Reti a bassa temperatura, dimensionate e confrontate su costi e CO₂.
Per una rete anergetica o una rete termica di 5ª generazione (5GDHC) tutto dipende dalla scelta della fonte, dalla temperatura della rete e da come riscaldamento e raffrescamento condividono le stesse tubazioni. Sympheny mette i tre elementi in un'unica ottimizzazione, così il concetto che presentate a un finanziatore poggia su numeri solidi.
Ogni variante di rete anergetica ottimizzata, riportata su costi rispetto a CO₂, da un solo progetto.
Perché le reti su fonti ambientali sono difficili da pianificare bene.
La fonte decide tutto, ed è locale
Acqua di falda, acqua di fiume o di lago, acque reflue, calore di scarto, sonde geotermiche. Le fonti disponibili, i loro limiti stagionali e le loro temperature dipendono dal sito e fissano il limite di ciò che una rete anergetica può fornire. Se la valutazione delle fonti è sbagliata, il resto del concetto poggia sulla sabbia.
Riscaldamento e raffrescamento si pianificano insieme
Un anello 5GDHC lavora vicino alla temperatura del terreno: la stessa rete può quindi riscaldare e raffrescare nello stesso momento e recuperare calore tra gli edifici. È proprio questo il punto, ed è anche ciò che rende difficile il dimensionamento a mano: profili di domanda, contemporaneità e accumulo si intrecciano sull'intero anno.
I fogli di calcolo non reggono i compromessi
Temperatura della rete, mix di fonti, pompe di calore decentralizzate e accumulo stagionale agiscono l'uno contro l'altro sia sui costi sia sulla CO₂. Provare qualche combinazione a mano manca la soluzione che vince davvero, e i finanziatori vogliono sempre più vedere il confronto, non solo la conclusione.
Fonti, rete e architettura in un'unica ottimizzazione.
Sympheny modella l'anello anergetico, le fonti di calore e le tecnologie a livello di edificio come un unico sistema multienergia, poi ottimizza il tutto con risoluzione oraria. Il confronto è coerente perché esce da un solo modello e non da tre studi messi insieme.
La rete fa parte del modello, non è un'ipotesi.
Definite gli hub (edifici, comparti o sottostazioni) e tracciate l'anello anergetico tra di essi su una vera mappa GIS, con perdite di calore e costo al metro. Poiché l'anello lavora vicino alla temperatura del terreno, il modello coglie le basse perdite che rendono interessante il 5GDHC, e il costo del tracciato confluisce direttamente nel confronto tecnologico.
- Tipi di rete anergetica, a bassa temperatura e convenzionale modellati tra gli stessi hub
- Lunghezza e costo del tracciato misurati direttamente sulla mappa GIS
- Scambio termico bidirezionale tra edifici incluso nel bilancio energetico
Ogni fonte ambientale valutata come candidata.
Acqua di falda, acqua di fiume e di lago, acque reflue, calore di scarto da centri dati e industria e campi di sonde geotermiche entrano tutte come candidate nella stessa ottimizzazione, ciascuna con la sua disponibilità stagionale e la sua temperatura. Le pompe di calore decentralizzate portano l'anello alla temperatura utile, modellate con profili di COP stagionali, così la prestazione invernale è reale e non un singolo valore annuo.
- Falda, acque superficiali, acque reflue, calore di scarto e sonde come fonti candidate
- Limiti stagionali delle risorse rispettati, così l'ottimizzazione resta fisicamente onesta
- Profili di COP delle pompe di calore decentralizzate, mese per mese
Anello anergetico, bassa temperatura o convenzionale. Lasciate decidere l'ottimizzazione.
Invece di fissare la temperatura della rete prima di iniziare la modellazione, definite le opzioni come candidate tra gli stessi hub. L'ottimizzazione mette a confronto un anello anergetico 5GDHC, una rete a bassa temperatura o convenzionale, su costi e CO₂ insieme al mix di fonti e all'accumulo. Ottenete la risposta, con il compromesso illustrato, e non un'altra ipotesi da difendere.
- Architetture anergetica (5GDHC), a bassa temperatura e convenzionale nello stesso progetto
- Accumulo stagionale e di breve termine, sonde comprese, dimensionato dall'ottimizzazione
- Riscaldamento e raffrescamento risolti insieme su un anno di riferimento completo
Confronti di Pareto costi-CO₂ che i vostri stakeholder sanno leggere.
Ogni combinazione valutata dall'ottimizzazione finisce su un fronte di Pareto: costi sul ciclo di vita rispetto alla CO₂. La soluzione più economica, quella a minori emissioni e i compromessi intermedi, tutto da un solo progetto. Curve di durata, flussi Sankey e profili orari le stanno accanto, e i dati sottostanti si esportano in Excel per il business case.
- Fronte di Pareto su tutti gli scenari di rete anergetica ottimizzati
- Risoluzione oraria su un anno di riferimento completo, caldo e freddo
- Grafici pronti da presentare ed esportazione in Excel dei numeri sottostanti
Per chi gestisce il budget significa un concetto difendibile prima: il compromesso tra costi e CO₂ è quantificato prima di assumere impegni, e gli ingegneri dedicano il tempo al giudizio invece che a ricostruire fogli di calcolo. Nel concetto di Insel-Holligen, ewb ed Eicher+Pauli sono arrivati a un concetto a bassa temperatura dimensionato e a una verifica di robustezza su oltre 30 futuri possibili, in un unico flusso di lavoro.
Sympheny copre la fattibilità e la progettazione di concetto: la fase in cui si decidono il mix di fonti, la temperatura della rete, l'accumulo e il business case. Una volta fissato il concetto, il dimensionamento idraulico di dettaglio (diametri, pressioni, portate) è una fase distinta, in strumenti costruiti per questo. Gran parte di ciò che decide se una rete anergetica viene finanziata avviene prima di quella fase.
