Версия для печати

5. Расчет подсистемы теплогенерации

5.1 Используемые методы расчета

В настоящем стандарте описаны три метода расчета производительности подсистемы теплогенерации, соответствующие различным применениям (упрощенная или детальная оценка, измерения на месте и т.д.). Методы расчета различаются в зависимости от следующих факторов:

- требуемые входные данные;

- учитываемые условия эксплуатации;

- применяемые расчетные интервалы.

Для первого метода (см. 5.2) рассматриваемым расчетным интервалом является отопительный сезон. Расчет производительности основан на данных, связанных с КПД котлов. Учитываемые условия эксплуатации (климат, распределительная подсистема, соединенная с теплогенератором, и т.д.) приблизительно определяют в соответствии с типологией рассматриваемого региона, а не для каждого конкретного случая. При применении данного метода должны быть учтены надлежащие местные условия с соответствующими значениями.

Второй метод (см. 5.3) также основан на данных, связанных с КПД котлов, но в этом случае требуются дополнительные данные для учета конкретных условий эксплуатации для отдельной установки. Рассматриваемым расчетным интервалом может быть отопительный сезон, но может также быть и более короткий период (месяц, неделя и/или режимы работы согласно [6]). Данный метод не имеет ограничений и может применяться с использованием значений по умолчанию, указанных в приложении Б.

Третий метод (см. 5.4) более четко различает потери теплогенератора, которые имеют место при циклической работе котла (т.е. потери при сжигании топлива). Некоторые параметры допускается измерить на месте. Данный метод удобно применять для эксплуатируемых зданий и учета рекуперации теплоты конденсации в соответствии с условиями эксплуатации.

Применяемый метод расчета выбирают в зависимости от имеющихся данных и целей расчета.

Дополнительная информация по каждому методу приведена в приложениях А, Б и В.

5.2 Метод расчета сезонной производительности котла, основанный на типовых схемах (типологический метод)

5.2.1 Сущность метода

Данный метод предполагает, что климатические условия, режимы работы, типовые схемы занятости людьми зданий различного назначения (жилые, коммерческие, промышленные здания и т.д.) были учтены и включены в метод для пересчета результатов стандартных испытаний КПД в сезонные значения КПД для соответствующего типа здания.

Этапами метода расчета сезонного КПД являются:

а) стандартизация результатов испытаний с учетом типа котла, топлива и конкретных условий испытания и соответствующими стандартами;

б) корректировка годовой производительности после ввода в эксплуатацию, с учетом регионального климата, режимов работы и схемы занятости людьми соответствующего типа здания;

в) выполнение расчетов и определение потребности в объеме количества топлива, общих тепловых потерь при теплогенерации (в качестве абсолютного значения), рекуперируемых тепловых потерь при теплогенерации, вспомогательной энергии, рекуперируемой вспомогательной энергии.

Применение данного метода расчета позволяет учитывать местные условия для соответствующего строительного сектора.

5.2.2 Метод расчета

5.2.2.1 Выбор соответствующего метода расчета сезонного КПД

Метод расчета сезонного КПД выбирают из соответствующих местных условий на основании следующей информации:

- регион (климат), в котором расположено здание;

- строительный сектор.

Выбранный метод расчета должен включать в себя ограничения в применении, соответствующие граничные условия и ссылку на контрольные данные.

Выбранный метод расчета должен быть определен в нормативных документах и стандартах, действующих на национальном уровне. При их отсутствии данный метод применять не допускается.

В приложении А приведен пример метода расчета сезонного КПД для условий жилого сектора.

5.2.2.2 Входная информация, требуемая для метода расчета сезонного КПД

Входная информация для данного метода расчета должна включать в себя:

- требуемое количество тепла для распределительной(ых) системы (систем) для отопления помещений QH,dis, in, рассчитанное по [2];

- требуемое количество тепла для распределительной(ых) системы (систем) для бытового горячего водоснабжения QW, dis, in, рассчитанное по [3], в соответствующем случае.

Входная информация для данного расчета метода дополнительно может включать в себя:

- результаты испытаний КПД при полной нагрузке и частичной нагрузке 30% в соответствии со стандартными испытаниями согласно ГОСТ Р 53634;

- тип котла (конденсационный или нет, комбинированный или нет, с баком-аккумулятором горячей воды или без и т.д.);

- используемое топливо (природный газ, сжиженный углеводородный газ, жидкое топливо и т.д.);

- выходную мощность котла (максимальную и минимальную в случае диапазона);

- метод зажигания (постоянное пламя запальника или нет);

- тип горелки (модулирующая, многоступенчатая или двухпозиционная);

- внутренний бак-аккумулятор при испытаниях КПД (да/нет);

- показатели бака-аккумулятора (объем, толщина изоляции).

5.2.2.3 Выходная информация, полученная из метода расчета сезонного КПД

Выходная информация из данного метода расчета должна включать в себя:

- EH,dis, in - потребность в теплоте сгорания топлива;

- WH,dis, aux - вспомогательная энергия;

- QH,dis, is, rbl - рекуперируемые тепловые потери системы для отопления помещений.

5.3 Метод расчета коэффициента полезного действия котла для конкретного случая

5.3.1 Сущность метода расчета

Данный метод расчета основан на следующем принципе:

а) данные собраны для трех основных значений факторов нагрузки или выходной мощности:

-ngnr, pn  - КПД при нагрузке 100%;

-ngnr, pint  - КПД при промежуточной нагрузке;

gnr, is,P0 - потери при нагрузке 0%;

б) данные по КПД и потерям корректируют в соответствии с условиями эксплуатации котла (температура);

в) мощность потерь при нагрузке 100% Фgnr, is,Pn и при промежуточной нагрузке Фgnr, is,Pint рассчитывают в соответствии со значениями КПД с поправкой;

г) расчет мощности потерь, соответствующей фактической выходной мощности, выполняют посредством линейной или полиноминальной интерполяции между значениями мощности потерь для трех основных выходных мощностей;

Примечание - Для метода расчета КПД котла для конкретного случая все мощности и фактор нагрузки ßgnr относятся к производительности подсистемы теплообразования.

