Расчет мощности котла │ расчет мощности котла по объему помещения

Правильный расчет мощности котла отопления необходим для эффективной работы отопительной системы, способной обеспечить бесперебойную работу по обогреву площади дома или квартиры с учетом всех теплопотерь, а также таких обстоятельств, как аномально холодная зима или расширение площади. Эффективность котла будет достигнута при восполнении всех теплопотерь с необходимым запасом. Расчет тепловой мощности необходимо производить для всех видов котлов: газового, на твердом топливе, использующего электроэнергию.

Котел

Содержание

• 1 Основные параметры к расчету
• 2 Формула расчета с учетом тепловых потерь
• 3 Расчет мощности газового котла
• 4 Расчет мощности электрокотла
• 5 Расчет мощности твердотопливного котла

Основные параметры к расчету

Для расчета тепловой мощности котла нужно учитывать все теплопотери здания. На величину потери тепла влияют материалы, из которых сделаны стены здания (и наличие их теплоизоляции), фундамент, кровля, перекрытия, чердак, пол, оконные и дверные проемы. Помимо используемых материалов учитывается толщина стен, степень утепления их и каждого из проемов, высота потолков, количество этажей в здании. Не последнюю роль в расчете принимает факт наличия системы теплых полов, а также тип разводки самой системы. Кроме этого, в расчете производительности котла принимают участие такие параметры, как: общая площадь отапливаемого помещения, местные климатические условия, вид используемого топлива, наличие системы приточной вентиляции. Перед установкой котла часто рассчитывают количество потерь тепла. Обычно это длительный процесс, который выполняют приглашенные специалисты, но можно осуществить его при помощи тепловизора. Этот прибор показывает фактическую картину мест оттока тепла, которые можно оперативно устранить.

Котел в доме

Не рекомендуется устанавливать котел с большим запасом мощности, достаточно прибавить к его производительности 15-25%.

Формула расчета с учетом тепловых потерь

Точный расчет мощности отопительного котла с учетом теплопотерь для дома индивидуальной планировки с высотой потолков свыше 2,5 метров, осуществляется так:

Рассчитывается показатель тепловых потерь стен:

Коэффициент теплопередачи стены, зависящий от типа используемого материала нужно умножить на общую площадь стены и на разность температур внутри помещения и самой низкой температуры снаружи.

1. Рассчитывается показатель тепловых потерь для окон аналогичным образом, что и для стен, только с использованием коэффициента теплопередачи окон, а не стен. Он находится исходя из значений коэффициента теплопередачи стеклопакета, умноженного на его площадь, коэффициента теплопроводности рамы, умноженного на периметр застекленного участка, а также коэффициента алюминиевой полосы, умноженного на периметр остекления. Эти показатели нужно сложить вместе и разделить на общую площадь окна.
2. Рассчитываются теплопотери пола и потолка по формуле, аналогичной расчету для стен.
3. Рассчитываются потери тепла для комнат с вентиляцией:

0,28 – расход оттока воздуха из помещения*плотность воздуха*его удельную теплоемкость*(разность температуры внутри помещения и температуры приточного воздуха)*1.

Все полученные значения суммируются, в результате чего получится сумма всех теплопотерь жилого здания в кВт. К этому значению можно прибавить 10-15% запаса и получить искомую величину мощности теплового отопительного котла.

Расчет мощности газового котлаВаринты расчета мощности котла

Газовое отопление получило большое распространение в системе автономного отопления по причине экономного расхода топлива, безопасности использования, простоты эксплуатации, малого количества занимаемого места. Если неправильно произвести расчет мощности газового котла, его использование будет экономически невыгодным из-за большого расхода топлива или обогрев здания будет недостаточным для поддержания комфортного уровня тепла.

Если брать самый элементарный расчет необходимой мощности без учета прочих факторов, таких как: теплопотери здания, габариты, наличие теплоизоляции, характер климата, количество тепла для подогрева воды и энергии для прогрева воздуха принудительной вентиляции, то можно получить весьма приблизительный расчет, состоящий в соотношении 1 кВт на 10 кв.м. площади жилого дома. Если учитывать все необходимые показатели, можно сделать точный расчет мощности котла газовой отопительной системы: она равна произведению общей площади отапливаемого помещения (кв. м.) и удельной мощности котла в расчете на каждые 10 кв.м. площади, разделенного на десять. Удельная мощность зависит от региона проживания и его климатических особенностей, она может оставлять от 0,7 кВт для Южных до 2,0 кВт для Северных регионов.

