ArcGIS pro District Energy: Sledování tepelné energie
Tom DeWitte a Tom Coolidge
Cílem systému district energy je přenášet tepelnou energii ke zákazníkům (district heating) nebo odvádět tepelnou energii od zákazníků (district cooling). Zní to jednoduše, ale smyčková povaha potrubních sítí district energy z nich činí jedny z nejobtížnějších sítí utilitních potrubí.
Modelování průtoku tímto složitým systémem energetických zdrojů, potrubí, čerpadel, ventilů a nakonec budov není snadné. Přesto je zásadní pro plánovače, inženýry a provozovatele potrubní sítě pochopit, jak se jejich produkt pohybuje k a od jejich zákazníků. To se ještě více komplikuje, pokud organizace district energy využívá cirkulační zóny s výměníky tepla. V této konfiguraci systému není průtok vody stejný jako průtok tepelné energie. To vyžaduje aplikaci a datový model dostatečně inteligentní, aby rozlišoval mezi průtokem vody a průtokem tepelné energie.
Zde může pomoci ArcGIS se svou schopností ArcGIS Utility Network a datovým modelem District Energy.
Tepelná energie a district heating
Při modelování potrubní sítě district heating je zásadní pochopit, kde energie začíná a kam směřuje.
U district heating obvykle začíná energie v energetické stanici. Z energetické stanice přenáší ohřátá voda nebo pára tepelnou energii potrubím, čerpadly, výměníky tepla, ventily, dalšími potrubími až do budovy. Zákazník v té budově spotřebovává tepelnou energii k vytápění svého domova. V uzavřeném smyčkovém systému se nyní ochlazená voda vrací zpět do energetické stanice k opětovnému ohřevu.
Tepelná energie a district cooling
Při modelování potrubní sítě district cooling začíná tepelná energie u zákazníka a je dodávána do chladicí stanice, kde je obvykle uvolněna do vzduchu.
V uzavřeném smyčkovém systému je po uvolnění tepelné energie do vzduchu poslána do chladicích jednotek k dalšímu odstranění tepelné energie. To vede k dalšímu snížení teploty vody. Po ochlazení je přepravována potrubím, čerpadly, výměníky tepla, ventily a dalšími potrubími, než dosáhne budovy zákazníka. V budově ochlazená voda absorbuje odpadní teplo zákazníka a přenáší ho zpět do chladicí stanice.
Využití Utility Network
Modelování tohoto reálného přenosu tepelné energie potrubní sítí vyžaduje víc než jen pochopení toho, jak jsou potrubí, čerpadla, výměníky tepla, ventily a další komponenty propojeny. Vyžaduje schopnost rozpoznat, která čerpadla jsou v provozu a které ventily jsou zavřené. Také je potřeba rozlišovat mezi katodickými ochrannými vodiči a vodiči detekce úniků. Tyto vodiče jsou připojeny k potrubím, ale nepřenášejí tepelnou energii. Pro přesné znázornění těchto dalších reálných složitostí potřebujeme pokročilejší model konektivity. Musíme využít Utility Network.
Utility Network je rozšíření ArcGIS. ArcGIS je geografický informační systém (GIS) poskytovaný společností Esri.
Co zastavuje průtok tepelné energie
S Utility Network přichází nástroj Trace geoprocessing tool. Konfigurace tohoto nástroje bude použita k provedení sledování průtoku tepelné energie. Správná konfigurace sledování průtoku tepelné energie vyžaduje reálné pochopení toho, co může průtok tepelné energie zastavit.
V reálném světě zařízení, která jsou zavřená, jako ventil, nebo nepracují, jako čerpadlo, brání průtoku tepelné energie. K tomuto seznamu přidejte jakýkoli segment potrubí nebo zařízení mimo provoz, například vyřazené segmenty potrubí nebo segmenty navržené, ale dosud nepostavené. Nakonec je třeba vyloučit katodické ochranné vodiče a vodiče detekce úniků, které jsou součástí potrubní sítě, ale nepřenášejí tepelnou energii.
Při použití datového modelu District Energy Utility Network Foundation vypadají tato omezení takto:
- Segment nebo prvek potrubí není v provozu: Stav životního cyklu není roven In Service
- Ventil je zavřený: Stav zařízení je roven closed
- Čerpadlo nepracuje: Stav zařízení je roven closed
- Katodické ochranné vodiče: Kategorie je rovna CP Only
- Vodiče detekce úniků: Kategorie je rovna Leak Detection Only
Konfigurace nástroje Trace
Nástroj Trace geoprocessing tool v ArcGIS Pro má mnoho parametrů. Zde je návod, jak převést omezení do konkrétních nastavení v nástroji Trace.
Druh sledování bude downstream trace s využitím doménové sítě DHC a vrstvy DHC Energy Tier. Nastavení vrstvy na "DHC Energy Tier" je důležité, protože nastavuje zdroj toku jako energetickou/chladicí stanici na rozdíl od vrstvy "DHC Pressure", která by nastavila zdroj jako čerpadla uvnitř systému.
Omezení budou přidána jako Traversability Barriers. Pokud je některé omezení pravdivé, sledování nepokračuje za daný prvek.
Když se toto sledování spustí, vrátí všechny segmenty potrubí, zařízení, armatury a body zákaznického servisu přijímající tepelnou energii z určeného startovního místa.
Toto zahrnuje jak dodávku tak návratovou část potrubní sítě.
Pokud jste organizace district heating a zajímáte se pouze o tok tepelné energie dodávající energii zákazníkovi, můžete přidat filtr bariéru:
- Segmenty potrubí jsou pouze přívodní vedení: Typ linkového prvku není roven supply
Toto vrátí výběr části potrubní sítě ukazující jak tepelná energie prochází sítí od určeného místa ke zákazníkovi.
Stejná konfigurace funguje i na síti district cooling.
Sdílení sledování
Nyní když víte jak nakonfigurovat nástroj trace pro provedení sledování toku tepelné energie, jak to sdílíte s ostatními ve vaší organizaci? A jak to sdílíte způsobem, který nevyžaduje od každého ruční provedení této konfigurace nástroje Trace? Zde přichází nová funkčnost zavedená na ArcGIS 10.9, nazývaný Trace Configurations, je užitečný.<\/P>
Trace Configurations je schopnost uložit konfiguraci nástroje Trace Tool v rámci Geodatabáze. Když je Thermal Energy Flow trace uložen v Geodatabázi, ostatní uživatelé desktopu, webu a mobilních zařízení nemusí vědět, jak nástroj nakonfigurovat.<\/P>
Jednoduché zaškrtnutí možnosti „Use Trace Configuration“ odstraní všechny konfigurační možnosti a nahradí je jednoduchým rozbalovacím menu pro výběr koncovým uživatelem.<\/P>
<\/span><\/P>Mít konfiguraci trace centrálně uloženou a přístupnou koncovým uživatelům zajišťuje, že všichni provozují správně nakonfigurovaný thermal energy flow trace.<\/P>Shrnutí<\/H2>Plánovači, inženýři a operátoři vyžadují tento typ pokročilého modelování toku, aby jim pomohl vykonávat jejich každodenní činnosti. Thermal energy flow modeling je jen jedním z mnoha typů analýz toku vody, tepelné energie, katodické ochrany a detekce úniků, které lze nakonfigurovat s ArcGIS Utility Network. Tyto trace schopnosti pomáhají odstranit část složitosti při údržbě a provozu systému potrubí district energy.<\/P>POZNÁMKA: Příspěvky na tomto webu jsou naše vlastní a nemusí nutně reprezentovat pozici, strategie nebo názory Esri.<\/EM><\/P>