д) вспомогательную энергию рассчитывают с учетом фактической выходной мощности котла;

е) рекуперируемые тепловые потери обшивки теплогенератора рассчитывают в соответствии с табличной долей тепловых потерь в режиме готовности и местоположением котла;

ж) для получения общих рекуперируемых тепловых потерь рекуперируемую вспомогательную энергию суммируют с рекуперируемыми тепловыми потерями обшивки теплообразователя.

5.3.2 Входные данные для рассматриваемого метода расчета

5.3.2.1 Данные котла

Котел характеризуется следующими значениями:

- ФPn - производительность теплогенератора при полной нагрузке;

- ngnr,Pn - КПД теплогенератора при полной нагрузке;

- средняя температура воды в теплогенераторе при условиях испытания для полной нагрузки;

- fcorr,Pn - поправочный коэффициент для КПД при полной нагрузке;

- ФPint - производительность теплогенератора при промежуточной нагрузке;

- ngur,Pint - КПД теплогенератора при промежуточной нагрузке;

- средняя температура воды в теплогенераторе при условиях испытания для промежуточной нагрузки;

- fcorr,Pint - поправочный коэффициент для КПД при промежуточной нагрузке;

- Фgnr,is,P0 - тепловые потери в режиме готовности при разности температур испытания ;

- разность между средней температурой котла и температурой в испытательной лаборатории при условиях испытания;

- Paux, gnr, Pn  - потребление мощности вспомогательными устройствами при полной нагрузке;

- Paux, gnr, Pint - потребление мощности вспомогательными устройствами при промежуточной нагрузке;

- Paux, gnr, P0 - потребление мощности вспомогательными устройствами в режиме готовности;

- минимальная рабочая температура котла.

Данные для характеристики котла берут из одного из следующих источников, перечисленных в порядке приоритета:

а) данные оборудования от изготовителя при испытании котла в соответствии с ГОСТ Р 51733, ГОСТ Р 53634, ГОСТ Р 54442, ГОСТ Р 54826;

б) данные по умолчанию приложений Б или Г.

Следует указать, включают ли в себя значения КПД рекуперацию вспомогательной энергии.

5.3.2.2 Фактические условия эксплуатации

Фактические условия эксплуатации характеризуются следующими значениями:

- QH,gen,out - отдача тепла в подсистему (подсистемы) распределения тепла;

- средняя температура воды из котла;

- средняя температура воды, возвращающейся в котел (для конденсационных котлов);

- температура в котельной;

- bbrm - фактор снижения температуры, зависящий от местоположения теплогенератора.

5.3.3 Нагрузка каждого котла

5.3.3.1 Средняя мощность подсистемы теплогенерации

Средняя мощность подсистемы теплообразования ФH,gen,out задается формулой

(8)  

где tgen - общее время работы теплогенератора.

5.3.3.2 Подсистема теплогенерации с одним котлом

Если установлен только один теплогенератор, то фактор нагрузки ßgnr задается формулой

(9)

 где ФPn - номинальная выходная мощность теплогенератора.

5.3.3.3 Подсистема теплогенерации с несколькими котлами

5.3.3.3.1 Общие положения

Если установлено несколько котлов, то распределение нагрузки между котлами зависит от управления. Различают два типа управления:

- без приоритета;

- с приоритетом.

5.3.3.3.2 Несколько теплогенераторов без приоритета

Все теплогенераторы работают одновременно, поэтому фактор нагрузки ßgnr одинаков для всех котлов и задается формулой

(10)

где ФPn,i - номинальная выходная мощность теплогенератора i при полной нагрузке.

5.3.3.3.3 Несколько теплогенераторов с приоритетом

Сначала работают теплогенераторы большего приоритета. Определенный теплогенератор в порядке очередности работает, только если теплогенераторы большего приоритета работают при полной нагрузке (ßgnr,i=1).

Если все котлы имеют одинаковую выходную мощность , то количество работающих теплогенераторов Ngnr,on задается формулой


(11)

В противном случае работающие котлы определяют таким образом, что 0<ßgnr,j<1 [см. формулу (10)].

Фактор нагрузки ßgnr,j для теплогенератора, работающего с перерывами, рассчитывают по формуле

(12)

где ФPn,i  - номинальная выходная мощность теплогенератора i, работающего при полной нагрузке;

ФPn,j- номинальная выходная мощность теплогенератора, работающего с перерывами.

5.3.4 Теплогенераторы с двойной функцией (отопление помещений и бытовое горячее водоснабжение)

Во время отопительного сезона теплогенератор может производить энергию для отопления помещений и для системы бытового горячего водоснабжения [двойная функция (двухконтурный котел)].

Расчет тепловых потерь для теплогенератора, работающего только для бытового горячего водоснабжения, установлен в европейском стандарте на бытовое горячее водоснабжение [7].

Бытовое горячее водоснабжение также влияет на отопительную функцию теплогенератора двойного действия в отношении:

- рабочей температуры теплогенератора;

- времени работы;

- нагрузки.

Рабочая температура теплогенератора может быть изменена, если требуется бытовое горячее водоснабжение. Динамические воздействия такого изменения температуры (нагрева, охлаждения) не учитывают в настоящем стандарте.

Потребности бытового горячего водоснабжения могут превышать период нагрева, если теплогенератор уже работает при номинальной мощности. Воздействия на периоды времени (нагрев, нормальный режим и т.д.), определенные в международном стандарте [6], не учитывают.

