Verbundvorhaben: TWINopt - Vorausberechnung der Temperaturfeldentwicklung in großen Wärmespeichern zur Integration in Netzsimulationen und Betriebsoptimierung

Abstract

Primäres Ergebnis von TWINopt ist ein sowohl für thermo-hydraulische Netzsimulationen als auch Betriebsoptimierungen von Fernwärmesystemen geeignetes, leistungsfähiges Speichermodell (digitaler Zwilling) für atmosphärische Großwärmespeicher nach dem HEDBÄCK-Prinzip mit dem Wärmeträgermedium Wasser – im folgenden FreeTTES. Es adressiert kurze Rechenzeiten bei gleichzeitig hoher Modellgüte. Unter Einbeziehung von Konstruktionsdetails kann das neuartige Speichermodell - basierend auf einem Ausgangs-Temperaturprofil im Speicher - in Abhängigkeit von Temperaturen und Volumenströmen der Be- und Entladung für den Zeithorizont von Stunden, Tagen, Wochen und Monaten eine präzise Vorhersage der Temperatur des jeweils aus dem Speicher austretenden Volumenstroms tätigen. Tool(s) zur Parametrierung und Kopplung mit Betriebsoptimierung und thermohydraulischer Netzsimulation sind entwickelt. Die Implementierung von FreeTTES in SIR 3S, TRNSYS TUD und FlixOpt werden vorgestellt und die Leistungsfähigkeit anhand von Beispielen dargestellt. FreeTTES wurde mit umfangreichen DTS-Messkampagnen (distributed temperature sensing) an mehreren Großwärmespeichern validiert. DTS-Messsysteme werden in Aufbau, Konzeption und Installation beschrieben. Es erfolgte die messdatenbasierte Modellierung von Speicherverlusten und deren Vergleich mit gültigen Regelwerken.