not logged in | [Login]
Uporaba odvečne toplote za daljinsko ogrevanje.
Ključni element modula za presežno toploto je uporabljen model umivalnika vira. Zgradi prenosno omrežje najmanjše dolžine in izračuna pretok za vsako uro v letu na podlagi profilov obremenitve za ogrevanje stanovanj z ločljivostjo Nuts2 in profilov obremenitve z ločljivostjo Nuts0. Na podlagi povprečnih najvišjih pretokov skozi celotno leto se lahko izračunajo stroški za vsak daljnovod in izmenjevalnik toplote na izvoru in ponori.
Na podlagi ID-ja Nuts0 in industrijskega sektorja je vsakemu viru dodeljen celoletni profil nalaganja.
Na podlagi modula za izračun potenciala daljinskega ogrevanja se v koherentnih območjih ustvarijo vhodne točke. Glede na ID Nuts2 vhodnih točk je dodeljen profil obremenitve.
Znotraj nastavljenega polmera se preveri, kateri viri so v dosegu drug od drugega, kateri ponori so v dosegu drug drugega in kateri ponori so v dosegu virov. To je lahko predstavljeno z grafom z viri in ponori, ki tvorijo točki in točki v območju, ki jih povezuje rob.
Najmanjše razponsko drevo se izračuna z razdaljo robov kot uteži. Posledica tega je, da graf ohranja svojo povezljivost, hkrati pa ima minimalno skupno dolžino robov. Upoštevajte, da so vstopna mesta skladnih območij interno brezplačno povezana, saj tvorijo svoje lastno distribucijsko omrežje.
Največji pretok od izvirov do ponorov se izračuna za vsako uro v letu.
Najvišji letni pretok v povprečju v treh urah določa potrebno zmogljivost daljnovodov in toplotnih izmenjevalcev. Stroški daljnovodov so odvisni od dolžine in zmogljivosti, na stroške toplotnih izmenjevalcev pa vpliva le zmogljivost. Na strani vira se predvideva izmenjevalec toplote zrak / tekočina z vgrajeno črpalko za daljnovod, na strani umivalnika pa izmenjevalec toplote na tekočino.
Ker so znani stroški in pretok vsakega daljnovoda, se lahko odstranijo daljnovodi z najvišjim razmerjem med stroški in pretokom in preračun toka, dokler ni dosežen želeni strošek na pretok.
Za izračun razdalje med dvema točkama se uporabi majhen približek dolžine lokodroma. Čeprav obstaja tudi natančna izvedba ortoromske razdalje, povečana natančnost nima prave koristi zaradi majhnih razdalj, ki so večinoma nižje od 20 km, in negotovosti dejanske dolžine daljnovoda zaradi številnih dejavnikov, kot je topologija. Če sta dve polti v območju polmera, se ta shrani na seznam sosednjih mest. Ustvarjanje takšnih seznamov sosednosti se izvaja med viri in viri, ponori in ponori ter viri in ponori. Razlog za ločitev je v prilagodljivosti dodajanja določenih temperaturnih zahtev za vire ali ponore.
Na podlagi knjižnice igraph je implementiran razred NetworkGraph z vsemi funkcionalnostmi, ki so potrebne za modul za izračun. Čeprav je igraph slabo dokumentiran, ponuja veliko boljše zmogljivosti kot čisti moduli python, kot je NetworkX, in širšo podporo za platformo izven Linuxa, za razliko od graf orodja. Razred NetworkGraph opisuje samo eno omrežje na površini, vendar vsebuje 3 različne grafe. Prvič, graf, ki opisuje omrežje, kot je opredeljeno s tremi seznami sosednjih mest. Drugič, dopisni graf, ki med seboj povezuje ponore istega koherentnega območja in nazadnje graf največjega pretoka, uporabljen za izračun največjega pretoka.
Vsebuje le resnične vire in ponor kot točke.
Vsako pomivalno korito potrebuje dopisni ID, ki označuje, če je notranje povezan z že obstoječim omrežjem, na primer v koherentnih območjih. Potopi z istim ID-jem korespondence so povezani z novo točko z robovi z ničelno težo. To je ključnega pomena za izračun minimalnega razponskega drevesa in razlog, zakaj se zanj uporablja graf korespondence. Ta funkcija je uporabljena tudi za vire, vendar se ne uporablja.
Ker igraph ne podpira več virov in se potopi v funkciji največjega pretoka, je potreben pomožni graf. Uvaja neskončno točko izvora in vrtače. Vsak resnični vir je povezan z neskončnim virom in vsak pravi umivalnik je z robom povezan z neskončnim pomivalnim koritom. Upoštevajte, da če je pomivalno korito povezano z dopisno točko, bo to območje povezano kot sam pomivalni stroj.
Na podlagi dopisnega grafa se izračuna najmanjše razponsko drevo. Robovi, ki povezujejo koherentne ponorje, imajo vedno težo 0, tako da bodo vedno ostali del minimalnega razponskega drevesa.
Pretok skozi robove, ki povezujejo resnične vire ali ponor z neskončnim virom ali umivalnikom, je omejen na resnično zmogljivost vsakega vira ali korita. Zaradi številčnih razlogov se zmogljivosti normalizirajo, tako da je največja zmogljivost 1. Pretok skozi podmnožico robov, ki jih vsebuje korespondenčni graf, je omejen na 1000, kar bi moralo za vse intenzivne in namenske namene nuditi neomejen pretok. Nato se izračuna največji pretok iz neskončnega vira v neskončni umivalnik in pretok prilagodi na prvotno velikost. Ker koherentna ponora niso neposredno povezana z vrhom neskončnega ponorja, temveč je z dopisno točko pretok skozi njo omejen na vsoto vseh koherentnih ponorov.
