Trnsys (http://www.trnsys.com/)

Programska oprema TRNSYS ("tran-sis") je izredno fleksibilno, grafično zasnovano programsko orodje, ki se ga uporablja za simuliranje obnašanja različnih prehodnih (nestacionarnih oziroma časovno odvisnih) in stacionarnih sistemov.

Sistem, ki ga obravnava TRNSYS, je sestavljen iz niza komponent, ki so med seboj povezane. Na primer: tipičen sistem s sprejemnikom sončne energije je sestavljen iz sprejemnika sončne energije (SSE), hranilnika energije, dogrelnika, črpalke in temperaturnih zaznaval. Ker je sistem sestavljen iz posameznih komponent, ga je smiselno simulirati v taki obliki, z upoštevanjem vseh lokalnih karakteristik posameznih komponent.

Modularna zasnova paketa zmanjša kompleksnost preučevanja celotnega sistema na preučevanje več manjših sklopov sistema v želeni smeri. Tako preučevan sistem rešuje diferencialne enačbe, ki opisujejo posamezno komponento v odvisnosti od robnih pogojev, ti pa so lahko rešitev diferencialnih enačb prejšnje komponente.

Ko so komponente sistema izbrane in zanje obstaja matematični model, moramo konstruirati diagram poteka informacij. Diagram poteka informacij je shema informacij, ki tečejo v in iz posamezne komponente.

V simuliranih sistemih lahko uporabimo tudi povratne informacije. To pomeni, da bi lahko denimo uporabili izhodno temperaturo iz SSE in spreminjali masni pretok skozi SSE v odvisnosti od razlike temperatur pred in za SSE.

Konvergenca posameznih modelov je vedno kontrolirana s preverjanjem zaporednih približkov odvisne spremenljivke.

Za dobro simulacijo s programskim paketom TRNSYS je potrebno natančno poznati fizikalne lastnosti modeliranega sistema in posamezne parametre elementov ter natančno poznati program in posamezne komponente. Za modeliranje posameznih elementov, ki jim lahko detajlno določimo lastnosti, in preko povezav celega sistema poskrbi program sam, vendar je potrebno natančno poznati okolje, njegove zakonitosti in omejitve.

S programskim paketom TRNSYS lahko analiziramo tudi toplotne obremenitve (toplotnih izgub in toplotnih dobitkov) stavb, pri čemer jih lahko povežemo tudi s sistemi v stavbi. Za analizo toplotnih obremenitev se uporabljajo realni urni podatki vremena ali standardno meteorološko leto (SML), ki vsebuje urne podatke večletnega povprečja vremena za izbrano lokacijo za vsako uro v letu.

Slika 1: Okno programske opreme TRNSYS

Program ESP-r (https://www.esru.strath.ac.uk/Courseware/ESP-r/tour/)

Program ESP-r je raziskovalni simulacijski program, ki omogoča natančno analizo toplotnih obremenitev (toplotnih izgub in toplotnih dobitkov) stavb. V podatkovni bazi ima širok nabor gradbenih materialov z vsemi termo-tehničnimi lastnostmi, ki omogočajo zelo natančen opis različnih konstrukcij. V naboru ima vključene tudi vse standardne materiale, ki so predpisani s slovenskimi uredbami. Poleg tega ima v podatkovni bazi širok nabor stekel z realnimi podatki. Program omogoča tudi nadgradnjo podatkovnih baz. Za analizo toplotnih obremenitev se uporabljajo realni urni podatki vremena ali standardno meteorološko leto (SML), ki vsebuje urne podatke večletnega povprečja vremena za izbrano lokacijo za vsako uro v letu, kot so prikazani na spodnjih slikah za Ljubljano.

Slika 2: Okno programske opreme ESP-r

Slika 3: Zunanja temperatura zraka [°C] za vse tedne v letu

Slika 4: Relativna vlažnost zraka [°C] za vse tedne v letu

Slika 5: Direktno sončno sevanje [W/m²] na horizontalno površino

Slika 6: Difuzno sončno sevanje [W/m²] na horizontalno površino

Slika 7: Hitrost vetra [m/s]

Slika 8: Frekvenčni histogram hitrosti vetra [m/s] za Ljubljano