet genom nätverket under hela året. Den lägre grafiken representerar den genomsnittliga dagen. X-axeln representerar tid och y-axelkraften. De blå kurvorna representerar värmebehovet i DH-områdena och de röda överskottsvärmen som finns tillgängliga. Korsningen mellan båda kurvorna representerar det verkliga totala värmeflödet. Den övre grafiken visar flödet under året och den nedre flödet av den genomsnittliga dagen. Observera att tidsupplösningen måste ställas in minst till "månad" för den övre och "timmen" för att den nedre bilden ska vara representativ.
Nyckelelementet i överskottsvärmemodulen är den källsänkmodell som används. Den konstruerar ett överföringsnät med minsta längd och beräknar flödet för varje timme under året baserat på bostadsvärmeprofiler med Nuts2-upplösning och industrilastprofiler med Nuts0-upplösning. Baserat på genomsnittliga toppflöden under året kan kostnader för varje transmissionslinje och värmeväxlare på käll- och sjunksidan beräknas.
Baserat på Nuts0 ID och industrisektorn tilldelas varje år en löst timprofil för varje källa.
Baserat på beräkningsmodulen för fjärrvärmepotentialen skapas likvidistiskt inresepunkter i de sammanhängande områdena. Beroende på Nuts2-ID för ingångspunkterna tilldelas en lastprofil.
Inom en inställd radie kontrolleras vilka källor som ligger inom varandra, vilka sänkor ligger inom varandra och vilka sänkor är inom källområdet. Detta kan representeras av en graf med källor och sänkor som bildar hörnpunkterna och topparna inom räckvidden som är anslutna med en kant.
Ett minimum sträckande träd beräknas med kanterna avstånd som vikter. Detta resulterar i att en graf behåller sin anslutning medan den har en total total längd på kanterna. Observera att ingångspunkterna för sammanhängande områden är internt anslutna eftersom de bildar sitt eget distributionsnät.
Det maximala flödet från källorna till sänkorna beräknas för varje timme på året.
Årets toppflöde i genomsnitt över 3 timmar bestämmer den erforderliga kapaciteten för transmissionslinjer och värmeväxlare. Kostnaderna för transmissionslinjerna beror på längden och kapaciteten, medan kostnaderna för värmeväxlarna endast påverkas av kapaciteten. På källsidan antas en luft till vätska värmeväxlare med integrerad pump för transmissionsledningen och på sjunksidan en vätska till vätska värmeväxlare.
Eftersom kostnaden och flödet för varje överföringslinje är kända kan linjerna med det högsta förhållandet mellan kostnad och flöde avlägsnas och flödet beräknas tills en önskad kostnad per flöde uppnås.
För beräkningen av avståndet mellan två punkter används en liten vinkel approximation av loxodrome längd. Även om det finns en exakt implementering av ortodromavståndet har den ökade noggrannheten ingen verklig fördel på grund av de små avstånden som oftast är lägre än 20 km och osäkerheten i den verkliga transmissionslinjelängden på grund av många faktorer som topologi. Om två punkter ligger inom radieområdet lagras det i en adjacenslista. Skapandet av sådana ordentliga listor utförs mellan källor och källor, sänkor och sänkor och källor och sänkor. Anledningen till separationen ligger i flexibiliteten att lägga till vissa temperaturkrav för källor eller sänkor.
Baserat på igraph-biblioteket implementeras en NetworkGraph-klass med all funktionalitet som behövs för beräkningsmodulen. Medan igraph är dåligt dokumenterat erbjuder det mycket bättre prestanda än rena pythonmoduler som NetworkX och ett bredare plattformsstöd utöver Linux till skillnad från grafverktyg. NetworkGraph-klassen beskriver bara ett nätverk på ytan men innehåller 3 olika grafer. För det första, diagrammet som beskriver nätverket som det definieras av de tre adjacenslistorna. För det andra överensstämmer korrespondensgrafen internt sänkor med samma sammanhängande område och sist det maximala flödesdiagrammet som används för det maximala flödesberäkningen.
Innehåller bara de verkliga källorna och sänkorna som vertikaler.
Varje diskbänk behöver en korrespondens-id, som indikerar om den är internt ansluten av ett redan existerande nätverk som i sammanhängande områden. Diskbänkar med samma korrespondens-id är anslutna till ett nytt toppunkt med kanter med nollvikter. Detta är avgörande för beräkningen av ett minimum sträckande träd och anledningen till att korrespondensgrafen används för det. Denna funktion implementeras också för källor men används inte.
Eftersom igraph inte stöder flera källor och sjunker i sin maximala flödesfunktion behövs en hjälpgraf. Det introducerar en oändlig källa och toppvinkeln. Varje verklig källa är ansluten till den oändliga källan och varje verklig diskbänk är ansluten till den oändliga sjunken med en kant. Observera att om en diskbänk är ansluten till en korrespondens vertex kommer detta toppunkt att vara anslutet snarare än sjunken.
Baserat på korrespondensgrafen beräknas det minsta spännträdet. De kanter som förbinder de koherenta sänkorna har alltid vikten 0 så att de alltid kommer att förbli en del av det minsta spännträdet.
Flödet genom kanterna som förbinder de verkliga källorna eller sjunkerna till den oändliga källan respektive sjunken är begränsad till den verkliga kapaciteten för varje källa eller sjunker. Av numeriska skäl normaliseras kapaciteterna så att den största kapaciteten är 1. Flödet genom den delmängd kanter som finns i korrespondensgrafen är begränsad till 1000, vilket för alla intensiva och ändamål bör erbjuda obegränsat flöde. Därefter beräknas det maximala flödet från den oändliga källan till det oändliga diskbänken och flödet återberäknas till dess ursprungliga storlek. Eftersom koherenta sänkor inte är direkt anslutna till det oändliga sjunktoppvattnet men genom korrespondensvinkeln är flödet genom det begränsat till summan av alla koherenta sänkor.
Implementeringen av igraphs maximala flödesfunktion använder Push-relabel-algoritmen. Denna typ av algoritm är inte kostnadskänslig och kanske inte alltid hittar det kortaste sättet att dirigera flödet. En kostnadskänslig algoritm finns inte tillgänglig i igraph och prestandan skulle troligtvis vara låg för att kunna lösa ett timbaserat flöde under året. Men på grund av den tidigare reduktionen till ett minimum som sträcker sig är de fall där en icke idealisk lösning väljs mycket begränsade och osannolika. Push-relabel-algoritmen har också en tendens att dirigera flödet genom den minsta mängden kanter. Imraphimplementeringen verkar vara deterministisk i ordningen för tilldelning av flödet om graferna är åtminstone automorfismer, vilket är viktigt för den timbaserade flödesberäkningen eftersom varje konstgjordt infört flödesoscillation mellan kanterna är oönskat.
Värmekällorna hämtas från den industriella databasen. Baserat på deras överskottsvärme, Nuts0 ID och industrisektorn skapas en lastprofil som täcker varje timme på året för varje webbplats. Det anpassade tillägget av webbplatser planeras.
Kylflänsen är baserade på sammanhängande områden med känt värmebehov. De sammanhängande områdena bildar en mask för ett rutnät på vilket ekvidistanta punkter placeras som ingångspunkter. Beroende på den valda Nuts2-ID tilldelas en bostadsvärmeprofil till sänkorna. Det anpassade tillägget av ingångspunkter och handfat planeras.
De nämnda lastprofilerna består av 8760 punkter som representerar lasten för varje timme under de 365 dagarna. Mer information om lastprofilerna hittar du här.
Eftersom fjärrvärmesystemen har en stor värmekapacitet betyder inte en topp i flöde transmissionsledningarna behöver leverera den korta spetsen omedelbart. Därför bestäms de erforderliga kapaciteterna för transmissionslinjerna och värmeväxlarna av den genomsnittliga toppbelastningen. Specifikt används numpy-konvolutionsfunktionen för att medelvärdet av flödet under de senaste tre timmarna genom att vrida sig till en konstant funktion. Beroende på detta värde väljs en överföringslinje från följande tabell.
Specifika kostnader för överföringslinjer som används
| Kraft i MW | Kostnader i € / m | Temperatur i ° 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 |
Kostnaderna för värmeväxlaren på källsidan som antas som luft till vätska beräknas med
C HSource (en-P) = P- topp * 15 000 € / MW.
Kostnaderna för vätska till flytande värmeväxlare på sjunksidan bestäms med
C HSink (sv-P) = P- topp * 265 000 € / MW om P- topp <1MW eller
C HSink (sv-P) = P- topp * 100 000 € / MW annat.