Provato su reti anergetiche e a bassa temperatura.
Una rete termica a bassa temperatura alimentata da acqua di fiume e di falda, dimensionata su sei hub energetici e verificata contro oltre 30 scenari di prezzo e domanda per il comparto di Insel-Holligen.
Leggere il caso studio26 edifici modellati come un unico sistema multitemperatura, con fonti a bassa temperatura che alimentano le pompe di calore e accumulo stagionale a sonde validato per il concetto a impatto climatico zero 2030 del campus.
Leggere il caso studioUna strategia di approvvigionamento su scala cittadina che mostra come un sistema senza CO₂ sia raggiungibile a costi sul ciclo di vita simili a quelli del sistema fossile esistente, con fonti ambientali e rinnovabili nel mix.
Leggere il caso studioPerché un modello di ottimizzazione e non l'ennesimo foglio di calcolo.
Una rete anergetica è un problema multienergia e multitemperatura. Gli strumenti a cui ricorrono la maggior parte dei team sono stati costruiti per qualcosa di più ristretto.
Rispetto ai fogli di calcolo
Un foglio di calcolo sa dimensionare una configurazione. Non sa esplorare insieme mix di fonti, temperatura della rete, accumulo e tecnologie degli edifici, né mostrare a un finanziatore il compromesso costi-CO₂ su tutto lo spazio delle opzioni.
Rispetto agli strumenti desktop monoenergia
Gli strumenti che dimensionano una rete di calore o una pompa di calore in isolamento mancano il senso del 5GDHC, dove caldo, freddo e recupero di calore tra edifici sono un unico bilancio. Sympheny ottimizza elettricità, calore e freddo insieme.
Rispetto al fai-da-te a partire da codice di ricerca
L'ottimizzazione nasce da un decennio di ricerca all'Empa e nel settore dei PF, già confezionata come piattaforma cloud con GIS, confronto di scenari e risultati pronti da presentare. Ottenete il metodo senza mantenere voi stessi un solver.
Reti anergetiche e 5GDHC, spiegate.
Che cos'è una rete anergetica?
Una rete anergetica è una rete termica che distribuisce calore a temperatura molto bassa, vicina a quella del terreno, così che ogni edificio collegato porti la fornitura alla temperatura necessaria con la propria pompa di calore. Poiché l'anello resta vicino all'ambiente, le perdite di distribuzione sono minime e la stessa rete può spostare calore dagli edifici che raffrescano a quelli che riscaldano. « Rete anergetica » è il termine comune in Svizzera; altrove la stessa idea si chiama teleriscaldamento a bassa temperatura, anello ad acqua temperata o rete termica di 5ª generazione (5GDHC).
In cosa il 5GDHC differisce dal teleriscaldamento convenzionale?
Il teleriscaldamento convenzionale (dalla 1ª alla 4ª generazione) fornisce calore a temperatura fissa e più alta da una centrale e può solo riscaldare. Una rete 5GDHC o anergetica lavora vicino alla temperatura del terreno ed è bidirezionale: gli edifici prelevano o cedono calore tramite pompe di calore locali, e il calore di scarto del raffrescamento di un edificio può riscaldarne un altro. Il 5GDHC è quindi adatto a comparti misti con domanda di caldo e di freddo e a fonti rinnovabili e di scarto a bassa temperatura.
Quali fonti sono adatte a una rete anergetica?
Fonti locali a bassa temperatura: acqua di falda, acqua di fiume e di lago, acque reflue depurate, calore di scarto da centri dati o industria, e il terreno stesso tramite campi di sonde geotermiche. Il mix giusto dipende da ciò che il sito offre e dalla disponibilità stagionale e dalla temperatura di ogni fonte. Sympheny le modella come fonti candidate nell'ottimizzazione, così la valutazione delle fonti e il dimensionamento della rete si decidono insieme e non in sequenza.
La stessa rete può riscaldare e raffrescare?
Sì, ed è uno dei motivi principali per scegliere una rete ambientale. Poiché l'anello resta vicino alla temperatura del terreno, un edificio da raffrescare cede calore all'anello mentre un edificio da riscaldare lo preleva: la rete recupera così calore tra gli edifici invece di sprecarlo. Dimensionarlo bene significa modellare insieme domanda di caldo e di freddo sull'intero anno, cosa che Sympheny fa con risoluzione oraria.
Come si dimensiona una rete anergetica e si verifica il business case?
Dimensionare significa risolvere il mix di fonti, la temperatura della rete, le pompe di calore decentralizzate e l'accumulo rispetto alla domanda oraria di caldo e freddo su un anno di riferimento, poi verificare che il risultato regga sotto diversi futuri di prezzo e domanda. Sympheny restituisce un fronte di Pareto di soluzioni costi-CO₂, ciascuna pienamente dimensionata, e supporta un'analisi di sensibilità su molti scenari. Nel concetto di Insel-Holligen sono stati oltre 30 futuri in un unico flusso di lavoro.
Dove si colloca Sympheny nel processo di pianificazione?
Sympheny serve per la fattibilità e la progettazione di concetto: confrontare fonti, temperature di rete, accumulo e business case prima di impegnare capitale. Non è uno strumento di dimensionamento idraulico di dettaglio; diametri, pressioni e portate vengono dopo, in software costruito per questo. Gran parte delle decisioni che determinano il finanziamento di una rete anergetica si prende nella fase di concetto che Sympheny supporta.
Temi di pianificazione e prove correlate.
Vedete le opzioni della vostra rete anergetica a confronto prima di impegnarvi.
Portate un sito a una demo e osservate come fonti, temperature di rete e costi vengono confrontati in un unico modello.