Izvajanje funkcije največjega pretoka igrafa uporablja algoritem Push-relabel. Ta vrsta algoritma ni stroškovno občutljiva in morda ne najde vedno najkrajšega načina usmerjanja toka. V igraphu ni na voljo stroškovno občutljivega algoritma in zmogljivost bo verjetno nizka, da bi lahko rešili pretok po urah na uro. Toda zaradi predhodnega znižanja na minimalno naravnano drevo so primeri, v katerih se izbere neidealna rešitev, zelo omejeni in malo verjetni. Algoritem Push-relabel ima tudi nagnjenost k pretoku skozi najmanjšo količino robov. Zdi se, da je izvedba igrada determinirana v vrstnem redu razporeditve toka, če so grafi vsaj avtoorfizmi, kar je pomembno za urni izračun pretoka, saj je vsako umetno uvedeno nihanje pretoka med robovi nezaželeno.
Viri toplote so vzeti iz industrijske baze podatkov. Glede na njihovo presežno toploto, Nuts0 ID in industrijski sektor se ustvari profil obremenitve, ki zajema vsako uro v letu za vsako mesto. Načrtovano je dodajanje spletnih mest po meri.
Toplotni odtoki temeljijo na skladnih območjih z znano potrebo po toploti. Skladna področja tvorijo masko za mrežo, na kateri so kot vstopne točke postavljene enako oddaljene točke. Glede na izbrani ID Nuts2 je ponorom dodeljen profil ogrevanja stanovanj. Predvideno je dodajanje vstopnih mest in ponorov po meri.
Omenjeni profili obremenitve sestavljajo 8760 točk, ki predstavljajo obremenitev za vsako uro 365 dni. Dodatne informacije o profilih obremenitev najdete tukaj.
Ker imajo sistemi daljinskega ogrevanja veliko toplotno kapaciteto, tok pretoka še ne pomeni, da morajo prenosni vodi dovajati tako kratek spalec toplote. Zato so potrebne zmogljivosti daljnovodov in toplotnih izmenjevalnikov določene s povprečno največjo obremenitvijo. Konkretno, funkcija zvijanja numbe se uporablja za povprečno pretok v zadnjih treh urah s konsultacijo s konstantno funkcijo. Glede na to vrednost se izbere daljnovod iz spodnje tabele.
Specifični stroški uporabljenih daljnovodov
| Moč v MW | Stroški v EUR / m | Temperatura v ° 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 |
Izračunani so stroški toplotnega izmenjevalnika na strani vira, ki se predvideva kot zrak na tekočino
C HSource (P) = P vrh * 15.000 € / MW.
Stroški izmenjevalnika tekočine v tekočino na strani umivalnika so določeni s
C HSink (P) = P vrh * 265.000 € / MW, če P vrh <1MW oz
C HSink (P) = P vrh * 100.000 € / MW ostalo.
Sledijo stroški črpalke
C Črpalka (P) = P konica * 240.000 € / MW, če je P vrh <1MW oz
C črpalka (P) = P vrh * 90.000 € / MW ostalo.
Z mejno vrednostjo pretoka za prenosne vode jih je mogoče odstraniti, če jih presežete, da izboljšate razmerje med pretokom in stroški. Po odstranitvi robov je treba pretok ponovno izračunati, saj kontinuiteta toka v grafu ni več zagotovljena. Razmerje med stroški in pretoki se lahko zdaj poveča tudi za druge robove, zato se ta postopek ponavlja, dokler se vsota vseh tokov ne spremeni več.
Najprej se toplotni viri in ponori naložijo s svojimi obremenitvenimi profili. Nato se izvede iskanje s fiksnim polmerom in mreža se inicializira. Nato se omrežje zmanjša na najmanjšo vpeto drevo in izračuna se največji pretok za vsako uro v letu. Na osnovi pretoka se izračunajo stroški za vsak toplotni izmenjevalec, črpalko in daljnovod. Če je določeno razmerje med pragom in pretokom, se izvede postopek odstranitve daljnovoda. Na koncu se vrnejo skupni stroški in skupni pretok omrežja ter postavitev omrežja.
Vzorec poteka v Aalborgu.
Vzorec poteka v Aalborgu. Modri aeri predstavljajo daljinsko ogrevanje. Oranžna točka vir toplote, rumena pa vhodna mesta v daljinsko ogrevalno omrežje. Skupni stroški znašajo 13,7 milijona EUR, skupni letni pretok pa je 185 GWh, kar ima za obdobje 10 let 0,74 ct / kWh.
To stran sta napisala Ali Aydemir * in David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016–2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Attribution 4.0 International License To delo je licencirano pod mednarodno licenco Creative Commons CC BY 4.0.
SPDX-identifikator licence: CC-BY-4.0
Besedilo licence: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Želeli bi izraziti našo globoko zahvalo projektu Hotmaps Obzorje 2020 (sporazum o dodelitvi sredstev 723677), ki je zagotovil sredstva za izvedbo te preiskave.
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* Spanish* Swedish*
*: machine translated