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Wärmenetz–
simulationen

Wie stellt sich die Volumenstromverteilung in meinem Wärmenetz bei unterschiedlichen Erzeugungs- und Verbrauchssituationen ein?

Wann muss ich meine Erzeugung in der Nacht hochfahren, um auch den kritischen Kunden in der Morgenrampe versorgen zu können?

Welche Auswirkung hat die langfristige Absenkung meiner Netztemperatur sowohl auf die Netzthermik als auch auf die Netzhydraulik?

All das sind Fragen, vor denen Wärmenetzbetreiber oftmals stehen. Für eine Antwort bedarf es detaillierter, thermisch-hydraulischer Wärmenetzsimulationen. Mit unserer wissenschaftlichen Expertise und eigenen Simulationsprogrammen können wir in Zusammenarbeit mit unseren Kunden genau diese Fragen beantworten und auch in Zeiten verstärkter Einbindung regenerativer Wärme noch Möglichkeiten eines effizienten Kombinationsbetriebes aus erneuerbaren und konventionellen Anlagen aufzeigen. Unsere Wärmenetzsimulationen eröffnen unseren Kunden neue Möglichkeiten:

  • Berechnung der Verteilungsverluste
  • Identifikation von Optimierungspotenzialen
  • Erarbeitung von Dekarbonisierungsstrategien
  • Stündlich aufgelöste Jahressimulationen (vgl. Beispielvideo)

Unser Experte

M. Sc. Christian Thommessen

Ansprechpartner für Wärmenetzsimulationen

Unser Vorgehen

Im ersten Schritt bilden wir die Wärmenetze unserer Kunden digital in unserer Simulationsumgebung ab. Hierbei erfolgt in der Regel die Berücksichtigung der GIS-Daten der Wärmenetzbetreiber. Anschließend werden alle relevanten Eingangsgrößen für die Wärmenetzsimulation zusammengetragen. Sollten diese nicht vollständig durch den Kunden zur Verfügung gestellt werden können, so greifen wir auf einen breiten Fundus an geeigneten Methoden zurück, um uns Werte wie beispielsweise die am Netzstandort stündlich aufgelöste Erdreichtemperatur in der Verlegetiefe zu berechnen. Sind die Netze einmal vollständig modelliert, so können verschiedene Ergebnisgrößen bei variablen Eingangsparametern berechnet werden.

Die Netzsimulation erfolgt in stündlicher Auflösung. Wie auch der Zeithorizont ist ebenso die Auflösung der Simulationsintervalle frei wählbar. Die Effizienz des Netzbetriebes wird anhand der berechneten Wärme- und Druckverluste bewertet, da diese unmittelbaren Einfluss auf sowohl den mit der Wärmeverteilung verbundenen Primärenergiebedarf als auch die CO2-Emissionen haben.

  • Thermisch-hydraulisch gekoppelte Netzsimulation
  • Frei wählbare Auflösung der Simulationsschritte
  • Frei wählbarer Betrachtungshorizont
  • Berechnung der Verteilungsverluste

Downloads

Beispielanalyse
(PDF, 1.362 KB)

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FAQ

In welcher Auflösung erfolgt die Wärmenetzsimulation und kann diese angepasst werden?
Die Auflösung unserer Simulationsmodelle wird Ihren individuellen Bedürfnissen angepasst. Die Betrachtung einzelner Lastfälle ist ebenso möglich wie die Simulation über längere Zeiträume. Insbesondere bei strategisch wichtigen Entscheidungen empfehlen wir eine stundenscharfe Jahresbetrachtung bei der Wärmenetzsimulation, um zeitabhängige Einflüsse aussagekräftig und genau abzubilden.
Handelt es sich um eine statische oder eine dynamische Simulation?
Die Wärmenetzsimulation erfolgt in der Regel statisch. Die deutlich komplexeren dynamischen Netzsimulationen sind kaum mit zusätzlichen Erkenntnissen verbunden, weshalb Aufwand zu Nutzen in einem schlechten Verhältnis stehen. Durch die Aneinanderreihung statischer Simulationspunkte mit frei wählbarer Auflösung können die Extended-Period-Simulationen „quasi-dynamisiert“ werden.
Können GIS-Daten von Wärmenetzen verwendet werden?
GIS-Daten können für die Wärmenetzsimulation verwendet werden. Dadurch lässt sich der Aufwand der Modellierung der Netze in unseren eigenen Simulationsprogrammen reduzieren. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass die GIS-Daten sorgfältig gepflegt und regelmäßig aktualisiert werden. Auch hierfür bieten wir Ihnen gerne unsere Unterstützung an.
Welche Eingangsparameter werden für die Wärmenetzsimulation benötigt?
Neben der Netztopografie und der Geometrie der Rohrleitungen werden ebenfalls Informationen über die Eigenschaften des umgebenden Erdreiches benötigt. Mit diesen Informationen können die Wärmeverluste detailliert bestimmt werden. Liegen keine Daten vor, so können bewährte Verfahren zur Errechnung der benötigten Werte angewandt werden.
Welche Ergebnisgrößen werden erzeugt?
In jedem Simulationsschritt werden sowohl die Wärme- als auch die Druckverluste für das Gesamtnetz ermittelt (thermisch-hydraulische Netzsimulation). Bei Bedarf können diese Werte auch für einzelne Stränge oder Leitungen zur Verfügung gestellt werden. Ebenso werden die Volumenstromverteilung im Netz und die Temperaturen an den einzelnen Netzknoten berechnet. Die Informationen dienen in einer anschließenden Analyse zur Identifikation von Optimierungspotenzialen.

Weitere Leistungen

Energysystemanalysen
Erzeugungsanlagen–
simulation
Beratungs–
dienstleistung