Kostnaderna för pumpen följer
C Pump (sv-P) = P- topp * 240 000 € / MW om P- topp <1MW eller
C Pump (sv-P) = P- topp * 90 000 € / MW annat.
Med en kostnad för flödesgräns för överföringslinjer kan de tas bort om de överskrider det för att förbättra förhållandet mellan flöde och kostnad. Efter borttagning av kanter måste flödet beräknas om eftersom kontinuiteten i flödet i grafen inte garanteras längre. Förhållandet mellan kostnad och flöde kan också öka för andra kanter nu, så denna process upprepas tills summan av alla flöden inte förändras längre.
Först laddas värmekällorna och sänkorna med sina lastprofiler. Sedan utförs den fasta radie-sökningen och nätverket initieras. Därefter reduceras nätverket till det minsta spännträdet och det maximala flödet beräknas för varje timme på året. Baserat på flödet beräknas kostnaderna för varje värmeväxlare, pump och transmissionsledning. Om en tröskelkostnad till flödesförhållande definieras utförs borttagningen av överföringsledningsförfarandet. I slutändan returneras den totala kostnaden och det totala flödet för nätverket och nätverkets layout.
Det nuvarande CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL är avsett att hjälpa användaren att identifiera integrationspotentialer för överskottsvärme i fjärrvärmenät. Även om många analysfunktioner ges för att inte begränsa användaren, måste det uttryckligen påpekas att detta inte är en detaljerad teknisk planering. Potentialerna är baserade på CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Denna CM identifierar områden med gynnsamma förhållanden för fjärrvärmenät. CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL visar således hur mycket värme som kan täckas av industriell överskottsvärme i dessa områden. Detta betyder dock inte att det redan finns ett fjärrvärmenät i denna region. En applikationsorienterad användning av verktyget för utövare kan därför se ut enligt följande:
Lägg eventuellt till dina egna data om överskottsvärme för att ge företag i regionen tilläggsindustrifabriken cm.
Slå på "överskottsvärme för industrisajter"
Kör CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL.
Värdet
Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. visar hur mycket värme som kan täckas av överskottsvärme i det undersökta området.
Indikatorer Investeringar nödvändiga, Årliga kostnader och utjämnade värmekostnader visar de specifika värmeproduktionskostnaderna för hela nätverket. Obs: de visade kostnaderna har uppskattats med en förenklad metod. Dessa kostnader gäller inte för enskilda rörledningar. De visade kostnaderna kan emellertid användas som ett förenklat startantagande som transportkostnader för integration av överskottsvärme i ett eventuellt närliggande fjärrvärmenät.
Från ovanstående kan följande arbetshierarki användas:
Kontrollera om det finns ett fjärrvärmenät eller är planerat i den aktuella regionen.
De visade rören innehåller flöden. Där kan du se hur mycket överskottsvärme som transporteras från respektive källa. De berörda företagen kunde nu kontaktas. Förmodligen först företagen med de höga kvantiteterna.
Överföringslinje och dess flöde Kontrollera DH Potential CM för att anpassa ingångar så att ett dh-område skapas.
Kontrollera lagret "industrinsidor" i användarvalet.
Kontrollera varning .
Öka sökradie
Öka transmissionslinjetröskeln
Kontrollera land och undersektor för uppladdade industrisidor.
CM har inte tillgång till bostadsvärmeprofildata som ska utföras i detta område.
Provkörning i PL22 med standardparametrar. Det rekommenderas att slå på överskottsvärmeplatser på fliken lager.
Provkörning i PL22. De rosa områdena representerar fjärrvärmen. Den orange cirklar värmekällan och de orange linjerna överföringslinjerna i nätverket. Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. 
Den här grafiken visar nätverkets kostnader jämfört med det årliga flödet. Den orange punkten representerar det aktuella nätverket med dess inställda transmissionslinjetröskel I det här fallet kan vi se att det finns mycket mer överskottsvärme än använt, men på andra sidan uppnås nästan maximalt flöde, eftersom den orange punkten är 1530 GWh per år. I detta fall kan ökning av sökradie hjälpa till att distribuera mer överskottsvärme. I provkörning 2 kommer vi att göra exakt det.
Denna grafiska tomt utjämnade värmekostnaderna och den nödvändiga transmissionslinjetröskeln för ett visst flöde. De orange punkterna representerar värdet med den för närvarande inställda transmissionslinjetröskeln 
Ibland kan det vara till hjälp att dölja överföringslinjetröskeln i grafiken för att analysera de nivåiserade kostnaderna. 
Denna grafik visar det totala flödet genom nätverket under hela året. Den lägre grafiken representerar den genomsnittliga dagen. Eftersom standardtidsupplösningen är inställd på "vecka" är den i detta fall konstant. Provkörning i PL22 med maximal sökradius inställd på 40 km.
Provkörning i PL22. De rosa områdena representerar fjärrvärmen. Den orange cirklar värmekällan och de orange linjerna överföringslinjerna i nätverket. Nätverket är mycket större än i den första provkörningen.
Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Mer överskottsvärme används.
Den här grafiken visar nätverkets kostnader jämfört med det årliga flödet. Den orange punkten representerar det aktuella nätverket med dess inställda transmissionslinjetröskel 
Denna grafiska tomt utjämnade värmekostnaderna och den nödvändiga transmissionslinjetröskeln för ett visst flöde. De orange punkterna representerar värdet med den för närvarande inställda transmissionslinjetröskeln 
Ibland kan det vara till hjälp att dölja överföringslinjetröskeln i grafiken för att analysera de nivåiserade kostnaderna. Vi kan se ett lokalt minimum av utjämnade kostnader för värmeförsörjning till 4900 GWh per år. Genom att sväva över den gröna linjen kan vi bestämma att detta uppnås med en transmissionslinjetröskel på 0,11 ct / kWh. I provkörning 3 ska vi försöka hitta detta nätverk.
Denna grafik visar det totala flödet genom nätverket under hela året. Den lägre grafiken representerar den genomsnittliga dagen. Eftersom standardtidsupplösningen är inställd på "vecka" är den i detta fall konstant. Provkörning i PL22 med maximal sökradie inställd på 40 km, transmissionslinjetröskel inställd på 0,11ct / kWh och tidsupplösning inställd på "timme".
Provkörning i PL22. De rosa områdena representerar fjärrvärmen. Den orange cirklar värmekällan och de orange linjerna överföringslinjerna i nätverket. Nätverket är mindre än i andra körningen men behåller mycket av flödet.
Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Den här grafiken visar nätverkets kostnader jämfört med det årliga flödet. Den orange punkten representerar det aktuella nätverket med dess inställda transmissionslinjetröskel Denna grafiska tomt utjämnade uppvärmningskostnaderna och den nödvändiga transmissionslinjetröskeln för ett visst flöde. De orange punkterna representerar värdet med den för närvarande inställda transmissionslinjetröskeln Ibland kan det vara till hjälp att dölja överföringslinjetröskeln i grafiken för att analysera de nivåiserade kostnaderna. Vi kan se att vi bara når det lokala minimum. Skillnaden i kostnadsberäkningsgrafer till indikatorerna orsakas av approximationsfel. Men dessa fel är mestadels systematiska och kompenserar därför inte det minsta utan bara skala kurvan på ett annat sätt. Den nivåiserade kostnadsindikatorn visar nu 0,84 ct / kWh istället för 1,09 ct / kWh under andra körningen.
Denna grafik visar det totala flödet genom nätverket under hela året. Den lägre grafiken representerar den genomsnittliga dagen. Denna gång med tidsupplösningen inställd på "timme" representeras den genomsnittliga dagen korrekt. Denna sida är skriven av Ali Aydemir * och David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Attribution 4.0 Internationell licens Det här arbetet är licensierat under en Creative Commons CC BY 4.0 internationell licens.
SPDX-licensidentifierare: CC-BY-4.0
Licens-text: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Vi vill förmedla vår djupaste uppskattning till Horizon 2020 Hotmaps-projektet (bidragsavtal nummer 723677), som gav finansiering för att genomföra den nuvarande utredningen.
This page was automatically translated. View in another language:
English (original) Bulgarian* Croatian* Czech* Danish* Dutch* Estonian* Finnish* French* German* Greek* Hungarian* Irish* Italian* Latvian* Lithuanian* Maltese* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Spanish*
* machine translated1> CM Överdriven värmetransportpotential
Detta CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL hjälper användaren att identifiera integrationspotentialer för överskottsvärme i fjärrvärmenät. Potentialerna är baserade på CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Denna CM identifierar områden med gynnsamma förhållanden för fjärrvärmenät. CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL visar hur mycket värme som kan täckas av industriell överskottsvärme i dessa områden. Detta betyder dock inte att det redan finns ett fjärrvärmenät i denna region.
