Bachelorarbeit Thomas Dixius

 

Modellierung und Simulation einer Hausanschlussstation für Wärmenetze

Um bestehende und zukünftige Fernwärmenetze effizienter zu gestalten und damit einen Beitrag
zu einer nachhaltigen Energieversorgung zu leisten, bietet es sich an, Fernwärmenetze zu simulieren.
ImUnterschied zu den verbreiteten Ansätzen die Fernwärmenetze zu vereinfachen wurde am
E.ON Energy Research Center in Aachen ein andererWeg gewählt. Dieser alternative Ansatz zeichnet
sich durch eine möglichst detaillierte Modellierung des Fernwärmenetzes aus und soll das
Netzverhalten besser abbilden. Daher wurde in dieser Bachelorarbeit eine reale Hausanschlussstation
in der ProgrammierspracheModelica und der grafischen Entwicklungsumgebung Dymola
modelliert. Das Ziel dieser Arbeit war es, ein Modell zu entwickeln, das aus den primärseitigen
Vorlaufgrößen und den sekundärseitigen Rücklaufgrößen die primärseitigen Rücklauf und die sekundärseitigen
Vorlaufgrößen bestimmt.Dabei wurde ein erhöhtes Augenmerk auf die realitätsnahe
Abbildung des Primärkreislaufes gelegt, da dieser einen größeren Einfluss auf das Verhalten des
Fernwärmenetzes besitzt.UmeinModell mit diesen Anforderungen zu entwickeln, wurdenUntermodelle
für den Plattenwärmetauscher, die Temperaturregelung sowie den Differenzdruck- und
Volumenstromregler entwickelt. Ein Vergleich der Simulationsergebnisse desModells derHausanschlussstation
mit realen Messwerten hat gezeigt, dass insbesondere für die simulierte Rücklauftemperatur
des Primärkreislaufes eine hohe Übereinstimmung zwischen simulierten und gemessenenWerten
besteht. Der simulierte primäreMassenstrom hingegen weist eine nicht zu vernachlässigende
Abweichung zu den realen Werten auf. Allerdings ist die Abweichung des simulierten
Massenstromes teilweise auf Messfehler und Rundungen in den Eingangsdaten zurückzuführen.
Daher kann die These aufgestellt werden, dass genauere Eingangsgrößen bessere Simulationsergebnisse
liefern. Letztendlich hat die Analyse der Simulationsergebnisse gezeigt, dass das entwickelteModell
stabil arbeitet und plausible Ergebnisse liefert.