Бытовое горячее водоснабжение увеличивает нагрузку теплогенератора с двойной функцией. Данное воздействие учитывают посредством увеличения нагрузки подсистемы теплогенерации в течение рассматриваемого периода с помощью формулы

(13)

и используя QHW, gen, out вместо QH, gen, out в формуле (8).

Примечание - Формула (13) аналогична формуле (2).

В целом, рассматриваемый расчетный период одинаков для бытового горячего водоснабжения и для отопления помещений.

Однако если бытовая горячая вода производится только при конкретных режимах работы (например, только при нормальном режиме или при наличии приоритетного управления), расчет допускается выполнять независимо для двух режимов работы:

- один раз с учетом tH,gnr (время работы для отопления помещений) и ФH,Px (рассчитывают с использованием QH,dis,in и tH,gnr), а также условий эксплуатации для отопления помещений;

- один раз с учетом tW,gnr (время работы для бытового горячего водоснабжения) и ФW,Px (рассчитывают с использованием QH,dis,in и tH,gnr), а также условий эксплуатации для бытового горячего водоснабжения.

Потери, вспомогательная энергия и количество подводимого топлива для двух режимов работы в конце расчета суммируют.


5.3.5 Тепловые потери теплогенератора

5.3.5.1 Расчет тепловых потерь теплогенератора при полной нагрузке

КПД при полной нагрузке ngnr,Pn измеряют при средней исходной температуре воды в теплогенераторе Ognr,w,test,Pn . КПД должен быть приспособлен к фактической средней температуре воды в теплогенераторе для конкретной установки.

КПД при полной нагрузке с поправкой на температуру  рассчитывают по формуле

(14)

где ngnr,Pn - КПД теплогенератора при полной нагрузке, определяется при испытании производительности теплогенератора по соответствующим стандартам (см. 5.3.2.1). В случае отсутствия необходимых значений в соответствующем национальном стандарте в Б.3.1 приложения Б приведены значения по умолчанию;

fcorr,Pn- поправочный коэффициент, учитывающий изменение КПД при полной нагрузке в зависимости от средней температуры воды в теплогенераторе. Данное значение должно быть указано в стандартах и нормативных документах, действующих на национальном уровне. В случае их отсутствия в Б.3.3 приложения Б приведены значения по умолчанию. При испытании производительности теплогенератора по соответствующим стандартам (см. 5.3.2.1) результаты можно учесть;

- средняя температура воды в теплогенераторе при условиях испытания для полной нагрузки (см. Б.3.3 приложения Б);

- средняя температура воды в теплогенераторе в зависимости от конкретных условий эксплуатации (см. 5.3.9).

В целях упрощения расчетов значения КПД и тепловых потерь, определенные при условиях испытаний, приспосабливают к фактической средней температуре воды в теплогенераторе. Допускается приспосабливать производительность при каждой нагрузке в соответствии с фактической средней температурой воды в теплогенераторе для каждой нагрузки, так как это является правильным с физической точки зрения.

Тепловые потери теплогенератора при полной нагрузке с поправкой Фgnr,is,Pn рассчитывают по формуле

(15)

    
где ФPn - выходная мощность теплогенератора при полной нагрузке.

5.3.5.2 Расчет тепловых потерь теплогенератора при промежуточной нагрузке

КПД при промежуточной нагрузке ngnr,Pint измеряют при средней исходной температуре воды в теплогенераторе Ognr,w,test,Pint. КПД должен быть приспособлен к фактической средней температуре воды в теплогенераторе для конкретной установки.

КПД при промежуточной нагрузке с поправкой на температуру ngnr,Pint,corr рассчитывают по формуле

(16)

где ngnr,Pint - КПД теплогенератора при промежуточной нагрузке. При испытании производительности теплогенератора по соответствующим стандартам (см. 5.3.2.1) допускается учесть их результаты. В случае отсутствия необходимых значений в соответствующем национальном стандарте в Б.3.1 приложения Б приведены значения по умолчанию;

fcorr,Pint- поправочный коэффициент, учитывающий изменение КПД в зависимости от средней температуры воды в теплогенераторе. Данное значение должно быть указано в соответствующем национальном стандарте. В случае отсутствия такого стандарта в Б.3.3 приложения Б приведены значения по умолчанию. При испытании производительности теплогенератора по соответствующим стандартам (см. 5.3.2.1) результаты можно учесть;


- средняя температура воды в теплогенераторе (или температура воды, возвращающейся в котел, для конденсационных котлов) при условиях испытания для промежуточной нагрузки (см. Б.3.3 приложения Б);

- средняя температура воды в теплогенераторе (или температура воды, возвращающейся в котел, для конденсационных котлов) в зависимости от конкретных условий эксплуатации (см. 5.3.9).

Промежуточная нагрузка зависит от типа теплогенератора. Значения по умолчанию приведены в Г.2 приложения Г.

Тепловые потери теплогенератора при промежуточной нагрузке с поправкой Фgnr,is,Pint,corr рассчитывают по формуле

(17)

где ФPint - выходная мощность теплогенератора при промежуточной нагрузке.

5.3.5.3 Расчет тепловых потерь теплогенератора при нагрузке 0%

Тепловые потери теплогенератора в режиме готовности Фgnr,is,P0 при нагрузке 0% определяют для разности температур испытания по соответствующим стандартам на испытания. При испытании производительности теплогенератора по соответствующим стандартам (см. 5.3.2.1) результаты можно учесть. В случае отсутствия данных изготовителя или в соответствующем национальном стандарте в Б.3.2 приложения Б приведены значения по умолчанию.