Följande data och metoder kombineras för föregående uppgift.
Data:
Uppvärmningskrav för närliggande områden med gynnsamma villkor för fjärrvärmenät, som upplöses varje timme (från CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL).
Uppgifter om överskottsvärmevärden för industriföretag i området, som också löses varje timme (från datauppsättningen industriell databas).
Antaganden om kostnader för värmeväxlare, pumpar och rörledningar samt värmeförluster för fjärrvärmeledningar.
Metod (förenklad):
Syftet med metoden är att representera det största möjliga överskottsvärmeflödet med inte för många och därmed för långa rörledningar till möjliga fjärrvärmebrukare genom att generera nätverk med maximala flöden. Särskilt ineffektiva transportlinjer (med låga värmeflöden och därmed höga specifika värmetransportkostnader) beaktas emellertid inte i det slutliga nätet. Tröskeln för ekonomisk effektivitet för enskilda transportlinjer kan anges av användaren (se överföringslinjetröskeln).
Den grundläggande bakgrunden för tillvägagångssättet är som följer: om det bara finns några få källor för överskottsvärme kan en enda rörledning per källa alltid tas med i beräkningen för att transportera värmen till ett närliggande område med gynnsamma förutsättningar för fjärrvärme. Men om det finns flera överskott av värmekällor som ska flyta till samma område, skulle det vara meningsfullt att samla upp värmen och transportera den till området i en större gemensam rörledning. Tillvägagångssättet med ett rör per källa tenderar att överskatta ansträngningarna för rörledningarna.
För att motverka ovanstående tillnärmdes problemet med rörledningsplanering genom att anta ett nätverksflödesproblem. En heuristik används för att lösa problemet, där överskottsvärme kan samlas och transporteras till möjliga användare. Den konkreta metodkonstruktionen av lösningen med tillvägagångssättet från det minimala spanträdet beskrivs i den motsvarande metodiska delen. Den i föregående sammanhang bestämda rörledningskonstruktionen representerar därför inte en detaljerad planering eller verklig ruttvägledning, utan används endast för tillnärmning av kostnader för distribution av överskottsvärmemängderna i de närliggande områdena med gynnsamma förutsättningar för fjärrvärmenät (se se CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL, sammanhängande områden för nyckelord). Denna tillnärmning av kostnader avser alltså hela nätverket.
Resultaten bör sedan först tolkas på följande sätt: om de registrerade överskottsvärmemängderna skulle transporteras tillsammans till de angivna närliggande områdena, kan kostnaderna för värmefördelning ligga i storleksordningen som anges av verktyget (jfr. Nivåkostnad av värmeförsörjning). Som regel är värdena för hela nätverket också en bra startindikator för enskilda rörledningar. Syftet med resultaten är därför att ge en projektutvecklare eller planerare en storleksordning för möjliga distributionskostnader.
Fjärrvärmeområden (för tillfället direkt tillhandahållna av fjärrvärmepotential CM)
Industriell databas (som standard tillhandahålls av verktygslådan)
Ladda profiler för industrin
Lastprofiler för uppvärmning av bostäder och varmvatten
Min. värmebehov i hektar
Se DH Potential CM .
Min. värmebehov i ett DH-område
Se DH Potential CM .
Sökradie i km
Den maximala längden på en överföringslinje från punkt till punkt.
Livstid för utrustning i år
Nivellerade värmekostnader hänvisar till denna tidsperiod.
Rabatt i%
Räntesats för kredit som krävs för att bygga nätverket.
Kostnadsfaktor
Faktor för att anpassa nätverkskostnader om standardvärdena inte exakt representerar kostnaderna. De investeringar som krävs för nätverket multipliceras med denna faktor. Standardkostnader finns här .
Driftskostnader i%
Driftskostnader för nätverk per år. I procent av investeringarna som krävs för nätverket.
Tröskelvärde för transmissionslinjer i ct / kWh
Den maximala utjämnade kostnaden för värme för varje enskild transmissionslinje. Denna parameter kan användas för att kontrollera de nivåiserade värmekostnaderna för hela nätverket. Ett lägre värde motsvarar lägre utjämnade kostnad för värme men också en minskning av överskottsvärme som används och vice versa.
Tidsupplösning
Ställer in intervallet mellan nätflödesberäkningarna under hela året. Kan vara ett av dessa värden: (timme, dag, vecka, månad, år)
Rumslig upplösning i km
Ställer in startpunktsavståndet i longitud och latitud i dh-områden.
Växellinjer
Formfil som visar de föreslagna transmissionsledningarna med deras temperatur, årliga värmeflöde och kostnad. Detaljer kan hittas här.
Total överskottsvärme i valt område i GWh
Totalt överskottsvärme tillgängligt för industrianläggningar i utvalt område och närhet.
Överskottsvärme ansluten i GWh
Totalt överskottsvärme tillgängligt för industrianläggningar anslutna till ett nätverk.
Överskottsvärme som används i GWh
Faktisk överskottsvärme som används för dh.
Investeringar som krävs för nätverket i €
Investeringar som behövs för att bygga nätverket.
Årliga kostnader för nätverk i € / år
Kostnader orsakade av livränta och driftskostnader för nätverk per år.
Nivellerade kostnader för värmeförsörjning i ct / kWh
utjämnade kostnad för värme i hela nätverket.
DH-potential och överskottsvärme
Grafik som visar DH-potential, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Detaljer kan hittas här .
Överskottsvärme används och investeringar nödvändiga
Grafik som visar årlig levererad överskottsvärme till investeringar som är nödvändiga för nätverket. Detaljer kan hittas här .
Överskottsvärme som används och utjämnade kostnader
Grafik som visar årlig levererad överskottsvärme till nivåiserade kostnader för nätverk och motsvarande tröskel för överföringslinjer. Detaljer kan hittas här .
Ladda kurvor
Grafik som visar månatlig värmebehov och överskott. Detaljer kan hittas här .
Ladda kurvor
Grafik som visar den genomsnittliga dagliga värmebehovet och överskottet. Detaljer kan hittas här .
Exempel på en överföringslinje som visas i verktygslådan Genom att klicka på transmissionslinjen kommer ytterligare information att dyka upp.
Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Mer information om den årliga värmebehovet och DH-potentialen finns här . Överskottsvärmen, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme är desamma som deras lika namngivna indikatorer .
Den här grafiken visar nätverkets kostnader jämfört med det årliga flödet. Den orange punkten representerar det aktuella nätverket med dess inställda transmissionslinjetröskel X-axeln representerar det årliga flödet och y-axeln den nödvändiga investeringen för hela nätverket. Observera att x-axeln inte är linjär och kan vara förvirrande. Kontrollera alltid de verkliga värdena! Den orange punkten representerar nätverket vid den nuvarande inställda transmissionslinjetröskeln . Avvikelser från indikatorn för investeringsbehov är vanliga eftersom grafiken genereras med lägre noggrannhet på grund av beräkningskomplexiteten. Trenden och kursen i diagrammet representerar hur överföringslinjetröskeln påverkar nätverket och kan vara till stor hjälp. Särskilt i samband med nästa bild . I fall av små nätverk kanske denna grafik inte visar någon användbar information eftersom nätverket inte är tillräckligt komplex för variationer.
Denna grafiska tomt utjämnade värmekostnaderna och den nödvändiga transmissionslinjetröskeln för ett visst flöde. De orange punkterna representerar värdet med den för närvarande inställda transmissionslinjetröskeln X-axeln representerar det årliga flödet och y-axeln både utjämnade värmekostnader och transmissionslinjetröskeln . De orange punkterna representerar nätverket vid den nuvarande inställda transmissionslinjetröskeln . Eftersom transmissionslinjetröskelkurvan kan skala mycket högre än de nivåiserade kostnaderna kan det vara till hjälp att inaktivera vyn för transmissionslinjetröskelkurvan, som visas på bilden nedan. I fall av små nätverk kanske denna grafik inte visar någon användbar information eftersom nätverket inte är tillräckligt komplex för variationer.
Ibland kan det vara till hjälp att dölja överföringslinjetröskeln i grafiken för att analysera de nivåiserade kostnaderna. Avvikelser från de nivåiserade kostnaderna för värmeindikator är vanliga eftersom grafiken genereras med en lägre noggrannhet på grund av beräkningskomplexiteten. Trenden och kursen i diagrammet representerar hur överföringslinjetröskeln påverkar nätverket och kan vara till stor hjälp. När väl en önskad nivåiserad värmekostnad har valts kan transmissionslinjetröskelkurvan återaktiveras och motsvarande transmissionslinjetröskel för den önskade nivåiserade kostnaden kan läsas genom att sväva över kurvan vid denna punkt. Mer information om hur du använder grafiken finns här.
