- Freie Kühlung (mit Geothermischer Speicherung)

Ausgehend vom Beispiel der Geothermie Wärmepumpe, betrachten wir nun, dass der Kältebedarf auch durch freie Kühlung gedeckt werden kann, wenn dies möglich ist. Dazu muss ein Freikühl-Wärmetauscher hinzugefügt werden. Er wird als separate Technologie modelliert, da wir bereits 3 Modi in unserer Sole-Wasser-Wärmepumpentechnologie haben (die derzeitige maximale Anzahl von Modi).

 

Zusammenfassung der Konfiguration 

Energieträger

Energiebedarf

Imports

Exports

 

Versorgungstechnologie

Sole- Wasser WP 1

Sole- Wasser WP 2

Sole- Wasser WP 3

HEX-Abwärme zur Geothermie

HEX Freie Kühlung

Allgemeines Bohrloch

Elektrizität

 

X

 

Primäreingabe

(primär) Eingabe

Primäreingabe

 

 

 

Geothermische Wärme

 

 

 

Eingabe

 

 

(primary)(primär) Ausgabeoutput

Ausgabe

X

Umgebungswärme

 

X

 

 

Eingabe

 

 

 

 

Wärme 30-40°C

X

 

 

(primär) Ausgabe

(primär) Ausgabe

 

 

 

 

Kühlung 10-20°C

X

 

 

 

 

(primär) Ausgabe

 

(primär) Ausgabe

 

Abwärme

 

 

X

 

 

Ausgabe

(primär) Eingabe

 

 

 

Einrichtung des Systems

è Die freie Kühlung hat nur zwei Ausgänge, da sie gleichzeitig Kühlung und Heizung erzeugt, indem sie Wärme von einem Medium auf das andere überträgt. Der Ausgang der freien Kühlung HEX ist direkt die geothermische Wärme. Auf diese Weise kann die Technologie nur dann funktionieren, wenn die geothermische Senke nicht voll ausgelastet ist. Der Einfachheit halber wurde der Pumpenstrom nicht berücksichtigt. Natürlich könnte ein zusätzlicher Stromeinsatz und eine starke Erhöhung des Wirkungsgrads der Ausgänge berücksichtigt werden (z. B. würde bei einem Ausgangswirkungsgrad von 1'000 % 1 Einheit Strom für die Erzeugung von 10 Einheiten Kälte benötigt).

 

 

- Freie Kühlung (mit Kaltwasserspeicher)

Dabei sind zwei Fälle zu betrachten:

  • eine Speicherung ohne Lade- und Entladeverluste

  • eine Speicherung mit Lade- und Entladeverluste

- Speicherung ohne Lade- und Entladeverluste

Bei einem Speicher ohne Lade- und Entladeverluste (= Lade-/Entladewirkungsgrade von 100 %) ist dies kein Problem:

Stellen Sie sicher, dass die Lade- und Entladewirkungsgrade gleich 100 % sind.

 

- Speicherung mit Lade- und Entladeverlusten

Da die Speichertechnologie die Möglichkeit hat, gleichzeitig zu laden und zu entladen, kann dies zu Verlusten führen. Bei falscher Einstellung kann das System dies nutzen, um Energie zu vernichten (durch Laden und Entladen großer Energiemengen). Dieses Verhalten wird beobachtet, wenn es für ein System profitabel ist, Energie zu vernichten, was der Fall ist, wenn freie Kühlung verwendet wird (und wenn die Kosten und CO2-Emissionen des Betriebs der freien Kühlung niedriger sind als die anderer Systeme, was die Idee der freien Kühlung ist). In diesem Fall muss die Speicherung nur für das aktiv gekühlte Wasser möglich sein.

