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Dynamische Lastflussrechnung für Wärmenetze
Eine statische Lastflussrechnung, wie sie in herkömmlicher Software oft verwendet wird, genügt häufig nicht, da sie stets von einem eingeschwungenen, sprich stabilen, stationären Zustand des Netzes nach jedem Zeitschritt ausgeht. Hier setzt die dynamische Lastflussrechnung an und bietet folgende Vorteile:
- Eine zeitlich und örtlich aufgelöste, dynamische und bidirektionale Berechnung eines jeden beliebigen Wärmenetzes unter Berücksichtigung der hydraulischen Trägheit des Wassers.
- Realitätsnahe Temperaturverläufe ermöglichen eine präzise Simulation von Temperaturänderungen im Netz, sodass Anpassungen der Vor- oder Rücklauftemperatur erst zeitverzögert beim Verbraucher ankommen, anstatt – wie bei statischen Berechnungen – sofort im gleichen Zeitschritt wirksam zu sein.
- Die Berechnung geplanter Temperaturerhöhungen oder -absenkungen (z.B. Einsatz von Wärmepumpen) innerhalb des Vor- oder Rücklaufs.
Die dynamische Lastflussrechnung schafft einen realitätsnahen digitalen Zwilling des jeweiligen Wärmenetzes. Damit können präzisere und praxisnahe Ergebnisse für verschiedene Anwendungen erzielt werden. So lässt sich die Methode ideal einsetzen für die Planung neuer Netze und Netzabschnitte, die Berechnung optimaler Rohrdurchmesser, die Erkennung von Lastflüssen (grafisch dargestellt als Video über ein gesamtes Jahr) sowie das Erkennen von Über- und Unterdimensionierungen. Auch die Bestimmung geeigneter Einspeisepunkte, die Optimierung des Temperaturniveaus und die Integration innovativer und/oder erneuerbarer Technologien profitieren davon.
Besonders relevant ist die dynamische Lastflussrechnung für Unternehmen, die ein neues Wärmenetz errichten oder in ein bestehendes Netz einspeisen und das Temperaturniveau anpassen möchten. Ebenso ist sie wertvoll für Betreiber, die ihr Wärmenetz erweitern, Lastflüsse oder Temperaturen optimieren oder neue Ein- und Ausspeisestellen integrieren wollen.
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Schritt 1: Analyse des Wärmenetzes und Definition der Szenarien
Zunächst wird das Wärmenetz analysiert, um seine Struktur und Betriebsparameter zu verstehen. Anhand dieser Analyse werden spezifische Szenarien festgelegt, die simuliert werden sollen.
Schritt 2: Erstellung eines digitalen Zwillings und Simulation
Ein digitaler Zwilling des Wärmenetzes wird erstellt, der die physikalischen Eigenschaften des realen Netzes abbildet. Dadurch lassen sich verschiedene Betriebsbedingungen und Technologien realitätsnah simulieren und optimieren.
Schritt 3: Umsetzung der Ergebnisse im realen Anwendungsfall
Die gewonnenen Erkenntnisse fließen direkt in das reale Wärmenetz ein. Dies beinhaltet Optimierungen im Netzbetrieb oder die Integration neuer Technologien, um Effizienz und Stabilität zu verbessern.