Energy Losses Study on District Cooling Pipes : Steady-state Modeling and Simulation

Abstract: Distributionsförluster är en viktig faktor i fjärrenergisystem. Genom att optimera förluster i sådana system, kan både ekonomiska och miljömässiga aspekter uppfyllas. Tyvärr finns det ringa information om rörförluster i fjärrkylasystem. Föreliggande studie fokuserar på förluster i ett fjärrkylanät genom att både använda ett R-nätverk och FEM simuleringsmodeller. Ett R-nätverksmodell bestående av termiska konduktanser har utvecklats genom analytiska ekvationer och simuleringar med FEM har utfört för validering av modellen. Därefter har ett fjärrkylanätverk som konstrueras i Gävle, analyserats. Undersökningen omfattar 15 olika rördiametrar i tre utföranden (dubbelrör med två symmetriska och en osymmetrisk värmeisolering) och i tre förläggningsdjup (0,8; 2 och 4 meter) för en säsong om 7 månader (April t o m Oktober). Särskilt utreds ökningen av temperaturen hos framledningsmediet, där matningsrören förlagts i en å mitt i staden om en sträcka av 1 km. Den maximala förlusten under säsongen, bland alla rörkonfigurationer, motsvarar 2 % av den totala levererade energin. Slutligen konstateras att kombinationen av isolerad framledningsrör och oisolerade returrör verkar som en gångbar investering, ekonomiskt och tekniskt, men kan inte användas i hela nätet eftersom stora delar har redan byggts med oisolerade plaströr. R-nätverksmodellen, som visades vara effektiv och pålitlig i undersökningen, kan som beräkningsverktyg, framförallt för dimensionering och för att uppskatta energiförluster.