Тепловые потери теплогенератора с поправкой на температуру при нагрузке 0% Фgnr,is,P0,corr рассчитывают по формуле

(18)*

________________

* Формула и экспликация соответствуют оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

где Фgnr,is,P0 - тепловые потери в режиме готовности при нагрузке 0% при разности температур испытания ;

- средняя температура воды в теплогенераторе (или температура воды, возвращающейся в котел, для конденсационных котлов) в зависимости от конкретных условий эксплуатации (см. 5.3.9);

- температура в котельной. Значения по умолчанию приведены в Б.5.3 приложения Б;

- разность между средней температурой воды в теплогенераторе и температурой в испытательной лаборатории при условиях испытания. Значения по умолчанию приведены в Б.3.2 приложения Б.

5.3.5.4 Тепловые потери котла при конкретном соотношении нагрузок ßgnr и выходной мощности ФPx

Соотношение удельных нагрузок ßgnr каждого котла рассчитывают согласно 5.3.3.

Фактическая выходная мощность ФPx котла задается формулой

(19)

Если ФPx находится между 0 (ßgnr=0) и ФPint (промежуточная нагрузка, ßgnrintPintPn ), то тепловые потери теплогенератора Фgnr,ls,P0,corr рассчитывают по формуле

(20)

Если ФPx находится между ФPint и ФPn (полная нагрузка ßgnr =1), то тепловые потери теплогенератора Фgnr,ls,Px рассчитывают по формуле

(21)

Фgnr,ls,Px допускается также рассчитать посредством полиноминальной интерполяции второго порядка. Формула для такой интерполяции приведена в Б.2 приложения Б.

Общие тепловые потери котла Qgnr,ls за рассматриваемое время работы котла tgnr рассчитывают по формуле

(22)

5.3.5.5 Общие тепловые потери при теплогенерации

Общие тепловые потери подсистемы теплогенерации равны сумме тепловых потерь котла:

(23)

5.3.6 Общая вспомогательная энергия

Общая вспомогательная энергия для котла задается формулой

(24)

где Paux,off - вспомогательная мощность при неактивной системе теплообразования. Если теплогенератор в неактивном состоянии электрически изолирован, то Paux,off=Paux,P0;

tci - расчетный интервал;

tgnr - время работы теплогенератора в пределах расчетного интервала t.

Среднюю вспомогательную мощность для каждого котла Рaux,Px рассчитывают посредством линейной интерполяции в соответствии с нагрузкой котла  ßgnr (рассчитанной по 5.3.3) между:

- Paux,Pn - вспомогательной мощностью котла при полной нагрузке (=1);

- Paux,Pint - вспомогательной мощностью котла при промежуточной нагрузке ();

- Paux,P0 - вспомогательной мощностью котла в режиме готовности (=0), измеренными в соответствии с европейским стандартом [8].

В случае отсутствия декларируемых данных или данных измерений значения по умолчанию приведены в Б.4 приложения Б.

Примечание - Соответствующими обозначениями в [8] являются: Paux,Pnaux,100, Paux,Pintaux,30, Paux,P0=Paux,sby.

Если 0<ßgnrint, то Рaux,Px задается формулой

(25)

Если ßintgnr<1, то Paux,Px задается формулой

(26)

Вспомогательная энергия подсистемы теплогенерации WH,gen,aux задается формулой

(27)

5.3.7 Рекуперируемые тепловые потери системы теплогенерации

5.3.7.1 Вспомогательная энергия

Для рекуперируемой вспомогательной энергии проводят различие между:

- рекуперируемой вспомогательной энергией, передаваемой теплоносителю (например, воде). Предполагается, что вспомогательная энергия, передаваемая вектору энергии, является полностью рекуперированной;

- рекуперируемой вспомогательной энергией, передаваемой в отапливаемое помещение.

Рекуперированную вспомогательную энергию, передаваемую теплоносителю Qgnr,aux,rvd, рассчитывают по формуле

(28)

где frvd,aux  - часть вспомогательной энергии, передаваемая в распределительную подсистему. Данное значение должно быть указано в соответствующем национальном стандарте. В случае отсутствия соответствующего национального стандарта значения по умолчанию приведены в Б.5.1 приложения Б. Если производительность теплогенератора декларируется изготовителем, допускается учесть данное значение.

Рекуперированную вспомогательную энергию, уже учтенную в данных по КПД, не требуется повторно рассчитывать в отношении рекуперации. Ее рассчитывают только для потребности во вспомогательной энергии.

Примечание - КПД, измеренный согласно соответствующим стандартам, как правило, включает в себя влияние тепла, рекуперированного из вспомогательной энергии для теплогенератора на жидком топливе, вентилятора воздуха для горения, первичного насоса (т.е. тепло, рекуперированное из вспомогательного оборудования, измеряют с использованием полезной мощности).

Рекуперируемую вспомогательную энергию, передаваемую в отапливаемое помещение, Qgnr,aux,rbl, рассчитывают по формуле

(29)

где frbl,aux - часть вспомогательной энергии, не передаваемая в распределительную подсистему. Данное значение указывают в соответствующем национальном стандарте. В случае отсутствия соответствующего национального стандарта значения по умолчанию приведены в Б.5.1 приложения Б. Если производительность теплогенератора сертифицирована, допускается учесть данное значение;

bbrm - фактор снижения температуры, зависящий от местоположения теплогенератора. Значение brm указывают в соответствующем национальном стандарте и правилах, а в случае отсутствия соответствующего национального стандарта значения по умолчанию приведены в Б.5.3 приложения Б.

5.3.7.2 Тепловые потери теплогенератора (обшивки поверхности)

Только тепловые потери через обшивку теплогенератора считаются рекуперируемыми и зависят от типа горелки. Для котлов на жидком или газовом топливе тепловые потери через обшивку теплогенератора выражаются как доля общих тепловых потерь в режиме готовности.

