Übertragung von Wärmeenergie
Im Unterschied zur Modellierung von Energiesystemen mit dem Stoffmodell StWasser(if) und den dazugehörigen Komponenten aus den Komponentenvorlagenordnern Kälteversorgung und Wärmeversorgung (alle mit blauen Symbolen) ist das Stoffmodell für Wärmeübertragung StWärme (oranges Symbol) nicht darauf ausgelegt, reale technische Wärmeerzeuger und –verbraucher abzubilden. Stattdessen geht es um die Übertragung von Wärmeenergie zwischen unterschiedlichen Medien, z. B. zur Wärmerückgewinnung aus Abgas in Abhitzekesseln.
Wärmeübertragung mit Komponenten der Wärmeübertragung
Um die Wärmeübertragung zu modellieren, verwendet man die Vorlagen aus dem Komponentenvorlagenordner Wärmeübertragung.
Die Komponenten können Wärme zwischen den Fluiden Wasser, Dampf und Luft übertragen. Damit sind alle Kombinationen dieser Medien (Dampf-Dampf, Dampf-Wasser, Luft-Dampf usw.) in Wärmeübertragern möglich.
Die folgende Abbildung zeigt, wie die Wärmeübertragung zwischen verschiedenen Fluiden in TOP-Energy umgesetzt wird. In dem Beispiel zur Wärmerückgewinnung (WRG) wird Wärme vom Abgas auf den Warmwasserkreislauf übertragen.
Wärmeabgabe: Aufgenommene Wärmeleistung = Abgegebene Kälteleistung = zugeführter Wärmestrom = abgeführter Kältestrom,
Wärmeentzug: Abgegebene Wärmeleistung = Aufgenommene Kälteleistung = abgeführter Wärmestrom = zugeführter Kältestrom.
Integration von Wärmequellen und –senken mit Komponenten der Wärmeübertragung
Es ist auch möglich, nicht spezifizierte Wärmequellen (und –senken) zu integrieren. Liegen zum Beispiel aus nicht näher modellierten Komponenten, wie Öfen oder sonstigen Produktionsanlagen, Zeitreihen der zur Verfügung gestellten oder benötigten Wärme vor, können diese direkt und unkompliziert mit den Wärmeübertragern verbunden werden. Die folgende Abbildung zeigt dazu ein Beispiel.
Damit die lineare Struktur des Gleichungssystems erhalten werden kann, muss auf die Modellierung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik in den Wärmeübertragern verzichtet werden. Die Temperaturniveaus gehen nicht (oder nur bedingt) in die Wärmeübertragung ein. Die übertragbare Wärme kann in den Komponenten beschränkt werden. Sie sollte entsprechend der aufgrund der Temperaturdifferenzen tatsächlich übertragbaren Wärme gewählt werden.