 

Zusammenfassung der Konfiguration

Energieträger

Energiebedarf

Imports

Exports

 

Versorgungstechnologie

 

Sole- Wasser WP 1

Sole- Wasser WP 2

Sole- Wasser WP 3

HEX-Abwärme zur Geothermie

HEX Freie Kühlung

Allgemeines Bohrloch

Virtuelle Technologie

Elektrizität

 

X

 

Primäreingabe

(primär) Eingabe

Primäreingabe

 

 

 

 

Geothermische Wärme

 

 

 

Eingabe

 

 

(primary)(primär) Ausgabeoutput

Ausgabe

X

 

Umgebungswärme

 

X

 

 

Eingabe

 

 

 

 

 

Wärme 30-40°C

X

 

 

(primär) Ausgabe

(primär) Ausgabe

 

 

 

 

 

Kühlung 10-20°C

X

 

 

 

 

(primär) Ausgabe

 

(primär) Ausgabe

 

(primär) Ausgabe

Aktive Kühlung

 

 

 

 

 

Ausgabe

(primär) Eingabe

 

 

(primär) Eingabe

Abwärme

 

 

X

 

(primär) Eingabe

Primäreingabe

 

 

 

 

 

Einrichtung des Systems

 

In diesem Fall muss die Kühlung in zwei Energieträger aufgeteilt werden: (z.B.) Kühlung und aktive Kühlung. Dies geschieht so, dass für die Kälteerzeugung und -speicherung ein anderer Energieträger (aktive Kühlung) verwendet wird als der von der HEX Free cooling (Kühlung 10-20°C) erzeugte Energieträger, was zur Folge hat, dass die Kühlung 10-20°C nicht im Kühlhaus gespeichert werden kann.

Das folgende Modell basiert auf dem Modell der freien Kühlung ohne Speicherung

 

Von da an muss der benutzerdefinierte Kühlenergieträger "aktive Kühlung" erst zu den Energieträgern hinzugefügt werden.

 

Unter der Registerkarte Versorgungstechnologien wird der Ausgang des Modus 3 der Sole-Wasser-Wärmepumpe auf "aktive Kühlung" geändert.

 

Der generische Speicher kann als Speicher für aktive Kühlung hinzugefügt werden.

Damit das System den Kühlbedarf mit der aktiven Kühlung decken kann, wird eine virtuelle Technologie hinzugefügt, die die aktive Kühlung in eine Kühlung von 10-20°C umwandelt (der Energieträger des Bedarfs).

 

- Freie Kühlung als Export ("Bonus"-Kühlung)

 

Schließlich gibt es einige Fälle, in denen die kostenlose Kühlung als "Bonus" genutzt werden soll, was bedeutet, dass die Mieter keine Garantie dafür haben, dass ihr Gebäude gekühlt wird. In diesem Fall muss dieser "Bonus" als Export und nicht als Nachfrage modelliert werden. Die Modellierung als Nachfrage würde nämlich seine Produktion erzwingen.  Das System ist einfach: Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe kann mit einem geothermischen Bohrloch arbeiten. Zur Regeneration dieses Bohrlochs kann die freie Kühlung der Gebäude genutzt werden (zur Erinnerung: ein als Speicher modelliertes Bohrloch muss geladen und entladen werden).

 

Einrichtung des Systems

 

Zusammenfassung der Konfiguration

Energieträger

Energiebedarf

Imports

Exports

 

Versorgungstechnologie

Speicher

Sole-Wasser WP 1

Sole-Wasser WP 2

HEX Freie Kühlung

Allgemeines Bohrloch

Elektrizität

 

X

 

Primäreingabe

Primäreingabe

 

X

Geothermische Wärme

 

 

 

Eingabe

 

Ausgang

 

Umgebungswärme

 

X

 

 

Eingabe

 

 

Wärme 30-40°C

X

 

 

(primär) Ausgang

(primär) Ausgang

 

 

Kühlung 10-20°C

X

 

 

 

 

(primär) Ausgang

 

 

Einrichtung des Systems

 

Zuerst muss der Energieträger für die freie Kühlung hinzugefügt werden (in diesem Fall Kühlung 10-20°C)

Die Kapazität des Wärmetauschers für die freie Kühlung muss begrenzt werden, um eine unendliche Produktion von (sehr billiger) Niedertemperaturwärme zu vermeiden.

Monatlich zeitlich variierende Wirkungsgrade können verwendet werden, um diese Kapazität für jeden Monat weiter zu modulieren (durch Einstellung von Wirkungsgraden unter 100%). Dies muss für beide Ausgänge erfolgen.