Fernwärmenetze

Abstract

Der Artikel beginnt mit der hydraulischen Modellierung von Strömungswiderständen in Rohrleitungen hinsichtlich der Berechnung von Rohrleitungsnetzen. Ausgehend von allgemeinen physikalischen Prinzipien, wie Widerstands-, Maschen- und Knotensatz, werden drei Typen von Rohrleitungsnetzen charakterisiert, welche sich in der Anzahl ihrer Maschen in Relation zur Knotenzahl unterscheiden. Für jedes typisierte Netz wird ein spezielles Modell mit minimaler Anzahl iterativ zu lösender Gleichungen entwickelt. Die Modelle sind gleichungsorientiert strukturiert und sind automatisch generierbar. Die Modelle erfordern wenige Iterationen. Die vorgestellten Modelle für die stationäre und dynamische Simulation des thermischen Verhaltens sind topologisch orientiert aufgebaut und erfordern keine Iterationen. Die einzelnen Teilmodelle sind analytische Lösungen, welche sequenziell entlang kausaler Linien aufaddiert und -multipliziert werden. Das dynamische Modell basiert auf der arithmetischen Zusammenfassung von laplace-transformierten Teillösungen. Am Ende der Berechnung ist die Rücktransformation der Lösung erforderlich.