При условии монтажа двухконтурной системы водяного обогрева к рассчитанному значению мощности нужно прибавить 25%.

Расчет мощности электрокотла

Электрокотел – нечасто используемое оборудование из-за большого потребления электроэнергии, относительно невысокой мощности, возможности сбоев в работе.

Формула расчета мощности электрического котла проста: нужно умножить сумму площадей всех отапливаемых помещений на удельную величину генератора, которая необходима для обогрева 10 кв.м. площади. Полученное значение нужно разделить на 10. После этого показатель умножается на специальный коэффициент, характеризующий здание относительно утепленности его стен:

• Коэффициент, равный 1 характеризует здания, построенные более 15 лет назад, с утепленными кирпичными, блочными или деревянными стенами.
• Коэффициент 1,5 характеризует здание с не утепленными стенами.
• Коэффициент 1,8: здание не утепленное, и крыша имеет большую теплопотерю.
• Коэффициент со значением 0,6: здание, построенное менее 15 лет назад и утепленное.

Существует более детальный способ, как рассчитать производительность электрического отопительного котла: для прогрева каждых 1 м3 помещения требуется 40 Вт мощности без учета дополнительных влияющих факторов. После этого к показателю нужно прибавить по 100 Вт за одно окно и 200 Вт за каждую входную дверь как источники теплопотерь. Далее учитываются все коэффициенты, указанные выше.

Расчет мощности твердотопливного котла

Твердотопливная отопительная система характеризуется экономичностью при эксплуатации, относительной доступностью, но невысокой популярностью. Цикличность получаемой температуры обязательно должна учитываться при выборе мощности котла.

Расчет мощности твердотопливного котла аналогичен тому, что производился для газового отопительного оборудования. Отличием этого расчета будет являться то, что, по причине низкого КПД твердотопливного котла, существует необходимость прибавить запас мощности 20%. Если при этом использовать теплоаккумулятор, формулу расчета можно оставить как для газового оборудования, без изменений.

Как рассчитать мощность промышленного котла в зависимости от утепления помещений — Невский на vc.ru

Невский

29 дек 202229.12.2022

Правильный выбор мощности тепловых агрегатов позволяет обеспечить заданный температурный режим на объекте с наименьшими затратами на энергоноситель, не переплачивать за отопительное оборудование, монтаж, наладку и обслуживание.

6 просмотров

Параметры для определения мощности котлов отопления

Перед выполнением расчета делают анализ строительной документации, проводят визуальное и теплотехническое обследование объекта. Это необходимо для определения исходных данных, необходимых для вычисления тепловой мощности отопительного котла.

Для расчета нужна следующая информация об объекте:

• Назначение: жилой дом, производственный цех или завод, склад, терминал, коммерческий или офисный центр и т.д.
• План помещений и стационарного оборудования: расположение, размеры окон и дверей, тепловыводящих установок, других точек потерь и выделения тепла.
• Тип объекта: каркасное, бескаркасное, кирпичное, быстровозводимое здание.
• Материалы, применяемые в строительстве, вид теплоизоляции: кирпич, бетонные блоки, плиты, минеральная вата, вспененные полимеры и т. д.

Для определения мощности электрических котлов отопления также необходимы данные о требуемых температурных режимах во всех помещениях и их зонах. При наличии ГВС с автономными бойлерами косвенного нагрева требуются данные о предполагаемом расходе горячей воды.

При реконструкции объекта также часто проводят теплотехническое обследование с тепловизором для определения фактических теплопотерь, которые могут не соответствовать проектным нормам при длительной эксплуатации объекта.

Методика расчета

Расчет мощности котлов отопления при проектировании осуществляется по утвержденной методике. Для приблизительного расчета пользуются упрощенной формулой:

где W — мощность котла, V — объем помещений отапливаемого объекта, ΔТ — разница требуемой температуры в помещениях и средней наружной температуры в холодный сезон, К — коэффициент теплопотерь, k перев — коэффициент перевода единиц измерения.

Значение К определяют в результате обследования объекта или по данным проекта здания или сооружения.