Denna grafik visar det totala flödet genom nätverket under hela året. Den lägre grafiken representerar den genomsnittliga dagen. X-axeln representerar tid och y-axelkraften. De blå kurvorna representerar värmebehovet i DH-områdena och de röda överskottsvärmen som finns tillgängliga. Korsningen mellan båda kurvorna representerar det verkliga totala värmeflödet. Den övre grafiken visar flödet under året och den nedre flödet av den genomsnittliga dagen. Observera att tidsupplösningen måste ställas in minst till "månad" för den övre och "timmen" för att den nedre bilden ska vara representativ.
Nyckelelementet i överskottsvärmemodulen är den källsänkmodell som används. Den konstruerar ett överföringsnät med minsta längd och beräknar flödet för varje timme under året baserat på bostadsvärmeprofiler med Nuts2-upplösning och industrilastprofiler med Nuts0-upplösning. Baserat på genomsnittliga toppflöden under året kan kostnader för varje transmissionslinje och värmeväxlare på käll- och sjunksidan beräknas.
Baserat på Nuts0 ID och industrisektorn tilldelas varje år en löst timprofil för varje källa.
Baserat på beräkningsmodulen för fjärrvärmepotentialen skapas likvidistiskt inresepunkter i de sammanhängande områdena. Beroende på Nuts2-ID för ingångspunkterna tilldelas en lastprofil.
Inom en inställd radie kontrolleras vilka källor som ligger inom varandra, vilka sänkor ligger inom varandra och vilka sänkor är inom källområdet. Detta kan representeras av en graf med källor och sänkor som bildar hörnpunkterna och topparna inom räckvidden som är anslutna med en kant.
Ett minimum sträckande träd beräknas med kanterna avstånd som vikter. Detta resulterar i att en graf behåller sin anslutning medan den har en total total längd på kanterna. Observera att ingångspunkterna för sammanhängande områden är internt anslutna eftersom de bildar sitt eget distributionsnät.
Det maximala flödet från källorna till sänkorna beräknas för varje timme på året.
Årets toppflöde i genomsnitt över 3 timmar bestämmer den erforderliga kapaciteten för transmissionslinjer och värmeväxlare. Kostnaderna för transmissionslinjerna beror på längden och kapaciteten, medan kostnaderna för värmeväxlarna endast påverkas av kapaciteten. På källsidan antas en luft till vätska värmeväxlare med integrerad pump för transmissionsledningen och på sjunksidan en vätska till vätska värmeväxlare.
Eftersom kostnaden och flödet för varje överföringslinje är kända kan linjerna med det högsta förhållandet mellan kostnad och flöde avlägsnas och flödet beräknas tills en önskad kostnad per flöde uppnås.
För beräkningen av avståndet mellan två punkter används en liten vinkel approximation av loxodrome längd. Även om det finns en exakt implementering av ortodromavståndet har den ökade noggrannheten ingen verklig fördel på grund av de små avstånden som oftast är lägre än 20 km och osäkerheten i den verkliga transmissionslinjelängden på grund av många faktorer som topologi. Om två punkter ligger inom radieområdet lagras det i en adjacenslista. Skapandet av sådana ordentliga listor utförs mellan källor och källor, sänkor och sänkor och källor och sänkor. Anledningen till separationen ligger i flexibiliteten att lägga till vissa temperaturkrav för källor eller sänkor.
Baserat på igraph-biblioteket implementeras en NetworkGraph-klass med all funktionalitet som behövs för beräkningsmodulen. Medan igraph är dåligt dokumenterat erbjuder det mycket bättre prestanda än rena pythonmoduler som NetworkX och ett bredare plattformsstöd utöver Linux till skillnad från grafverktyg. NetworkGraph-klassen beskriver bara ett nätverk på ytan men innehåller 3 olika grafer. För det första, diagrammet som beskriver nätverket som det definieras av de tre adjacenslistorna. För det andra överensstämmer korrespondensgrafen internt sänkor med samma sammanhängande område och sist det maximala flödesdiagrammet som används för det maximala flödesberäkningen.
Innehåller bara de verkliga källorna och sänkorna som vertikaler.
Varje diskbänk behöver en korrespondens-id, som indikerar om den är internt ansluten av ett redan existerande nätverk som i sammanhängande områden. Diskbänkar med samma korrespondens-id är anslutna till ett nytt toppunkt med kanter med nollvikter. Detta är avgörande för beräkningen av ett minimum sträckande träd och anledningen till att korrespondensgrafen används för det. Denna funktion implementeras också för källor men används inte.
Eftersom igraph inte stöder flera källor och sjunker i sin maximala flödesfunktion behövs en hjälpgraf. Det introducerar en oändlig källa och toppvinkeln. Varje verklig källa är ansluten till den oändliga källan och varje verklig diskbänk är ansluten till den oändliga sjunken med en kant. Observera att om en diskbänk är ansluten till en korrespondens vertex kommer detta toppunkt att vara anslutet snarare än sjunken.
Baserat på korrespondensgrafen beräknas det minsta spännträdet. De kanter som förbinder de koherenta sänkorna har alltid vikten 0 så att de alltid kommer att förbli en del av det minsta spännträdet.
Flödet genom kanterna som förbinder de verkliga källorna eller sjunkerna till den oändliga källan respektive sjunken är begränsad till den verkliga kapaciteten för varje källa eller sjunker. Av numeriska skäl normaliseras kapaciteterna så att den största kapaciteten är 1. Flödet genom den delmängd kanter som finns i korrespondensgrafen är begränsad till 1000, vilket för alla intensiva och ändamål bör erbjuda obegränsat flöde. Därefter beräknas det maximala flödet från den oändliga källan till det oändliga diskbänken och flödet återberäknas till dess ursprungliga storlek. Eftersom koherenta sänkor inte är direkt anslutna till det oändliga sjunktoppvattnet men genom korrespondensvinkeln är flödet genom det begränsat till summan av alla koherenta sänkor.
Implementeringen av igraphs maximala flödesfunktion använder Push-relabel-algoritmen. Denna typ av algoritm är inte kostnadskänslig och kanske inte alltid hittar det kortaste sättet att dirigera flödet. En kostnadskänslig algoritm finns inte tillgänglig i igraph och prestandan skulle troligtvis vara låg för att kunna lösa ett timbaserat flöde under året. Men på grund av den tidigare reduktionen till ett minimum som sträcker sig är de fall där en icke idealisk lösning väljs mycket begränsade och osannolika. Push-relabel-algoritmen har också en tendens att dirigera flödet genom den minsta mängden kanter. Imraphimplementeringen verkar vara deterministisk i ordningen för tilldelning av flödet om graferna är åtminstone automorfismer, vilket är viktigt för den timbaserade flödesberäkningen eftersom varje konstgjordt infört flödesoscillation mellan kanterna är oönskat.
Värmekällorna hämtas från den industriella databasen. Baserat på deras överskottsvärme, Nuts0 ID och industrisektorn skapas en lastprofil som täcker varje timme på året för varje webbplats. Det anpassade tillägget av webbplatser planeras.
Kylflänsen är baserade på sammanhängande områden med känt värmebehov. De sammanhängande områdena bildar en mask för ett rutnät på vilket ekvidistanta punkter placeras som ingångspunkter. Beroende på den valda Nuts2-ID tilldelas en bostadsvärmeprofil till sänkorna. Det anpassade tillägget av ingångspunkter och handfat planeras.
De nämnda lastprofilerna består av 8760 punkter som representerar lasten för varje timme under de 365 dagarna. Mer information om lastprofilerna hittar du här.
Eftersom fjärrvärmesystemen har en stor värmekapacitet betyder inte en topp i flöde transmissionsledningarna behöver leverera den korta spetsen omedelbart. Därför bestäms de erforderliga kapaciteterna för transmissionslinjerna och värmeväxlarna av den genomsnittliga toppbelastningen. Specifikt används numpy-konvolutionsfunktionen för att medelvärdet av flödet under de senaste tre timmarna genom att vrida sig till en konstant funktion. Beroende på detta värde väljs en överföringslinje från följande tabell.
Specifika kostnader för överföringslinjer som används
| Kraft i MW | Kostnader i € / m | Temperatur i ° 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 |
Kostnaderna för värmeväxlaren på källsidan som antas som luft till vätska beräknas med
C HSource (en-P) = P- topp * 15 000 € / MW.
Kostnaderna för vätska till flytande värmeväxlare på sjunksidan bestäms med
C HSink (sv-P) = P- topp * 265 000 € / MW om P- topp <1MW eller
C HSink (sv-P) = P- topp * 100 000 € / MW annat.
