Reseach and Implementation of Network Reduction Methods for District Cooling Systems

Abstract

Los District Energy Systems son una de las formas más eficientes de suministrar calor y frio a un grupo de consumidores. Aun así, es necesario hacer funcionar estos sistemas de la manera más eficiente posible, sobre todo los sistemas District Cooling en los cuales por diferentes razones técnicas es esencial un funcionamiento óptimo para que sea rentable. Y con ese objetivo parte este proyecto, que se centra particularmente en las redes de distribución de frio de los sistemas District Cooling. Para conocer el funcionamiento de una red de distribución a fondo, dependiendo de su tamaño, es necesario tener en cuenta las inercias en la red, tanto térmicas como hidráulicas, y para ello un modelado dinámico es necesario, lo que conlleva que las variables a modelar sean demasiadas. Por lo tanto, se van a estudiar diferentes métodos de reducción de redes, con el objetivo de obtener redes equivalentes con menos variables, y se van a aplicar para el caso de la red de District Cooling del hospital de Basurto. Los procesos de reducción de redes se van a automatizar mediante Matlab y simular los resultados obtenidos con el simulador de redes del departamento de ingeniería térmica de Tekniker.

District Energy Systems kontsumitzaile-talde bati beroa eta hotza emateko modurik eraginkorrenetako bat da. Hala ere, sistema horiek ahalik eta modurik eraginkorrenean funtzionarazi behar dira, batez ere District Cooling sistemetan, non, arrazoi teknikoengatik, ezinbestekoa da funtzionamendu egokia errentagarria izateko. Eta helburu horrekin abiatzen da proiektu hau, bereziki District Cooling sistemen hotza banatzeko sareetan oinarritzen dena. Banaketa-sare baten funtzionamendua sakonki ezagutzeko, haren tamainaren arabera, beharrezkoa da sareko inertziak kontuan hartzea, bai termikoak, bai hidraulikoak, eta, horretarako, modelatze dinamikoa beharrezkoa da, eta horrek modelatu beharreko aldagaiak gehiegi izatea dakar. Beraz, sareak murrizteko hainbat metodo aztertuko dira, aldagai gutxiagoko sare baliokideak lortzeko, eta Basurtuko ospitaleko District Cooling sarearen kasuan aplikatuko dira. Sareak murrizteko prozesuak automatizatu egingo dira Matlab bidez, eta lortutako emaitzak simulatu egingo dira Teknikerreko ingeniaritza termikoko saileko sareen simulagailuarekin.

District Energy Systems are one of the most efficient ways of supplying heat and cold to a group of consumers. However, it is necessary to operate these systems as efficiently as possible, especially District Cooling systems in which for various technical reasons optimum operation is essential for cost-effective operation. This is the aim of this project, which focuses particularly on the cooling distribution networks of District Cooling systems. In order to know the operation of a distribution network in depth, depending on its size, it is necessary to take into account the inertias in the network, both thermal and hydraulic, and for this a dynamic modelling is necessary, which means that the variables to be modelled are excessive. Therefore, different network reduction methods will be studied, with the aim of obtaining equivalent networks with fewer variables, and they will be applied to the case of the District Cooling network of Basurto hospital. The network reduction processes will be automated using Matlab and the results obtained will be simulated with the network simulator of Tekniker's thermal engineering department.