Величина коэффициента теплопотерь составляет:

• 0,5–0,8 — для объектов с хорошо утепленными стенами, кровлей и фундаментом, небольшим количеством окон малой площади и дверей.
• 0,9–1,8 — для зданий и сооружений со средним количеством окон и дверей, среднеутепленными стенами, свайным фундаментом.
  
• 1,9–2,8 — для объектов упрощенной конструкции с обшивкой из профлиста.
• 3–4 — для неутепленных объектов.
  

Величину ΔТ определяют как разность наружной и внутренней температуры. Значение последней берут из актуального СНиПа. В нормативах указана требуемая температура для каждого типа помещения: жилого, складского, производственного, объекта без постоянного присутствия людей и т.д.

Наружная температура берется из справочных таблиц температуры для климатической зоны, где расположен объект.

Объем помещений V определяется как высота помещения, умноженная на площадь.

Также расчеты мощности котла отопления осуществляются с учетом протекающих на объекте технологических процессов с выделением или поглощением тепла и выполняются для производственных предприятий. Но в большинстве случаев для небольших объектов достаточно упрощенной методики.

Для удобства подбора оборудования на сайте компании «Невский» разработан калькулятор расчета мощности котла отопления по площади и параметрам помещения. Опция позволяет не тратить время на поиск справочных значений и вычисления: необходимо просто ввести известные данные и получить результат.

Как выбрать котел для отопления частного дома по мощности?

• Зачем нужен точный расчет мощности?
• Исходные данные для расчета
• Учет потерь тепла
• Коэффициент рассеивания
• Специальные программы расчета
• Стоковая видеозапись

Несмотря на большое количество вариантов отопления частного дома, многие отдают предпочтение проверенному варианту – газовым или твердотопливным котлам. Такой агрегат надежен и долговечен, не требует сложного обслуживания. К тому же разнообразие моделей дает возможность точно подобрать устройство для конкретной комнаты. Мощность – основная характеристика отопительных приборов. От того, насколько правильно подобран прибор, зависит комфортность домашнего микроклимата, экономичность, безопасность котла, срок его работы. В этой статье мы рассмотрим, как выбрать котел для отопления частного дома по мощности, какие факторы следует учитывать.

к оглавлению ↑

Почему необходим точный расчет мощности?

Выбор котла основан на точных расчетах, позволяющих иметь представление о реальных теплопотерях частного дома:

• Покупка прибора с избыточным ресурсом приводит к неоправданному расходу топлива.
• Маломощный агрегат не сможет качественно обогреть жилое помещение. Кроме того, работая на пределе возможностей, он быстро выйдет из строя.

Важно! Как выбрать котел по площади дома самым простым способом? Самый простой расчет котла – 1 кВт мощности на 10 «квадратов» жилья, плюс запас 15-20%. Например, для обогрева дома площадью 100 м² нужен котел на 12 000 Вт. Такой расчет очень большой и приблизительный.Его можно использовать только для зданий с хорошей теплоизоляцией, с низкими потолками и для регионов с мягким климатом.Естественно, что не все частные дома соответствуют этим требованиям.

к оглавлению ↑

Исходные данные для расчета

Для дома, выполненного по типовому проекту, с высотой потолков 3,0 м нетрудно рассчитать необходимую мощность отопительного прибора. Рассмотрим, как выбрать газовый котел для частного дома по площади. Расчет ведется по 2 параметрам:

• Общая площадь дома.
• Удельная мощность котла (УМК). Этот показатель различен для разных климатических зон.

Значение УМК:

• Для южных регионов – 0,7-0,9 кВт.
• Для средней полосы – 1,0-1,2 кВт.
• Для северных регионов – 1,5-2,0 кВт.

Формула для расчета будет выглядеть так: М=S х УМК/10, где

• М – мощность котла, кВт.
• S – площадь дома,
• УМК – удельная мощность котла.

Важно! Например:

• Значение искомого показателя для дома площадью 100 м², расположенного в южном районе, составляет: М = 100 х 0,9/10 = 9 кВт.
• Для того же здания в северных районах аналогичный показатель для отопительного котла составит: М = 100 х 2/10 = 20 кВт.

Как видите, разница более чем в два раза. Если вы хотите установить двухконтурный агрегат, увеличьте цифру, полученную расчетным путем, на 20%.