Kostnaderna för pumpen följer
C Pump (sv-P) = P- topp * 240 000 € / MW om P- topp <1MW eller
C Pump (sv-P) = P- topp * 90 000 € / MW annat.
Med en kostnad för flödesgräns för överföringslinjer kan de tas bort om de överskrider det för att förbättra förhållandet mellan flöde och kostnad. Efter borttagning av kanter måste flödet beräknas om eftersom kontinuiteten i flödet i grafen inte garanteras längre. Förhållandet mellan kostnad och flöde kan också öka för andra kanter nu, så denna process upprepas tills summan av alla flöden inte förändras längre.
Först laddas värmekällorna och sänkorna med sina lastprofiler. Sedan utförs den fasta radie-sökningen och nätverket initieras. Därefter reduceras nätverket till det minsta spännträdet och det maximala flödet beräknas för varje timme på året. Baserat på flödet beräknas kostnaderna för varje värmeväxlare, pump och transmissionsledning. Om en tröskelkostnad till flödesförhållande definieras utförs borttagningen av överföringsledningsförfarandet. I slutändan returneras den totala kostnaden och det totala flödet för nätverket och nätverkets layout.
Det nuvarande CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL är avsett att hjälpa användaren att identifiera integrationspotentialer för överskottsvärme i fjärrvärmenät. Även om många analysfunktioner ges för att inte begränsa användaren, måste det uttryckligen påpekas att detta inte är en detaljerad teknisk planering. Potentialerna är baserade på CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Denna CM identifierar områden med gynnsamma förhållanden för fjärrvärmenät. CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL visar således hur mycket värme som kan täckas av industriell överskottsvärme i dessa områden. Detta betyder dock inte att det redan finns ett fjärrvärmenät i denna region. En applikationsorienterad användning av verktyget för utövare kan därför se ut enligt följande:
Lägg eventuellt till dina egna data om överskottsvärme för att ge företag i regionen tilläggsindustrifabriken cm.
Slå på "överskottsvärme för industrisajter"
Kör CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL.
Värdet
Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. visar hur mycket värme som kan täckas av överskottsvärme i det undersökta området.
Indikatorer Investeringar nödvändiga, Årliga kostnader och utjämnade värmekostnader visar de specifika värmeproduktionskostnaderna för hela nätverket. Obs: de visade kostnaderna har uppskattats med en förenklad metod. Dessa kostnader gäller inte för enskilda rörledningar. De visade kostnaderna kan emellertid användas som ett förenklat startantagande som transportkostnader för integration av överskottsvärme i ett eventuellt närliggande fjärrvärmenät.
Från ovanstående kan följande arbetshierarki användas:
Kontrollera om det finns ett fjärrvärmenät eller är planerat i den aktuella regionen.
De visade rören innehåller flöden. Där kan du se hur mycket överskottsvärme som transporteras från respektive källa. De berörda företagen kunde nu kontaktas. Förmodligen först företagen med de höga kvantiteterna.
Överföringslinje och dess flöde Kontrollera DH Potential CM för att anpassa ingångar så att ett dh-område skapas.
Kontrollera lagret "industrinsidor" i användarvalet.
Kontrollera varning .
Öka sökradie
Öka transmissionslinjetröskeln
Kontrollera land och undersektor för uppladdade industrisidor.
CM har inte tillgång till bostadsvärmeprofildata som ska utföras i detta område.
Provkörning i PL22 med standardparametrar. Det rekommenderas att slå på överskottsvärmeplatser på fliken lager.
Provkörning i PL22. De rosa områdena representerar fjärrvärmen. Den orange cirklar värmekällan och de orange linjerna överföringslinjerna i nätverket. Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Den här grafiken visar nätverkets kostnader jämfört med det årliga flödet. Den orange punkten representerar det aktuella nätverket med dess inställda transmissionslinjetröskel I det här fallet kan vi se att det finns mycket mer överskottsvärme än använt, men på andra sidan uppnås nästan maximalt flöde, eftersom den orange punkten är 1530 GWh per år. I detta fall kan ökning av sökradie hjälpa till att distribuera mer överskottsvärme. I provkörning 2 kommer vi att göra exakt det.
Denna grafiska tomt utjämnade värmekostnaderna och den nödvändiga transmissionslinjetröskeln för ett visst flöde. De orange punkterna representerar värdet med den för närvarande inställda transmissionslinjetröskeln Ibland kan det vara till hjälp att dölja överföringslinjetröskeln i grafiken för att analysera de nivåiserade kostnaderna. Denna grafik visar det totala flödet genom nätverket under hela året. Den lägre grafiken representerar den genomsnittliga dagen. Eftersom standardtidsupplösningen är inställd på "vecka" är den i detta fall konstant. Provkörning i PL22 med maximal sökradius inställd på 40 km.
Provkörning i PL22. De rosa områdena representerar fjärrvärmen. Den orange cirklar värmekällan och de orange linjerna överföringslinjerna i nätverket. Nätverket är mycket större än i den första provkörningen.
Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Mer överskottsvärme används.
Den här grafiken visar nätverkets kostnader jämfört med det årliga flödet. Den orange punkten representerar det aktuella nätverket med dess inställda transmissionslinjetröskel Denna grafiska tomt utjämnade värmekostnaderna och den nödvändiga transmissionslinjetröskeln för ett visst flöde. De orange punkterna representerar värdet med den för närvarande inställda transmissionslinjetröskeln Ibland kan det vara till hjälp att dölja överföringslinjetröskeln i grafiken för att analysera de nivåiserade kostnaderna. Vi kan se ett lokalt minimum av utjämnade kostnader för värmeförsörjning till 4900 GWh per år. Genom att sväva över den gröna linjen kan vi bestämma att detta uppnås med en transmissionslinjetröskel på 0,11 ct / kWh. I provkörning 3 ska vi försöka hitta detta nätverk.
Denna grafik visar det totala flödet genom nätverket under hela året. Den lägre grafiken representerar den genomsnittliga dagen. Eftersom standardtidsupplösningen är inställd på "vecka" är den i detta fall konstant. Provkörning i PL22 med maximal sökradie inställd på 40 km, transmissionslinjetröskel inställd på 0,11ct / kWh och tidsupplösning inställd på "timme".
Provkörning i PL22. De rosa områdena representerar fjärrvärmen. Den orange cirklar värmekällan och de orange linjerna överföringslinjerna i nätverket. Nätverket är mindre än i andra körningen men behåller mycket av flödet.
Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Den här grafiken visar nätverkets kostnader jämfört med det årliga flödet. Den orange punkten representerar det aktuella nätverket med dess inställda transmissionslinjetröskel Denna grafiska tomt utjämnade uppvärmningskostnaderna och den nödvändiga transmissionslinjetröskeln för ett visst flöde. De orange punkterna representerar värdet med den för närvarande inställda transmissionslinjetröskeln Ibland kan det vara till hjälp att dölja överföringslinjetröskeln i grafiken för att analysera de nivåiserade kostnaderna. Vi kan se att vi bara når det lokala minimum. Skillnaden i kostnadsberäkningsgrafer till indikatorerna orsakas av approximationsfel. Men dessa fel är mestadels systematiska och kompenserar därför inte det minsta utan bara skala kurvan på ett annat sätt. Den nivåiserade kostnadsindikatorn visar nu 0,84 ct / kWh istället för 1,09 ct / kWh under andra körningen.
Denna grafik visar det totala flödet genom nätverket under hela året. Den lägre grafiken representerar den genomsnittliga dagen. Denna gång med tidsupplösningen inställd på "timme" representeras den genomsnittliga dagen korrekt. Denna sida är skriven av Ali Aydemir * och David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Attribution 4.0 Internationell licens Det här arbetet är licensierat under en Creative Commons CC BY 4.0 internationell licens.
SPDX-licensidentifierare: CC-BY-4.0
Licens-text: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Vi vill förmedla vår djupaste uppskattning till Horizon 2020 Hotmaps-projektet (bidragsavtal nummer 723677), som gav finansiering för att genomföra den nuvarande utredningen.
This page was automatically translated. View in another language:
English (original) Bulgarian* Croatian* Czech* Danish* Dutch* Estonian* Finnish* French* German* Greek* Hungarian* Irish* Italian* Latvian* Lithuanian* Maltese* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Spanish*
* machine translated> CM Överdriven värmetransportpotential
Detta CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL hjälper användaren att identifiera integrationspotentialer för överskottsvärme i fjärrvärmenät. Potentialerna är baserade på CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Denna CM identifierar områden med gynnsamma förhållanden för fjärrvärmenät. CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL visar hur mycket värme som kan täckas av industriell överskottsvärme i dessa områden. Detta betyder dock inte att det redan finns ett fjärrvärmenät i denna region.