Рекуперируемые тепловые потери через обшивку теплогенератора Qgnr,ls,ge,rbl рассчитывают по формуле

(30)*

________________

* Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

bbrm - фактор снижения температуры, зависящий от местоположения теплогенератора. Значение b указывают в соответствующем национальном стандарте, а в случае отсутствия соответствующего национального стандарта значения по умолчанию приведены в Б.5.3 приложения Б;

fgnr,ge- тепловые потери через обшивку теплогенератора, выраженные как доля общих тепловых потерь в режиме готовности. Значение  fgnr,ge указывают в соответствующем национальном стандарте, а в случае отсутствия соответствующего национального стандарта значения по умолчанию приведены в Б.5.2 приложения Б. При испытании производительности теплогенератора допускается учесть данное значение;

tgnr - время работы котла.

5.3.7.3 Общие рекуперируемые тепловые потери системы теплоснабжения

Общую рекуперированную вспомогательную энергию QH,gen,aux рассчитывают по формуле

(31)

Общие рекуперируемые тепловые потери системы теплоснабжения Q рассчитывают по формуле

(32)

5.3.8 Количество сжигаемого топлива

Количество подводимой теплоты сгорания топлива EH, gen, in рассчитывают по формуле (1).

5.3.9 Рабочая температура теплогенератора

Рабочая температура теплогенератора зависит от следующих факторов:

- тип управления;

- технический предел теплогенератора (учтенный посредством температурного ограничения);

- температура распределительной подсистемы, соединенной с теплогенератором.

Влияние управления на котел принимают как изменяющуюся среднюю температуру отопительных приборов. Поэтому учитывают три типа управления котлом:

- постоянная температура воды;

- температура воды, изменяющаяся в зависимости от температуры в помещении;

- температура воды, изменяющаяся в зависимости от температуры снаружи.

Рабочую температуру теплогенератора рассчитывают по формуле

(33)

где 0gnr,w,min - минимальная рабочая температура каждого котла. Если установка оборудована несколькими теплогенераторами, то ограничением рабочей температуры, используемым для расчета, будет наибольшее значение температурных ограничений теплогенераторов, работающих одновременно. Данные значения указывают в соответствующем национальном стандарте, а в случае отсутствия соответствующего национального стандарта значения по умолчанию приведены в Б.3.1 приложения Б;

0gnr,w,min- соответствующая температура воды в течение рассматриваемого периода. Один из методов расчета данной температуры приведен в приложении И и в разделах 7 и 8 европейского стандарта [2]. Если к теплогенератору подсоединены различные подсистемы распределения тепла, для расчета используют наибольшее среди подсистем распределения тепла значение температуры или средневзвешенное значение согласно приложению И.

5.4 Метод циклической работы котла

5.4.1 Сущность метода

Данный метод расчета основан на следующих принципах.

Время работы разделено на две части:

- горелка работает - ton;

- горелка не работает (в режиме готовности) - toff.

Общее время работы теплогенератора составляет tgnr=ton+toff,

Тепловые потери для данных двух периодов времени учитывают отдельно.

Во время работы горелки учитывают следующие тепловые потери:

- тепло отработанного газа при работающей горелке Qch;

- тепловые потери через обшивку теплогенератора Qge.

При неработающей горелке учитывают следующие тепловые потери:

- тепло потока воздуха к дымоходу Qch,off;

- тепловые потери через обшивку теплогенератора Qge.

Вспомогательную энергию для устройств перед и за камерой сгорания учитывают отдельно:

- Wbr - вспомогательная энергия, требуемая компонентами и устройствами, расположенными на пути энергии перед камерой сгорания (как правило, вентилятор горелки, см. рисунок 6).

Примечание - Как правило, данные компоненты и устройства работают только при включенной горелке, т.е. в течение ton;

- Wpmp - вспомогательная энергия, требуемая компонентами и устройствами, расположенными на пути энергии за камерой сгорания (как правило, первичный насос, см. рисунок 6).

Примечание - Как правило, данные компоненты и устройства работают в течение всего периода работы теплогенератора, т.е. в течение tgnr=ton+toff.

kpmp и kbr выражают доли вспомогательной энергии для данных устройств, рекуперированные для теплоносителя (как правило, КПД первичных насосов и вентилятора горелки). Таким образом:

- Qpmp=kpmp·W pmp- вспомогательная энергия, рекуперированная от устройств перед теплообразователем;

Qpmp=kpmp·Wpmp - вспомогательная энергия, рекуперированная от устройств за теплообразователем.

Вспомогательную энергию, преобразованную в тепло и переданную в отапливаемое помещение, допускается учитывать отдельно и добавлять к рекуперируемым тепловым потерям.

Основной энергетический баланс подсистемы теплогенерации задается формулой

(34)

Примечание - Данная формула аналогична формуле (1), при условии, что:

(35), (36), (37)

Схематическая диаграмма энергетического баланса подсистемы теплогенерации показана на рисунке 6.

Диаграмма энергетического баланса подсистемы теплогенерации для метода циклической (2-позиционной) работы котла

Тепловые потери при условиях испытания выражаются как процентная доля (ach,aon и age) от исходной мощности при условиях испытания.

Теплогенератор характеризуется следующими значениями:

cmb  - мощность топки теплогенератора, которая является исходной мощностью для  (расчетное или фактическое значение);

ref  - исходная мощность для факторов тепловых потерь ach,aon и age(как правило, Фref и Фcmb);

- ach,aon и age - факторы тепловых потерь при условиях испытания;

- Рbr - потребление электрической мощности вспомогательных устройств (перед теплогенератором);

- kbr - фактор рекуперации Рbr;

- Рpmp- потребление электрической мощности вспомогательных устройств (за теплогенератором);

- kpmp - фактор рекуперации Рpmp;

-0gnr,w,m,test  - средняя температура воды в котле при условиях испытания для ;

- 0brm,test,J - температура в испытательной лаборатории для  age и ach,off;

- 0ge,test=0gnr,w,m,test,-0brm,test,j-  при условиях испытания для age и ach,off ;

- nch,on, nch,off, nge - показатели степени для поправки факторов тепловых потерь.