к оглавлению ↑

Учет потерь тепла

Даже приведенный выше расчет неточен. Для правильного выбора отопительного прибора необходимо иметь информацию о реальных потерях тепла. Один дом хорошо утеплен, а в другом старые каркасы из сморщенного дерева и кирпича толщиной в одну стену. Потери тепла в этих зданиях, конечно, будут разными.

Важно! По мнению экспертов:

• Наибольшая утечка тепла (около 35%) происходит из-за недостаточной теплоизоляции стен.
• Около четверти потерь тепла приходится на неутепленную или плохо утепленную крышу.
• Недостаточно продуманная теплоизоляция пола является причиной около 15% утечек тепла.
• Только 10-15% утечек тепла происходит из-за проветривания и открытых окон.

Как видите, самой простой формулы для точного расчета явно недостаточно. В каждом случае расчет мощности будет индивидуальным.

к оглавлению ↑

Коэффициент рассеивания

Этот коэффициент является одним из важнейших показателей теплопередачи между помещением и окружающей средой. При расчетах за основу принимаются следующие значения этого коэффициента:

• 3,0-4,0 – для зданий, в которых отсутствует теплоизоляция. Чаще всего это временные постройки из дерева и металла.
• 2,9-2,0 – для зданий с минимальной теплоизоляцией. Имеются в виду тонкостенные дома с утепленными стенами, простой конструкцией крыши и деревянным каркасом.
• 1.9-1.0. Это значение коэффициента дисперсии соответствует среднему уровню теплоизоляции (кирпичный дом с утепленными или двойными стенами, с утепленной крышей и мансардой, с двойным остеклением).
• 0,6-0,9. Этот коэффициент используется для домов, построенных с использованием современных технологий и материалов. Для них характерна продуманная система вентиляции, утеплены пол и крыша, установлены окна с хорошей теплоизоляцией.

Важно! Наиболее точная формула расчета возможных теплопотерь: Qt=V*Pt*k/860, где

• Qt – возможные потери тепла;
• В – объем помещения.
• Ht – разница между заданной температурой помещения и минимальной температурой наружного воздуха, характерной для этих широт;
• k — коэффициент дисперсии.

Рассчитываем потери тепла для дома в 100 «квадратов» с потолками высотой 3 м, при среднем уровне теплоизоляции:

• Желаемая температура в помещении +20 градусов.
• Минимальная температура воздуха для этого региона – те же 20 градусов, но со знаком минус.
• Qt = 300 х 40 х 1,9 / 860 = 26,5 кВт.
• С учетом запаса полученную цифру умножаем на 20%: 26,5 х 1,2 = 31,8 кВт.
• Округлив полученную цифру до целого числа, получим мощность 32 кВт.

Данный расчет позволяет выбрать котельный агрегат с достаточно высокой точностью, учитывая климат региона и особенности строения.

к оглавлению ↑

Специальные программы расчета

Для расчета можно использовать различные программы и онлайн-калькуляторы. Преимущество таких программ в том, что они учитывают большое количество самых разных факторов:

• Желаемая комнатная температура.
• Средняя температура в холодное время года.
• Потребность в горячей воде.
• Количество этажей.
• Наличие или отсутствие системы принудительной вентиляции.
• Высота потолка.
• Толщина стен, характеристики полов.
• Количество окон, их размеры и характеристики (количество камер, толщина стекла).

Заполнив поля формы, вы получите точное значение исходной мощности, после чего подберете устройство по характеристикам.

к оглавлению ↑

Видеоматериал

Теперь вы знаете несколько способов, как рассчитать мощность твердотопливного котла по площади дома. Если расчеты кажутся вам слишком сложными или вы боитесь ошибиться, обратитесь к специалисту.

Справочник по техническим вопросам — EnergyPlus 8.5

Простой водогрейный котел[ССЫЛКА]

Объект ввода Boiler:HotWater предоставляет простую модель для котлов, которая требует от пользователя только ввода номинальной мощности котла и тепловой эффективности. Кривая эффективности также может использоваться для более точного представления производительности неэлектрических котлов, но не считается обязательным входом. Тип топлива вводится пользователем для целей учета энергии.