Följande data och metoder kombineras för föregående uppgift.
Data:
Uppvärmningskrav för närliggande områden med gynnsamma villkor för fjärrvärmenät, som upplöses varje timme (från CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL).
Uppgifter om överskottsvärmevärden för industriföretag i området, som också löses varje timme (från datauppsättningen industriell databas).
Antaganden om kostnader för värmeväxlare, pumpar och rörledningar samt värmeförluster för fjärrvärmeledningar.
Metod (förenklad):
Syftet med metoden är att representera det största möjliga överskottsvärmeflödet med inte för många och därmed för långa rörledningar till möjliga fjärrvärmebrukare genom att generera nätverk med maximala flöden. Särskilt ineffektiva transportlinjer (med låga värmeflöden och därmed höga specifika värmetransportkostnader) beaktas emellertid inte i det slutliga nätet. Tröskeln för ekonomisk effektivitet för enskilda transportlinjer kan anges av användaren (se överföringslinjetröskeln).
Den grundläggande bakgrunden för tillvägagångssättet är som följer: om det bara finns några få källor för överskottsvärme kan en enda rörledning per källa alltid tas med i beräkningen för att transportera värmen till ett närliggande område med gynnsamma förutsättningar för fjärrvärme. Men om det finns flera överskott av värmekällor som ska flyta till samma område, skulle det vara meningsfullt att samla upp värmen och transportera den till området i en större gemensam rörledning. Tillvägagångssättet med ett rör per källa tenderar att överskatta ansträngningarna för rörledningarna.
För att motverka ovanstående tillnärmdes problemet med rörledningsplanering genom att anta ett nätverksflödesproblem. En heuristik används för att lösa problemet, där överskottsvärme kan samlas och transporteras till möjliga användare. Den konkreta metodkonstruktionen av lösningen med tillvägagångssättet från det minimala spanträdet beskrivs i den motsvarande metodiska delen. Den i föregående sammanhang bestämda rörledningskonstruktionen representerar därför inte en detaljerad planering eller verklig ruttvägledning, utan används endast för tillnärmning av kostnader för distribution av överskottsvärmemängderna i de närliggande områdena med gynnsamma förutsättningar för fjärrvärmenät (se se CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL, sammanhängande områden för nyckelord). Denna tillnärmning av kostnader avser alltså hela nätverket.
Resultaten bör sedan först tolkas på följande sätt: om de registrerade överskottsvärmemängderna skulle transporteras tillsammans till de angivna närliggande områdena, kan kostnaderna för värmefördelning ligga i storleksordningen som anges av verktyget (jfr. Nivåkostnad av värmeförsörjning). Som regel är värdena för hela nätverket också en bra startindikator för enskilda rörledningar. Syftet med resultaten är därför att ge en projektutvecklare eller planerare en storleksordning för möjliga distributionskostnader.
Fjärrvärmeområden (för tillfället direkt tillhandahållna av fjärrvärmepotential CM)
Industriell databas (som standard tillhandahålls av verktygslådan)
Ladda profiler för industrin
Lastprofiler för uppvärmning av bostäder och varmvatten
Min. värmebehov i hektar
Se DH Potential CM .
Min. värmebehov i ett DH-område
Se DH Potential CM .
Sökradie i km
Den maximala längden på en överföringslinje från punkt till punkt.
Livstid för utrustning i år
Nivellerade värmekostnader hänvisar till denna tidsperiod.
Rabatt i%
Räntesats för kredit som krävs för att bygga nätverket.
Kostnadsfaktor
Faktor för att anpassa nätverkskostnader om standardvärdena inte exakt representerar kostnaderna. De investeringar som krävs för nätverket multipliceras med denna faktor. Standardkostnader finns här .
Driftskostnader i%
Driftskostnader för nätverk per år. I procent av investeringarna som krävs för nätverket.
Tröskelvärde för transmissionslinjer i ct / kWh
Den maximala utjämnade kostnaden för värme för varje enskild transmissionslinje. Denna parameter kan användas för att kontrollera de nivåiserade värmekostnaderna för hela nätverket. Ett lägre värde motsvarar lägre utjämnade kostnad för värme men också en minskning av överskottsvärme som används och vice versa.
Tidsupplösning
Ställer in intervallet mellan nätflödesberäkningarna under hela året. Kan vara ett av dessa värden: (timme, dag, vecka, månad, år)
Rumslig upplösning i km
Ställer in startpunktsavståndet i longitud och latitud i dh-områden.
Växellinjer
Formfil som visar de föreslagna transmissionsledningarna med deras temperatur, årliga värmeflöde och kostnad. Detaljer kan hittas här.
Total överskottsvärme i valt område i GWh
Totalt överskottsvärme tillgängligt för industrianläggningar i utvalt område och närhet.
Överskottsvärme ansluten i GWh
Totalt överskottsvärme tillgängligt för industrianläggningar anslutna till ett nätverk.
Överskottsvärme som används i GWh
Faktisk överskottsvärme som används för dh.
Investeringar som krävs för nätverket i €
Investeringar som behövs för att bygga nätverket.
Årliga kostnader för nätverk i € / år
Kostnader orsakade av livränta och driftskostnader för nätverk per år.
Nivellerade kostnader för värmeförsörjning i ct / kWh
utjämnade kostnad för värme i hela nätverket.
DH-potential och överskottsvärme
Grafik som visar DH-potential, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Detaljer kan hittas här .
Överskottsvärme används och investeringar nödvändiga
Grafik som visar årlig levererad överskottsvärme till investeringar som är nödvändiga för nätverket. Detaljer kan hittas här .
Överskottsvärme som används och utjämnade kostnader
Grafik som visar årlig levererad överskottsvärme till nivåiserade kostnader för nätverk och motsvarande tröskel för överföringslinjer. Detaljer kan hittas här .
Ladda kurvor
Grafik som visar månatlig värmebehov och överskott. Detaljer kan hittas här .
Ladda kurvor
Grafik som visar den genomsnittliga dagliga värmebehovet och överskottet. Detaljer kan hittas här .
Exempel på en överföringslinje som visas i verktygslådan Genom att klicka på transmissionslinjen kommer ytterligare information att dyka upp.
Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Mer information om den årliga värmebehovet och DH-potentialen finns här . Överskottsvärmen, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme är desamma som deras lika namngivna indikatorer .
Den här grafiken visar nätverkets kostnader jämfört med det årliga flödet. Den orange punkten representerar det aktuella nätverket med dess inställda transmissionslinjetröskel X-axeln representerar det årliga flödet och y-axeln den nödvändiga investeringen för hela nätverket. Observera att x-axeln inte är linjär och kan vara förvirrande. Kontrollera alltid de verkliga värdena! Den orange punkten representerar nätverket vid den nuvarande inställda transmissionslinjetröskeln . Avvikelser från indikatorn för investeringsbehov är vanliga eftersom grafiken genereras med lägre noggrannhet på grund av beräkningskomplexiteten. Trenden och kursen i diagrammet representerar hur överföringslinjetröskeln påverkar nätverket och kan vara till stor hjälp. Särskilt i samband med nästa bild . I fall av små nätverk kanske denna grafik inte visar någon användbar information eftersom nätverket inte är tillräckligt komplex för variationer.
Denna grafiska tomt utjämnade värmekostnaderna och den nödvändiga transmissionslinjetröskeln för ett visst flöde. De orange punkterna representerar värdet med den för närvarande inställda transmissionslinjetröskeln X-axeln representerar det årliga flödet och y-axeln både utjämnade värmekostnader och transmissionslinjetröskeln . De orange punkterna representerar nätverket vid den nuvarande inställda transmissionslinjetröskeln . Eftersom transmissionslinjetröskelkurvan kan skala mycket högre än de nivåiserade kostnaderna kan det vara till hjälp att inaktivera vyn för transmissionslinjetröskelkurvan, som visas på bilden nedan. I fall av små nätverk kanske denna grafik inte visar någon användbar information eftersom nätverket inte är tillräckligt komplex för variationer.
Ibland kan det vara till hjälp att dölja överföringslinjetröskeln i grafiken för att analysera de nivåiserade kostnaderna. Avvikelser från de nivåiserade kostnaderna för värmeindikator är vanliga eftersom grafiken genereras med en lägre noggrannhet på grund av beräkningskomplexiteten. Trenden och kursen i diagrammet representerar hur överföringslinjetröskeln påverkar nätverket och kan vara till stor hjälp. När väl en önskad nivåiserad värmekostnad har valts kan transmissionslinjetröskelkurvan återaktiveras och motsvarande transmissionslinjetröskel för den önskade nivåiserade kostnaden kan läsas genom att sväva över kurvan vid denna punkt. Mer information om hur du använder grafiken finns här.
