Berechnung der Netztemperaturen in nPro

Wie werden in nPro die Vorlauf- und Rücklauftemperaturen berechnet?

Mithilfe der nPro-Software können die Vorlauf- und Rücklauftemperaturen unter Berücksichtigung von Prosumer-Gebäuden berechnet werden. Für mehr Informationen zu Prosumern und den Einspeisearten in nPro sei auf den dazugehörigen Artikel verwiesen. Als Ansatz nutzt nPro ein Gleichungssystem, dessen Ergebnis die Austrittstemperaturen jedes Knotens für den Vorlauf- und Rücklauf darstellt. Dazu muss zunächst der Volumenstrom und dessen Richtung für jedes Rohr zu einem bestimmten Zeitpunkt (dem maximalen Lastfall an der Energiezentrale) berechnet werden. Anhand dieser Werte kann dann für jeden Knoten eine Energiebilanzgleichung aus Volumenströmen und Temperaturen aufgestellt werden. Diese Gleichungen werden unter Berücksichtigung der Temperaturverluste in den Rohren aufgestellt. Die Vorlauftemperatur aus der Energiezentrale sowie die Temperaturdifferenzen zwischen Vor- und Rücklauf über den Gebäuden werden als zusätzliche Randbedingungen in das Gleichungssystem mitaufgenommen. Aus dem Lösen des Gleichungssystems resultieren die entsprechenden Austrittstemperaturen für jeden Knoten und jeden Rohrabschnitt.

Beispielhafte Temperaturverläufe

Einspeisung aus dem Vorlauf in den Rücklauf

In den Abbildungen 1 und 2 sind die Temperaturverläufe der Vorlauf- und Rücklaufleitungen eines kalten Nahwärmenetzes mit Prosumern dargestellt. Dies könnte beispielsweise einen warmen Sommertag darstellen, an dem Prosumer-Gebäude ihre Abwärme in das Netz einspeisen. Die Gebäude können so passiv gekühlt werden und die Abwärme wird für die Regeneration der Wärmequelle genutzt.

Abbildung 1: Temperaturverlauf der Vorlaufleitungen eines kalten Nahwärmenetzes mit Prosumern

Abbildung 2: Temperaturverlauf der Rücklaufleitungen eines kalten Nahwärmenetzes mit Prosumern

Einspeisung aus dem Rücklauf in den Vorlauf

In den Abbildungen 3 und 4 sind die Temperaturverläufe der Vorlauf- und Rücklaufleitungen eines Wärmenetzes mit einem Prosumer dargestellt. Der Prosumer könnte z.B. ein abwärmeerzeugender Betrieb sein, der seine Abwärme in das Netz einspeist. Der Wärmebedarf in der Energiezentrale wird reduziert und der Temperaturverlust der Vorlaufleitung kann kompensiert werden.

Abbildung 3: Temperaturverlauf der Vorlaufleitungen eines Wärmenetzes mit Prosumern, die aus dem Rücklauf in den Vorlauf einspeisen

Abbildung 4: Temperaturverlauf der Rücklaufleitungen eines Wärmenetzes mit Prosumern, die aus dem Rücklauf in den Vorlauf einspeisen

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