Модель основана на следующих трех уравнениях

OperatingPartLoadRatio=BoilerLoadBoilerNomCapacity

TheoreticalFuelUse=BoilerLoadNominalThermalEfficiency

FuelUsed=TheoreticalFuelUseBoilerEfficiencyCurveOuput

-or-

FuelUsed=BoilerLoad(NominalThermalEfficiency)(BoilerEfficiencyCurveOutput)

The final equation above includes the impact of the optional boiler efficiency performance curve. Чтобы подчеркнуть использование нормализованной кривой эффективности котла, уравнение использования топлива также показано в расширенном формате. Нормализованная кривая КПД котла представляет изменения номинального теплового КПД котла из-за нагрузки и изменения рабочей температуры. Если дополнительная кривая эффективности котла не используется, номинальная тепловая эффективность котла остается постоянной на протяжении всего моделирования (т. е. BoilerEfficiencyCurveOutput = 1).

При использовании кривой производительности котла можно использовать любой допустимый объект кривой с 1 или 2 независимыми переменными. Кривые производительности доступны через встроенный в EnergyPlus менеджер уравнений кривых производительности (объекты кривых). Линейные, квадратичные и кубические типы кривых могут использоваться, когда эффективность котла зависит исключительно от нагрузки котла или коэффициента частичной нагрузки (PLR). Эти типы кривых используются, когда котел работает при заданной заданной температуре на протяжении всего моделирования. Другие типы кривых могут использоваться, когда эффективность котла может быть представлена ​​как PLR, так и рабочей температурой котла. Примеры действительных уравнений с одной и двумя независимыми переменными показаны ниже. Для всех типов кривых PLR всегда является независимой от x переменной. При использовании типов кривых с 2 независимыми переменными температура котловой воды (Twater) всегда является независимой переменной y и может представлять собой температуру на входе или на выходе в зависимости от ввода пользователя.

Одна независимая переменная:[ССЫЛКА]

• Кривая эффективности котла=C1+C2(PLR) (линейная)

• Кривая эффективности котла=C1+C2(PLR)+C3(PLR)2 ​​(квадратичная)

• Кривая эффективности котла=C1+C2(PLR)+C3(PLR)2+C4(PLR)3 (кубическая)

Двойные независимые переменные:[ССЫЛКА]

• Кривая эффективности котла=C1+C2(PLR)+C3(PLR)2+(C4+C5(PLR)+C6(PLR)2)(Twater) (Квадратичная линейная)

• Кривая эффективности котла=C1+C2(PLR)+C3(PLR)2+C4(Tвода)+C5(Tвода)2+C6(PLR)(Tвода) (биквадратная)

• Кривая эффективности котла=C1+C2(PLR)+C3(PLR)2+C4(Tвода)+C5(Tвода)2+C6(PLR)(Tвода)+C7(PLR)3+C8(Tвода)3+C9( PLR)2(Twater)+C10(PLR)(Twater)2 (бикубический)

Когда используется кривая эффективности котла, можно задать котел с постоянной эффективностью, установив C1 = 1, а все остальные коэффициенты равными 0. Котел с эффективностью, пропорциональной коэффициенту частичной нагрузки, или с нелинейной зависимостью эффективности с коэффициентом частичной нагрузки обычно устанавливает коэффициенты линейной, квадратичной или кубической кривой в ненулевые значения. Использование других типов кривых позволяет более точно моделировать, когда КПД котла изменяется в зависимости от коэффициента частичной нагрузки и когда температура воды на выходе из котла изменяется с течением времени из-за нагрузки или когда происходят изменения в заданном значении температуры воды.

Паразитная электрическая мощность рассчитывается на основе заданной пользователем паразитной электрической нагрузки и коэффициента нагрузки рабочей части, рассчитанного выше. В модели предполагается, что эта паразитная мощность не способствует нагреву воды.

Pparasitic=Pload(PLR)

где:

Pparasitic = паразитная электрическая мощность (Вт), среднее значение для временного шага моделирования

Pload = паразитная электрическая нагрузка, заданная пользователем (Вт)

Описание модели[ССЫЛКА ]

Паровой котел является неотъемлемой частью системы парового отопления здания и может быть описан как основной двигатель парового контура. Это компонент, который поддерживает желаемую температуру контура.

Акцент в EnergyPlus был сделан на разработку имитационной модели здания для парового котла с возможностью детального моделирования производительности котла без затрат на исчерпывающий ввод данных пользователем в модель котла. Объект Boiler:Steam input используется на стороне подачи EnergyPlus контура установки с основной целью подачи пара в нагревательные змеевики, которые составляют сторону потребления контура.