Denna grafik visar det totala flödet genom nätverket under hela året. Den lägre grafiken representerar den genomsnittliga dagen. X-axeln representerar tid och y-axelkraften. De blå kurvorna representerar värmebehovet i DH-områdena och de röda överskottsvärmen som finns tillgängliga. Korsningen mellan båda kurvorna representerar det verkliga totala värmeflödet. Den övre grafiken visar flödet under året och den nedre flödet av den genomsnittliga dagen. Observera att tidsupplösningen måste ställas in minst till "månad" för den övre och "timmen" för att den nedre bilden ska vara representativ.
Nyckelelementet i överskottsvärmemodulen är den källsänkmodell som används. Den konstruerar ett överföringsnät med minsta längd och beräknar flödet för varje timme under året baserat på bostadsvärmeprofiler med Nuts2-upplösning och industrilastprofiler med Nuts0-upplösning. Baserat på genomsnittliga toppflöden under året kan kostnader för varje transmissionslinje och värmeväxlare på käll- och sjunksidan beräknas.
Baserat på Nuts0 ID och industrisektorn tilldelas varje år en löst timprofil för varje källa.
Baserat på beräkningsmodulen för fjärrvärmepotentialen skapas likvidistiskt inresepunkter i de sammanhängande områdena. Beroende på Nuts2-ID för ingångspunkterna tilldelas en lastprofil.
Inom en inställd radie kontrolleras vilka källor som ligger inom varandra, vilka sänkor ligger inom varandra och vilka sänkor är inom källområdet. Detta kan representeras av en graf med källor och sänkor som bildar hörnpunkterna och topparna inom räckvidden som är anslutna med en kant.
Ett minimum sträckande träd beräknas med kanterna avstånd som vikter. Detta resulterar i att en graf behåller sin anslutning medan den har en total total längd på kanterna. Observera att ingångspunkterna för sammanhängande områden är internt anslutna eftersom de bildar sitt eget distributionsnät.
Det maximala flödet från källorna till sänkorna beräknas för varje timme på året.
Årets toppflöde i genomsnitt över 3 timmar bestämmer den erforderliga kapaciteten för transmissionslinjer och värmeväxlare. Kostnaderna för transmissionslinjerna beror på längden och kapaciteten, medan kostnaderna för värmeväxlarna endast påverkas av kapaciteten. På källsidan antas en luft till vätska värmeväxlare med integrerad pump för transmissionsledningen och på sjunksidan en vätska till vätska värmeväxlare.
Eftersom kostnaden och flödet för varje överföringslinje är kända kan linjerna med det högsta förhållandet mellan kostnad och flöde avlägsnas och flödet beräknas tills en önskad kostnad per flöde uppnås.
För beräkningen av avståndet mellan två punkter används en liten vinkel approximation av loxodrome längd. Även om det finns en exakt implementering av ortodromavståndet har den ökade noggrannheten ingen verklig fördel på grund av de små avstånden som oftast är lägre än 20 km och osäkerheten i den verkliga transmissionslinjelängden på grund av många faktorer som topologi. Om två punkter ligger inom radieområdet lagras det i en adjacenslista. Skapandet av sådana ordentliga listor utförs mellan källor och källor, sänkor och sänkor och källor och sänkor. Anledningen till separationen ligger i flexibiliteten att lägga till vissa temperaturkrav för källor eller sänkor.
Baserat på igraph-biblioteket implementeras en NetworkGraph-klass med all funktionalitet som behövs för beräkningsmodulen. Medan igraph är dåligt dokumenterat erbjuder det mycket bättre prestanda än rena pythonmoduler som NetworkX och ett bredare plattformsstöd utöver Linux till skillnad från grafverktyg. NetworkGraph-klassen beskriver bara ett nätverk på ytan men innehåller 3 olika grafer. För det första, diagrammet som beskriver nätverket som det definieras av de tre adjacenslistorna. För det andra överensstämmer korrespondensgrafen internt sänkor med samma sammanhängande område och sist det maximala flödesdiagrammet som används för det maximala flödesberäkningen.
Innehåller bara de verkliga källorna och sänkorna som vertikaler.
Varje diskbänk behöver en korrespondens-id, som indikerar om den är internt ansluten av ett redan existerande nätverk som i sammanhängande områden. Diskbänkar med samma korrespondens-id är anslutna till ett nytt toppunkt med kanter med nollvikter. Detta är avgörande för beräkningen av ett minimum sträckande träd och anledningen till att korrespondensgrafen används för det. Denna funktion implementeras också för källor men används inte.
Eftersom igraph inte stöder flera källor och sjunker i sin maximala flödesfunktion behövs en hjälpgraf. Det introducerar en oändlig källa och toppvinkeln. Varje verklig källa är ansluten till den oändliga källan och varje verklig diskbänk är ansluten till den oändliga sjunken med en kant. Observera att om en diskbänk är ansluten till en korrespondens vertex kommer detta toppunkt att vara anslutet snarare än sjunken.
Baserat på korrespondensgrafen beräknas det minsta spännträdet. De kanter som förbinder de koherenta sänkorna har alltid vikten 0 så att de alltid kommer att förbli en del av det minsta spännträdet.
Flödet genom kanterna som förbinder de verkliga källorna eller sjunkerna till den oändliga källan respektive sjunken är begränsad till den verkliga kapaciteten för varje källa eller sjunker. Av numeriska skäl normaliseras kapaciteterna så att den största kapaciteten är 1. Flödet genom den delmängd kanter som finns i korrespondensgrafen är begränsad till 1000, vilket för alla intensiva och ändamål bör erbjuda obegränsat flöde. Därefter beräknas det maximala flödet från den oändliga källan till det oändliga diskbänken och flödet återberäknas till dess ursprungliga storlek. Eftersom koherenta sänkor inte är direkt anslutna till det oändliga sjunktoppvattnet men genom korrespondensvinkeln är flödet genom det begränsat till summan av alla koherenta sänkor.
Implementeringen av igraphs maximala flödesfunktion använder Push-relabel-algoritmen. Denna typ av algoritm är inte kostnadskänslig och kanske inte alltid hittar det kortaste sättet att dirigera flödet. En kostnadskänslig algoritm finns inte tillgänglig i igraph och prestandan skulle troligtvis vara låg för att kunna lösa ett timbaserat flöde under året. Men på grund av den tidigare reduktionen till ett minimum som sträcker sig är de fall där en icke idealisk lösning väljs mycket begränsade och osannolika. Push-relabel-algoritmen har också en tendens att dirigera flödet genom den minsta mängden kanter. Imraphimplementeringen verkar vara deterministisk i ordningen för tilldelning av flödet om graferna är åtminstone automorfismer, vilket är viktigt för den timbaserade flödesberäkningen eftersom varje konstgjordt infört flödesoscillation mellan kanterna är oönskat.
Värmekällorna hämtas från den industriella databasen. Baserat på deras överskottsvärme, Nuts0 ID och industrisektorn skapas en lastprofil som täcker varje timme på året för varje webbplats. Det anpassade tillägget av webbplatser planeras.
Kylflänsen är baserade på sammanhängande områden med känt värmebehov. De sammanhängande områdena bildar en mask för ett rutnät på vilket ekvidistanta punkter placeras som ingångspunkter. Beroende på den valda Nuts2-ID tilldelas en bostadsvärmeprofil till sänkorna. Det anpassade tillägget av ingångspunkter och handfat planeras.
De nämnda lastprofilerna består av 8760 punkter som representerar lasten för varje timme under de 365 dagarna. Mer information om lastprofilerna hittar du här.
Eftersom fjärrvärmesystemen har en stor värmekapacitet betyder inte en topp i flöde transmissionsledningarna behöver leverera den korta spetsen omedelbart. Därför bestäms de erforderliga kapaciteterna för transmissionslinjerna och värmeväxlarna av den genomsnittliga toppbelastningen. Specifikt används numpy-konvolutionsfunktionen för att medelvärdet av flödet under de senaste tre timmarna genom att vrida sig till en konstant funktion. Beroende på detta värde väljs en överföringslinje från följande tabell.
Specifika kostnader för överföringslinjer som används
| Kraft i MW | Kostnader i € / m | Temperatur i ° 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 |
Kostnaderna för värmeväxlaren på källsidan som antas som luft till vätska beräknas med
C HSource (en-P) = P- topp * 15 000 € / MW.
