Benutzer­handbuch

Energiesenke/-quelle

Die Komponente Energiesenke/-quelle ermöglicht die Modellierung von Prozessen, bei denen die Eintritts- und Austrittstemperaturen sowie die Leistungsaufnahme oder -abgabe innerhalb festgelegter Parameter definiert werden sollen. Damit können beliebige Prozesse zur Wärmeaufnahme, -abgabe sowie Kälteaufnahme und -abgabe in das Energiesystem integriert werden. Einfache Beispiele für diese Anwendung sind: technische Abwärmeprozesse, Prozesskälte, Kühlung von Serverräumen, Bezug und Einspeisung in Wärmenetze.

Bei der Auswahl der Komponente kann zwischen einer Variante mit oder ohne integrierte Pumpe gewählt werden. Wird die Option mit integrierter Pumpe gewählt, arbeitet die Komponente mit dem berechneten Nenndurchsatz. In diesem Fall ist eine Modulation des Durchsatzes nicht möglich, d.h. der Durchsatz kann nicht frei angepasst werden.

Energiesenke/-quelle ohne Profil

Falls die Energiesenke/-quelle ohne Profil ausgewählt wird, berechnet die Komponente das ganze Jahr über mit den eingegebenen Werten für Eintrittstemperatur, Austrittstemperatur und Leistung. Die Funktion der Komponente kann über die Tabelleneigenschaft „Funktionalität“ festgelegt werden. Diese Eigenschaft definiert die Art des Energieaustauschs, der durch die Komponente modelliert wird, wie beispielsweise:

• Wärmeverbraucher (z. B. Prozesswärmebedarf, Gebäudeheizbedarf, Warmwasser)
• Kälteverbraucher (z. B. Prozesskühlungsbedarf, Gebäudekühlungsbedarf, Serverkühlung)
• Wärmeerzeuger (z. B. allgemeiner Wärmeerzeuger, Fernwärme, Kühlung von Serverräumen)
• Kälteerzeuger (z. B. generischer Kälteerzeuger, Fernkälte, Prozesskälte)

Energiesenke/-quelle mit Profil

In der Komponente Energiesenke/-quelle besteht die Möglichkeit, ein Profil zu hinterlegen. In diesem Profil können die Eintrittstemperatur und die Austrittstemperatur für ein beliebiges Zeitintervall definiert werden. Die Berechnung folgt den Prinzipien des Standardmodells oder des Modells mit konstanter Leistung, je nachdem, welches Modell vom Benutzer ausgewählt wurde.

Ähnlich wie im Fall ohne Profil können verschiedene Konfigurationen in Form von Profiltypen gewählt werden:

• Wärme- und Kühlbedarf (kombiniertes Profil, das sowohl einen Wärme- als auch einen Kühlbedarf simuliert)
• Wärmeverbraucher
• Kälteverbraucher
• Wärmeerzeuger
• Kälteerzeuger

Funktionalität – Profiltypen

Wärmeverbraucher

Bei dieser Konfiguration wird die Wärmeleistung von der Flüssigkeit an die Energiesenke/Quelle abgegeben, sodass die Auslegungstemperatur am Einlass höher sein muss als die Auslegungstemperatur am Auslass.

Kälteverbraucher

Hier wird die Wärmeleistung von der Energiesenke/Quelle an die Flüssigkeit abgegeben, daher muss die Auslegungstemperatur am Einlass niedriger sein als die Auslegungstemperatur am Auslass.

Wärmeerzeuger

Hier wird die Wärmeleistung von der Energiesenke/Quelle an die Flüssigkeit abgegeben, daher muss die Auslegungstemperatur am Einlass niedriger sein als die Auslegungstemperatur am Auslass.

Kälteerzeuger

Wenn diese Funktion eingestellt ist, wird die Wärmeleistung von der Flüssigkeit an die Energiesenke/Quelle abgegeben, so dass die Auslegungseintrittstemperatur höher sein muss als die Auslegungsaustrittstemperatur.

Standardmodell

Im Standardmodell entspricht die tatsächliche Austrittstemperatur immer der eingestellten Austrittstemperatur:

\(T_{out} = T_{out,set}\)

Weicht die tatsächliche Vorlauftemperatur von der geplanten Vorlauftemperatur ab, ändert sich die Leistungsabgabe bzw. -aufnahme entsprechend:

\(\dot {Q} = \dot {V} \cdot (e_{out} – e_{in})\)

Dabei ist \(e\) die volumetrische spezifische Energie des Fluids \([J/m^{3}]\) in Abhängigkeit von der Temperatur:

\(e_{out} = e(T_{out})\)

\(e_{in} = e(T_{in})\)

und \(\dot {V}\) ist die tatsächliche Durchflussmenge, die in der Komponente fließt. Wenn sich die Pumpe, welche die Energiesenke regelt, auf die Auslegungsdurchflussmenge der Energiesenke bezieht, dann:

\(\dot V = \frac {\dot {Q}_{set}}{\left| e_{out,set} – e_{in,set} \right|}\)

Konstante Leistung

Beim Modell der konstanten Leistung ist die Temperaturdifferenz zwischen Auslass- und Einlasstemperatur immer konstant und gleich dem Auslegungsdelta T. Weicht die Einlasstemperatur von der eingestellten Einlasstemperatur ab, so weicht die Auslasstemperatur entsprechend ab, so dass sich das Delta T nicht ändert. Anders als beim Standardmodell wird beim „Konstante Leistung“ Modell die übertragene/abgegebene Leistung als Differenz zwischen der eingestellten Leistung und dem Leistungsdefizit berechnet:

\(\dot{Q} = \dot{Q}_{set}-\dot{Q}_{def}\)

\(\dot{Q}_{def} = \dot{V}_{nom} \cdot (e_{in}-e_{in,set})\)

und wenn \(\dot {V}\) die Auslegungsdurchflussmenge der Energiesenke ist, dann:

\(\dot{V}_{nom} = \frac{\dot{Q}_{set}}{e_{out,set}-e_{in,set}}\)