Паровой котел представляет собой устройство с регулируемым массовым расходом. Массовый расход пара через котел определяется потребностью в отоплении в контуре, которая, в свою очередь, определяется оборудованием, подключенным к стороне потребления в контуре, а именно паровыми змеевиками и нагревателем горячей воды. Короче говоря, паровой змеевик определяет массовый расход пара, необходимый для нагрева зоны до требуемой уставки, смеситель суммирует общий расход пара, требуемый каждым из отдельных змеевиков, и передает его в котел через насос.

Схема парового котла в паровом контуре

На рисунке показана элементарная конструкция контура с потоком пара из змеевиков в котел. Важно отметить, что именно змеевики определяют требуемую массу пара, и котел просто обеспечивает требуемый массовый расход при желаемой температуре при условии, что он имеет соответствующие размеры. Алгоритм определения массового расхода построен на стороне потребления, и котел с регулируемым расходом не играет никакой роли в определении массового расхода пара.

На рисунке показана простая модель парового котла. Переохлажденная вода поступает в котел с переменным расходом через насос, котел отдает энергию потоку воды, потребляющему топливо, потери котла учитываются через КПД котла. Котел выдает пар с качеством, равным 1,0 в состоянии насыщения.

Преимуществом систем парового отопления перед водяным является высокая скрытая теплоемкость пара, что снижает массовый расход требуемой жидкости. Величина передачи перегретого и недоохлажденного тепла в системах парового отопления незначительна, на скрытую теплопередачу приходится почти весь теплообмен в зоны через паровоздушные теплообменники.

Схема работы парового котла

Нагрузка котла представляет собой сумму явного и скрытого тепла, добавляемого к потоку воды, как описано в следующем уравнении. Массовый расход через котел известен, а дельта темп – это разница температур на входе в котел и на выходе из котла. Скрытая теплота пара рассчитывается при рабочей температуре контура.

QB=˙m×[(cp,w×ΔT)+hfg]

Теоретический расход топлива рассчитывается по следующему уравнению. КПД котла вводится пользователем и учитывает все потери в паровом котле.

Ft=QBηB

Коэффициент рабочей частичной нагрузки рассчитывается по следующему уравнению. В дальнейшем это используется для расчета фактического расхода топлива, его отношения нагрузки котла к номинальной мощности котла.

OPLR=QBQB,N

Фактический расход топлива котлом рассчитывается по следующей формуле, где C1, C2 и C3 – коэффициенты частичной нагрузки.

F=FtC1+C2×OPLR+C3×OPLR2

По сути, модель котла обеспечивает приближение первого порядка к характеристикам мазутных, газовых и электрических котлов. Производительность котла основана на теоретическом КПД котла и одной квадратичной кривой отношения использования топлива к частичной нагрузке, представленной в приведенном выше уравнении. Эта единственная кривая учитывает все неэффективности сгорания и потери дымовых газов.

Алгоритм управления паровым котлом – важный вопрос. Пользователь может захотеть, чтобы котел был меньшего размера, и в таком случае он не сможет удовлетворить запрос на расход пара со стороны потребления. Впоследствии нагрузка котла превышает номинальную мощность котла. Котел работает на своей номинальной мощности, но не может удовлетворить потребность предприятия в отоплении. Псевдокод от EnergyPlus использовался для описания логики управления, используемой в моделировании парового котла.

**********************ПСЕВДОКОД НАЧАЛО РАЗДЕЛА**************************

В начале моделирования вычисляется начальное значение массового расхода пара. Это необходимо для запуска потока пара по контуру.

If(FirstTimeThrough)THEN

Рассчитать массовый расход пара, подаваемого в котел, в начале моделирования.

˙ms=QBhfg+cp,w×ΔTloop

ИНАЧЕ ! Не впервые через

Расчеты парового котла сильно зависят от переменной ˙m b, массового расхода котла. Эта переменная ˙m b принимается равной массовому расходу на входном узле котла для предварительных расчетов.

˙mb=˙mInletNode

Расчет разницы температур котла между входным и выходным узлами. Этот расчет используется для определения различных ситуаций управления котлом.