Для многоступенчатых или модулирующих котлов требуются следующие дополнительные данные:

cmb,min  - минимальная мощность топки теплогенератора;

- ach,on,min - фактор тепловых потерь  при минимальной мощности топки Фcmb,min;

- Pbr,min - потребление электрической мощности вспомогательных устройств (перед теплогенератором) при минимальной мощности топки Фcmb,min .

Для конденсационных котлов требуются следующие дополнительные данные:

- 0wfg- разность температур между температурой воды, возвращающейся в котел, и температурой отработавшего газа;

- ХO2,fg,dry - содержание кислорода в сухом отработавшем газе.

Для конденсационных многоступенчатых или модулирующих котлов требуются следующие дополнительные данные:

- 0wfg,min - разность температур между температурой воды, возвращающейся в котел, и температурой отработавшем газа при минимальной мощности топки;

- Х O2,fg,dry,min- содержание кислорода в сухом отработавшем газе при минимальной мощности топки.

Фактические условия эксплуатации характеризуются следующими значениями:

- QH,gen,out - отдача тепла в подсистему(ы) распределения тепла;

- 0gnr,w,m - средняя температура воды в котле;

- 0gnr,w,r - температура воды, возвращающейся в котел (для конденсационных котлов);

- 0brm,i  - температура в котельной;

- kge,rvd - фактор снижения, учитывающий рекуперацию тепловых потерь через обшивку теплогенератора в зависимости от местоположения теплогенератора;

- ßcmb - фактор нагрузки.

Примечания

1 Все мощности и фактор нагрузки ßcmb относятся к входной мощности теплогенератора (мощность топки).

2 Формально разделяют Фref и Фcmb для большей ясности в формулах и для возможности использования данных измерений в случае их наличия.

Данные декларируются изготовителем или получают посредством измерений в соответствующих случаях. В случае отсутствия декларируемых данных или данных измерений данные принимают по соответствующему национальному стандарту, а в случае отсутствия соответствующего национального стандарта значения по умолчанию приведены в приложении Г.

5.4.2 Фактор нагрузки

Фактор нагрузки ßcmb - это отношение между временем, когда включена горелка, и общим временем работы теплогенератора (при эксплуатации и в режиме готовности):

(38)

  а также

(39)

где tgnr - общее время работы теплогенератора;

ton - время, когда горелка работает (топливный клапан открыт, предварительная и последующая вентиляции не учитываются);

toff - время, когда горелка не работает.

Фактор нагрузки ßcmb рассчитывают по фактической энергии QH,gen,out, поставляемой подсистемой теплогенератора, или измеряют (например, с помощью счетчиков времени) на эксплуатируемых зданиях.

5.4.3 Удельные тепловые потери

5.4.3.1 Общие положения

Удельные тепловые потери теплообразователя задаются для стандартных условий испытания.

Данные испытаний приспосабливают в соответствии с фактическими условиями эксплуатации. Это применимо как к данным стандартных испытаний, так и к результатам эксплуатационных измерений.

5.4.3.2 Тепловые потери через дымоход с уходящими газами при работающей горелке

Метод введения поправки на данный фактор потерь учитывает влияния:

- средней температуры воды в котле;

- фактора нагрузки;

- настроек горелки (мощность и коэффициент избытка воздуха, меняющие эффективность теплообмена).

Фактические удельные тепловые потери через дымоход при работающей горелке  задаются формулой

(40)

где  ach,on- тепловые потери через дымоход при условиях испытания (дополнительно к 100% коэффициента полноты сгорания).  измеряют при средней температуре воды . Тепловые потери через дымоход выражают как процентную долю мощности топки .

При расчете новых систем ach,on является значением, декларируемым изготовителем.

Для эксплуатируемых систем ach,on задается измерением коэффициента полноты сгорания.

Измерение коэффициента полноты сгорания выполняют в соответствии с национальными стандартами или рекомендациями. После измерения коэффициента полноты сгорания необходимо также измерить соответствующую среднюю температуру воды 0gnr,w,m,test и Фcnb мощность топки . В случае отсутствия необходимых данных в таблице В.1 приложения В приведены значения по умолчанию.

Источник данных должен быть четко указан в отчете по расчетам;

0gnr,w,m,test- средняя температура воды в котле при условиях испытания (средняя температура в подающем и обратном трубопроводах, как правило, температура в подающем трубопроводе 80°С, температура в обратном трубопроводе 60°С).

При расчете новых систем значение 0gnr,w,m,test декларирует изготовитель.

Для эксплуатируемых систем 0gnr,w,m,test измеряют вместе с коэффициентом полноты сгорания. В случае отсутствия необходимых данных значения по умолчанию приведены в таблице В.1 приложения В.

Источник данных должен быть четко указан в отчете по расчетам.

Для конденсационных котлов в формуле (40) вместо средней температуры воды 0gnr,w,m,test используют температуру обратной воды при условиях испытания 0gnr,w,r,test;

0gnr,w,m,- средняя температура воды в котле при фактических условиях (средняя температура в подающем и обратном трубопроводах).

