第五代 district heating and cooling 网络的详细仿真模型：基于现场数据的季节性潜热储存评估
系统与控制
2025-11-21 v1 系统与控制
摘要
第五代 district heating and cooling（5GDHC）网络加速了在供暖领域使用可再生能源，并通过单一网络实现灵活、高效和面向未来的供暖和制冷。鉴于其低温水平和高可再生能源整合，5GDHC系统在模拟和测试这些网络的运营策略方面提出了新挑战。一个特别特征是使用未绝缘的管道，这些管道允许与周围土地之间的能量交换。对该相互作用的准确建模对于可靠的仿真和优化至关重要。本文提出了管道连接部件、周围土壤、以冰储热形式的季节性潜热储存以及住宅换热站的热力学模型。该模型由质量守恒和能量守恒方程推导得出，形成常微分方程（ODEs）。通过Gutach-Bleibach德国的5GDHC网络现场数据进行验证，该网络为30座现代建筑提供供暖和制冷。平均模型偏差在归一化均值偏差（NMBE）中为4.5%，在根均方误差系数变异（CVRMSE）中为15.9%，模型的准确性得到验证。对土壤与管道之间热力学-液流相互作用以及网络中热流的真实表征，确认了模型的准确性及其在5GDHC系统仿真中的适用性。该模型以开源许可证公开。
引用
@article{arxiv.2506.18528,
title = {A detailed simulation model for fifth generation district heating and cooling networks with seasonal latent storage evaluated on field data},
author = {Manuel Kollmar and Adrian Bürger and Markus Bohlayer and Angelika Altmann-Dieses and Marco Braun and Moritz Diehl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.18528},
year = {2025}
}