ΔTinout=TSP−Tin

В случае, если разность температур, рассчитанная по предыдущему уравнению, равна нулю, тогда котел просто должен отдать пару скрытую теплоту, в противном случае котел выполняет расчет нормальной нагрузки, отдавая явную и скрытую теплоту пару. входной поток.

If(ΔTinout<0)THEN

QB=˙mb×hfg

ELSE

QB=˙mb×(hfg+cp,w×ΔTinout)

EndIf

Иногда нагрузка котла превышает QB Запрошенная нагрузка на стороне потребления на текущем временном шаге, что может произойти из-за того, что условия на входе в котел соответствуют предыдущему временному шагу. Внезапно снижается потребность в массовом расходе пара со стороны потребления. Теперь котел пересчитывает свой новый массовый расход и приспосабливается к этим новым условиям.

Если(QB>QHeatingDemand)ТО

Нагрузка котла устанавливается равной новой потребности котла в отоплении, и пересчитывается массовый расход пара.

QB=QHeatingDemand

˙ms=QBhfg+cp,w×ΔTloop

EndIf

В случае, если требуемая нагрузка превышает номинальную мощность котла, которая является его максимальной тепловой мощностью. В этом случае требуемый массовый расход пара не достигается и зона не нагревается должным образом. Такое бывает, если котел малогабаритный. Массовый расход пара пересчитан на номинальную производительность.

Если(QB>QNominalCapacity)THEN

Нагрузка котла устанавливается равной номинальной мощности котла и пересчитывается массовый расход пара.

QB=QNominalCapacity

˙ms=QBhfg+cp,w×ΔTloop

EndIf

EndIf

End If оператор алгоритма управления нагрузкой котла. Этот алгоритм определяет все возможные условия управления, которые могут возникнуть при моделировании системы в EnergyPlus.

**********************ПСЕВДОКОД НАЧАЛО РАЗДЕЛА**************************

Если рабочее давление в котле превышает максимально допустимое давление в котле, моделирование отключается и выводит соответствующее предупреждение. Это уведомляет пользователя о возможных проблемах с определением давления в системе.

Интеграция имитационной модели парового котла в EnergyPlus потребовала разработки ряда подпрограмм, которые работают последовательно. Эти подпрограммы предназначены для чтения входных данных из входного файла, инициализации переменных, используемых в имитационной модели котла, имитации производительности котла, обновления узловых соединений и отчета о необходимых переменных. На случай, если у пользователя возникнут трудности с вводом параметров котла, предусмотрена автоматическая настройка номинальной мощности котла и максимального расхода пара. Эти два значения играют важную роль при выборе размера котла.

Модельные допущения[ССЫЛКА]

Модель котла EnergyPlus является «простой» в том смысле, что она требует от пользователя указания теоретического КПД котла. Процесс горения в модели не рассматривается. Модель не зависит от типа топлива, которое вводится пользователем только для целей учета энергии. Это идеальная модель для программы моделирования зданий, так как она использует желаемое количество ресурсов с точки зрения времени выполнения моделирования, но успешно обеспечивает достаточно хорошие параметры размеров для реального котла.

Предполагается, что паровой котел работает для поддержания заданной температуры, температура является температурой насыщения пара и соответствует этой температуре насыщения существует единственное значение давления насыщения, при котором работает контур. Следовательно, котел может регулироваться либо по давлению насыщения, либо по температуре. Так как пользователи будут иметь лучшее представление о температуре пара, а не о давлении, входы котла предназначены для контроля температуры.

Номенклатура парового контура[ССЫЛКА]