Для конденсационных котлов в формуле (40) вместо средней температуры воды 0gnr,w,m, используют температуру обратной воды при условиях испытания 0gnr,w,test;

fcorr,ch,on- поправочный коэффициент для ach,on. Значения по умолчанию для данного коэффициента приведены в таблице В.1 приложения В;

nch,on - показатель степени для фактора нагрузки ßcmd. Значения по умолчанию для данного показателя степени приведены в таблице В.2 приложения В. Значение ßcmd, возведенное в степень n, учитывает снижение потерь при высоких коэффициентах прерывания за счет более низкой средней температуры отработавшего газа (больший КПД при пуске). Возрастающее значение nch,on соответствует большему значению cmass,ch,on, определенному как удельная масса поверхности теплообмена между продуктами сгорания и водой на киловатт номинальной мощности.

Примечания

1 Формула (40) учитывает посредством линейной интерполяции изменение коэффициента полноты сгорания в зависимости от средней температуры воды в теплогенераторе. Предполагается, что разность температур между водой и отработавшим газом приблизительно постоянна (т.е. повышение средней температуры воды на 20°С  вызывает повышение температуры отработавшего газа на 20°С). Повышение температуры отработавшего газа на 22°С  соответствует возрастанию потерь через дымоход при включенной горелке на 1%,откуда получают значение по умолчанию 0,045 для fcorr,ch,on.

Формула (40) не включает в себя влияние рекуперации латентной теплоты. Это влияние определяют отдельно (см. 5.4.8).

2 Формула (40) не учитывает прямо влияние изменяющегося соотношения воздух/топливо. Константа по умолчанию 0,045 применима для стандартного избыточного воздуха (ХO2=3% в сухом отработанном газе). Для новых систем предполагается точная установка. Для эксплуатируемых систем соотношение воздух/топливо соответствует ach,on. При необходимости можно выполнить повторный расчет постоянной 0,045 в соответствии с фактическим соотношением воздух/топливо.

3 Формула (40) также не учитывает прямо влияние изменяющейся мощности топки Фcmb. При значительном снижении мощности топки следуют процедуре для эксплуатируемых систем, т.е. необходимо измерить ach,on.

5.4.3.3 Тепловые потери через обшивку теплогенератора age

Фактические удельные тепловые потери через обшивку теплогенератора age,corr задаются формулой

(41)

где age - тепловые потери через обшивку теплогенератора при условиях испытания. age выражается как доля исходной мощности Фref (как правило, номинальная мощность топки теплообразователя).

При расчете новых систем значение age декларирует изготовитель.

В случае отсутствия необходимых данных значения по умолчанию приведены в В.2.2 приложения В.

Источник данных должен быть четко указан в отчете по расчетам;

kge,rvd - фактор снижения, учитывающий местоположение теплогенератора. kge,rvd учитывает рекуперацию тепловых потерь как снижение общих потерь. Значения по умолчанию приведены в таблице В.4 приложения В;

0brm,test- температура в испытательной лаборатории. Значения по умолчанию приведены в таблице В.4 приложения В;

0brm,test- фактическая температура помещения, в котором установлен теплогенератор. Значения по умолчанию приведены в таблице В.4 приложение В;

nge - показатель степени для фактора нагрузки ßcmb. Значения по умолчанию для данного показателя степени приведены в таблице В.5 приложения В, в зависимости от параметра сge, определенного как соотношение между общей массой котла (металл + огнеупорные материалы + изоляционные материалы) и номинальной мощностью топки котла Фcmb.

Примечания

1 Фактор ßcmb, возведенный в степень nge, учитывает снижение тепловых потерь через обшивку теплогенератора, если теплогенератору дают остыть в течение режима готовности. Данное снижение применяют только к специальной опции управления, когда комнатный термостат непосредственно останавливает горелку и циркуляционный насос (последовательно с термостатом котла, решение только для небольших систем). Во всех других случаях nge=0 препятствует данной поправке.

2 Предполагают, что тепловые потери через обшивку связаны с разностью температур между средней температурой воды в котле и температурой окружающей среды котла. Данное отношение считается линейным (теплопроводность через изоляцию котла).

3 age можно определить как разность между коэффициентом полноты сгорания и КПД нетто теплогенератора при условиях испытания (непрерывная работа).

Рекуперацию тепловых потерь через обшивку теплогенератора учитывают как снижение общих потерь (с помощью фактора снижения kge,rvd).

В качестве альтернативы фактические общие тепловые потери через обшивку теплогенератора  можно определить по общим тепловым потерям при условиях испытания age по формуле

(42)

а также определить фактор фактических рекуперируемых тепловых потерь age,rbl по формуле

(43)

5.4.3.4 Тепловые потери через дымоход при выключенной горелке ach,off

Данные тепловые потери учитывают самотягу дымохода, которая вызывает поток холодного воздуха через котел при выключенной горелке.

Требуется поправка в соответствии со средней температурой воды в котле и температурой котельной. Вторая поправка требуется, если комнатный термостат отключает циркуляционный насос одновременно с горелкой. При данной опции управления фактическая средняя температура воды в котле уменьшается с фактором нагрузки. В течение каждого периода, когда горелка выключена, максимальная энергия, которая может быть потеряна, - это тепло, аккумулированное в котле (в металлических частях и воде). Поэтому фактор нагрузки является функцией теплоемкости котла.

Фактические удельные тепловые потери через дымоход при выключенной горелке ach,off,corr задаются формулой

(44)

где ach,off - тепловые потери через дымоход при выключенной горелке при условиях испытания.  выражается как процентная доля исходной мощности Фref (как правило, номинальная мощность топки теплогенератора).

При расчете новых систем значение  декларирует изготовитель.

Для эксплуатируемых систем ach,off можно рассчитать измерением расхода и температуры на выходе отработавшего газа из котла.

В случае отсутствия необходимых данных значения по умолчанию приведены в таблице В.6 приложения В.

Источник данных должен быть четко указан в отчете по расчетам;

nch,off - показатель степени для фактора нагрузки ßcnb. Значения по умолчанию для данного показателя степени приведены в таблице В.7 приложения В, в зависимости от параметра c, определенного как соотношение между общей массой котла (металл + огнеупорные материалы + изоляционные материалы) и номинальной мощностью топки Фcmb котла.