Kostnaderna för vätska till flytande värmeväxlare på sjunksidan bestäms med
C HSink (sv-P) = P- topp * 265 000 € / MW om P- topp <1MW eller
C HSink (sv-P) = P- topp * 100 000 € / MW annat.
Kostnaderna för pumpen följer
C Pump (sv-P) = P- topp * 240 000 € / MW om P- topp <1MW eller
C Pump (sv-P) = P- topp * 90 000 € / MW annat.
Med en kostnad för flödesgräns för överföringslinjer kan de tas bort om de överskrider det för att förbättra förhållandet mellan flöde och kostnad. Efter borttagning av kanter måste flödet beräknas om eftersom kontinuiteten i flödet i grafen inte garanteras längre. Förhållandet mellan kostnad och flöde kan också öka för andra kanter nu, så denna process upprepas tills summan av alla flöden inte förändras längre.
Först laddas värmekällorna och sänkorna med sina lastprofiler. Sedan utförs den fasta radie-sökningen och nätverket initieras. Därefter reduceras nätverket till det minsta spännträdet och det maximala flödet beräknas för varje timme på året. Baserat på flödet beräknas kostnaderna för varje värmeväxlare, pump och transmissionsledning. Om en tröskelkostnad till flödesförhållande definieras utförs borttagningen av överföringsledningsförfarandet. I slutändan returneras den totala kostnaden och det totala flödet för nätverket och nätverkets layout.
Det nuvarande CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL är avsett att hjälpa användaren att identifiera integrationspotentialer för överskottsvärme i fjärrvärmenät. Även om många analysfunktioner ges för att inte begränsa användaren, måste det uttryckligen påpekas att detta inte är en detaljerad teknisk planering. Potentialerna är baserade på CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Denna CM identifierar områden med gynnsamma förhållanden för fjärrvärmenät. CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL visar således hur mycket värme som kan täckas av industriell överskottsvärme i dessa områden. Detta betyder dock inte att det redan finns ett fjärrvärmenät i denna region. En applikationsorienterad användning av verktyget för utövare kan därför se ut enligt följande:
Lägg eventuellt till dina egna data om överskottsvärme för att ge företag i regionen tilläggsindustrifabriken cm.
Slå på "överskottsvärme för industrisajter"
Kör CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL.
Värdet
Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. visar hur mycket värme som kan täckas av överskottsvärme i det undersökta området.
Indikatorer Investeringar nödvändiga, Årliga kostnader och utjämnade värmekostnader visar de specifika värmeproduktionskostnaderna för hela nätverket. Obs: de visade kostnaderna har uppskattats med en förenklad metod. Dessa kostnader gäller inte för enskilda rörledningar. De visade kostnaderna kan emellertid användas som ett förenklat startantagande som transportkostnader för integration av överskottsvärme i ett eventuellt närliggande fjärrvärmenät.
Från ovanstående kan följande arbetshierarki användas:
Kontrollera om det finns ett fjärrvärmenät eller är planerat i den aktuella regionen.
De visade rören innehåller flöden. Där kan du se hur mycket överskottsvärme som transporteras från respektive källa. De berörda företagen kunde nu kontaktas. Förmodligen först företagen med de höga kvantiteterna.
Överföringslinje och dess flöde Kontrollera DH Potential CM för att anpassa ingångar så att ett dh-område skapas.
Kontrollera lagret "industrinsidor" i användarvalet.
Kontrollera varning .
Öka sökradie
Öka transmissionslinjetröskeln
Kontrollera land och undersektor för uppladdade industrisidor.
CM har inte tillgång till bostadsvärmeprofildata som ska utföras i detta område.
Provkörning i PL22 med standardparametrar. Det rekommenderas att slå på överskottsvärmeplatser på fliken lager.
Provkörning i PL22. De rosa områdena representerar fjärrvärmen. Den orange cirklar värmekällan och de orange linjerna överföringslinjerna i nätverket. Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Den här grafiken visar nätverkets kostnader jämfört med det årliga flödet. Den orange punkten representerar det aktuella nätverket med dess inställda transmissionslinjetröskel I det här fallet kan vi se att det finns mycket mer överskottsvärme än använt, men på andra sidan uppnås nästan maximalt flöde, eftersom den orange punkten är 1530 GWh per år. I detta fall kan ökning av sökradie hjälpa till att distribuera mer överskottsvärme. I provkörning 2 kommer vi att göra exakt det.
Denna grafiska tomt utjämnade värmekostnaderna och den nödvändiga transmissionslinjetröskeln för ett visst flöde. De orange punkterna representerar värdet med den för närvarande inställda transmissionslinjetröskeln Ibland kan det vara till hjälp att dölja överföringslinjetröskeln i grafiken för att analysera de nivåiserade kostnaderna. Denna grafik visar det totala flödet genom nätverket under hela året. Den lägre grafiken representerar den genomsnittliga dagen. Eftersom standardtidsupplösningen är inställd på "vecka" är den i detta fall konstant. Provkörning i PL22 med maximal sökradius inställd på 40 km.
Provkörning i PL22. De rosa områdena representerar fjärrvärmen. Den orange cirklar värmekällan och de orange linjerna överföringslinjerna i nätverket. Nätverket är mycket större än i den första provkörningen.
Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Mer överskottsvärme används.
Den här grafiken visar nätverkets kostnader jämfört med det årliga flödet. Den orange punkten representerar det aktuella nätverket med dess inställda transmissionslinjetröskel Denna grafiska tomt utjämnade värmekostnaderna och den nödvändiga transmissionslinjetröskeln för ett visst flöde. De orange punkterna representerar värdet med den för närvarande inställda transmissionslinjetröskeln Ibland kan det vara till hjälp att dölja överföringslinjetröskeln i grafiken för att analysera de nivåiserade kostnaderna. Vi kan se ett lokalt minimum av utjämnade kostnader för värmeförsörjning till 4900 GWh per år. Genom att sväva över den gröna linjen kan vi bestämma att detta uppnås med en transmissionslinjetröskel på 0,11 ct / kWh. I provkörning 3 ska vi försöka hitta detta nätverk.
Denna grafik visar det totala flödet genom nätverket under hela året. Den lägre grafiken representerar den genomsnittliga dagen. Eftersom standardtidsupplösningen är inställd på "vecka" är den i detta fall konstant. Provkörning i PL22 med maximal sökradie inställd på 40 km, transmissionslinjetröskel inställd på 0,11ct / kWh och tidsupplösning inställd på "timme".
Provkörning i PL22. De rosa områdena representerar fjärrvärmen. Den orange cirklar värmekällan och de orange linjerna överföringslinjerna i nätverket. Nätverket är mindre än i andra körningen men behåller mycket av flödet.
Denna grafik jämför DH-potentialen, total överskottsvärme, ansluten överskottsvärme och använt överskottsvärme. Den här grafiken visar nätverkets kostnader jämfört med det årliga flödet. Den orange punkten representerar det aktuella nätverket med dess inställda transmissionslinjetröskel Denna grafiska tomt utjämnade uppvärmningskostnaderna och den nödvändiga transmissionslinjetröskeln för ett visst flöde. De orange punkterna representerar värdet med den för närvarande inställda transmissionslinjetröskeln Ibland kan det vara till hjälp att dölja överföringslinjetröskeln i grafiken för att analysera de nivåiserade kostnaderna. Vi kan se att vi bara når det lokala minimum. Skillnaden i kostnadsberäkningsgrafer till indikatorerna orsakas av approximationsfel. Men dessa fel är mestadels systematiska och kompenserar därför inte det minsta utan bara skala kurvan på ett annat sätt. Den nivåiserade kostnadsindikatorn visar nu 0,84 ct / kWh istället för 1,09 ct / kWh under andra körningen.
Denna grafik visar det totala flödet genom nätverket under hela året. Den lägre grafiken representerar den genomsnittliga dagen. Denna gång med tidsupplösningen inställd på "timme" representeras den genomsnittliga dagen korrekt. Denna sida är skriven av Ali Aydemir * och David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Attribution 4.0 Internationell licens Det här arbetet är licensierat under en Creative Commons CC BY 4.0 internationell licens.
SPDX-licensidentifierare: CC-BY-4.0
Licens-text: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Vi vill förmedla vår djupaste uppskattning till Horizon 2020 Hotmaps-projektet (bidragsavtal nummer 723677), som gav finansiering för att genomföra den nuvarande utredningen.
This page was automatically translated. View in another language:
English (original) Bulgarian* Croatian* Czech* Danish* Dutch* Estonian* Finnish* French* German* Greek* Hungarian* Irish* Italian* Latvian* Lithuanian* Maltese* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Spanish*
* machine translated