Номенклатура парового контура

QB,N	Номинальная мощность котла. В.
ОПЛР	Коэффициент нагрузки рабочей части котла.
ΔTsc	Степень переохлаждения в змеевике.
ΔTinout	Разность температур парового котла. ºС.
ρw	Плотность конденсата, поступающего в насос. кг/м3.
QDes	Расчетная нагрузка на паровой змеевик. В.
вч,н	Энтальпия жидкости в точке n на диаграмме Ts. Дж/кг.
PFrac	Доля мощности насоса при полной нагрузке. В.
Фм,ф	Дробная мощность двигателя потеряна для жидкости. В.
Ка,л	Тепловая нагрузка на паровой змеевик воздушного контура. В.
Qz,c	Тепловая нагрузка на паровой змеевик зоны. В.
hfg,Tloop	Скрытая теплота пара при рабочей температуре контура. Дж/кг.
hfg	Скрытая теплота пара. Дж/кг.
QL,H	Скрытая тепловая часть нагрузки нагревательного змеевика. В.
ΔQпотери	Потери контура в паровом змеевике. В.
ΔTпетля	Разница температур контура.
˙ма	Массовый расход парового змеевика кг/с.
˙мин	Массовый расход пара, поступающего в паровой змеевик, кг/с.
˙ma,l	Массовый расход пара для парового змеевика с воздушным контуром кг/с
˙mz,c	Массовый расход пара для зонального парового змеевика кг/с.
˙мс	Массовый расход пара. кг/с.
˙mlloop	Массовый расход пара для парового контура. кг/с.
˙м	Масса конденсата, поступающего в насос. кг/с.
˙ма, макс	Максимально допустимый массовый расход воздуха. кг/с
˙мс,макс.	Максимальный массовый расход пара кг/с
˙mB, поставка	Максимальный массовый расход пара от котла. кг/с.
˙Vw,max	Максимальный объемный расход конденсата в насосе. м3/с.
˙Vw,петля	Максимальный объемный расход конденсата в паровом контуре. м3/с.
Ta,дюйм,мин	Минимальная возможная температура воздуха на входе. ºС.
№	Номинальная мощность конденсатного насоса. В.
Пном	Номинальная мощность насоса. В.
Гн	Номинальный напор насоса. М.
˙Вном	Номинальный объемный расход через конденсатный насос. м3/с.
ПЛР	Коэффициент частичной нагрузки для конденсатного насоса.
ηр	Эффективность насоса.
ηм	Эффективность двигателя насоса.
Р	Мощность насоса. В.
КС,Ч	Часть явного тепла нагрузки нагревательного змеевика. В.
Тсп	Уставка Температура зоны. ºС.
Та,выход,SP	Уставка температуры воздуха на выходе из парового змеевика. ºС.
ПС	Мощность вала насоса. В.
кп,а	Удельная теплоемкость воздуха. Дж/кг К.
сп, ш	Удельная теплоемкость воды. Дж/кг К.
ηВ	Эффективность парового котла.
Та,в	Температура воздуха на входе в змеевик. ºС.
Та	Температура воздуха на входе в паровой змеевик. ºС.
Та, вых	Температура воздуха на выходе из змеевика. ºС.
Ц,в	Температура пара на входе в змеевик. ºС.
Плавник	Теоретический расход топлива паровым котлом. В.
˙mcoils,R	Суммарный массовый расход, запрошенный всеми паровыми змеевиками. кг/с.
˙В	Объем конденсата, поступающего в насос. м3/с.
Дв,выход	Температура воды на выходе из насоса. ºС.

Ссылки[ССЫЛКА]

Справочник ASHRAE. 1996. Системы и оборудование HVAC, Системы кондиционирования и отопления. Глава 10, Паровые системы. стр. 10.1-10.16. 1996.

BLAST 3.0 Руководство пользователя . 1999. Лаборатория строительных систем. Урбана-Шампейн: Лаборатория строительных систем, факультет машиностроения и промышленной инженерии, Университет Иллинойса.

Чиллар, Р.Дж. 2005. «Разработка и внедрение парового контура в программе моделирования энергопотребления зданий EnergyPlus», М.С. Диссертация кафедры машиностроения и промышленной инженерии Иллинойского университета в Урбана-Шампейн.

TRNSYS 16 Руководство пользователя . 2004. Программа моделирования переходных систем. Лаборатория солнечной энергии, Мэдисон. Университет Висконсин-Мэдисон.

El-Wakil, MM 1984. Power Plant Technology, McGraw Hill, Нью-Йорк, стр. 30-72.

Бэбкок и Уилкокс. 1978. Пар — его производство и использование, The Babcock & Wilcox Company, Нью-Йорк, разделы I, II, IV и VII.

С.А. Кляйн. 2004. Решатель инженерных уравнений EES. Висконсинский университет в Мэдисоне.

Авторские права на содержание документации © 1996-2016 Совет попечителей Иллинойского университета и регенты Калифорнийского университета через Национальную лабораторию Эрнеста Орландо Лоуренса в Беркли.