Примечание - Фактор ßcmb, возведенный в степень nch,off, учитывает снижение тепловых потерь через дымоход при выключенной горелке, если теплогенератору дают остыть в течение режима готовности. Данное снижение применяют только к специальной опции управления, когда комнатный термостат непосредственно останавливает горелку и циркуляционный насос (последовательно с термостатом котла, решение только для небольших систем). Во всех других случаях nch,off=0 препятствует данной поправке.

5.4.4 Общие тепловые потери

Тепловые потери через дымоход при включенной горелке Qch,on задаются формулой

(45)

Тепловые потери через дымоход при выключенной горелке Qch,off задаются формулой

(46)

Тепловые потери через обшивку теплогенератора Qge задаются формулой

(47)

5.4.5 Вспомогательная энергия

Для каждого вспомогательного устройства i теплогенератора необходимо определить следующие данные:

- потребление электрической мощности Ps.

Значения могут быть:

- декларируемыми изготовителем,

- измеренными,

- значениями по умолчанию, рассчитанными по В.3 приложения В.

Источник данных должен быть четко указан в отчете по расчетам;

- время работы ton,j в зависимости от фактора нагрузки ßcmb в соответствующем случае (т.е. вспомогательное оборудование горелки).

Пример 1 - Вентилятор горелки: toncmb·tgnr

- часть электроэнергии, преобразованная в тепло и рекуперированная для системы перед камерой сгорания, kbr (фактор рекуперации вспомогательной энергии). Значение по умолчанию для k приведено в таблице В.9 приложения В.

Пример 2 - Примерами таких вспомогательных устройств являются вентилятор воздуха горения, топливный насос, подогреватели топлива.

- часть электроэнергии, преобразованная в тепло и рекуперированная для системы за теплогенератором, kpmp,i (фактор рекуперации вспомогательной энергии). Значение по умолчанию для kpmp приведено в таблице В.9 приложения В.

Пример 3 - Примерами таких вспомогательных устройств являются первичные насосы.

Изменяющееся потребление электрической мощности приблизительно определяют по эквивалентному постоянному среднему потреблению электрической мощности.

Общая вспомогательная энергия, требуемая подсистемой теплообразования WH,gen,aux, задается формулой

(48)

Вспомогательная энергия устройств j, расположенных перед камерой сгорания (т.е. вентилятор воздуха горения, подогреватель топлива и т.д.), преобразованная в тепло и рекуперированная, задается формулой

(49)

Если ton,j=t on для всех устройств j и при предположении, что , то

(50)

Примечание - ton=tgnrßcmb.

Вспомогательная энергия устройств k, расположенных за камерой сгорания (т.е. первичный насос), преобразованная в тепло и рекуперированная для системы, задается формулой

(51)

Если ton,k=tgnr для всех устройств k и при предположении, что , то

(52)

Общая вспомогательная энергия, требуемая подсистемой теплогенератора WH,gen,aux, задается формулой

(53)

5.4.6 Метод расчета для одноконтурных теплогенераторов

а) Определяют общую теплопроизводительность QH,gen,out подсистемы теплогенератора, равную общему теплу, поставляемому в распределительную подсистему за расчетный период, QH,dis,in.

Для нескольких взаимосвязанных подсистем распределения и/или теплогенератора обращаются к 4.6 и 5.4.9 и продолжают расчет по настоящему методу, используя QH,gen,out,j для каждого теплогенератора.

б) Определяют общее время tgnr работы теплогенератора (tgnr=ton+toff).

в) Устанавливают фактор нагрузки ßcmb=1.

Для расчета требуются итерации с фактором нагрузки ßcmb, приближающимся к конечному значению.

Если значение ßcmb известно (измерено на существующей системе), выполняют этапы г) и д), пропуская этапы е) и ж), и переходят к этапу и) (итерация не требуется).

г) Определяют значения ach,on,corr, ach,off,corr  и age,corr согласно 5.4.3 для текущего фактора нагрузки ßcmb.

д) Определяют значения Qpmp, Qbr и WH,gen,aux согласно 5.4.5 для текущего фактора нагрузки .

е) Рассчитывают новый фактор нагрузки ßcmb по формуле

(54)

ж) Этапы г), д) и е) повторяют, пока ßcmb не совпадет. Как правило, одной итерации достаточно. Большее количество итераций может потребоваться, если ßcmb приближается к 0.

и)* Рассчитывают энергию, поставляемую топливом, по формуле

  ________________

* Буквенная нумерация здесь и далее соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

(55)

к) Рассчитывают общие тепловые потери по формуле

(56)

Рекуперируемые тепловые потери отсутствуют, так как рекуперация тепла была учтена как снижение тепловых потерь через обшивку теплогенератора:

Рекуперируемые тепловые потери отсутствуют, так как рекуперация тепла была учтена как снижение тепловых потерь через обшивку теплогенератора:

(57)

5.4.7 Многоступенчатые и модулирующие теплогенераторы

5.4.7.1 Общие положения

Многоступенчатый или модулирующий теплогенератор характеризуется тремя возможными состояниями:

- горелка выключена;

- горелка включена на минимальную мощность;

- горелка включена на максимальную мощность.

Предполагается, что возможны только две ситуации:

- теплогенератор работает с перерывами как одноступенчатый теплогенератор на минимальной мощности;

- теплогенератор работает на постоянной средней мощности между минимальной и максимальной мощностью.

5.4.7.2 Требуемые дополнительные данные

Для характеристики многоступенчатого или модулирующего теплогенератора требуются следующие дополнительные данные:

- Фcmb,min - минимальная мощность топки теплогенератора;

-ach,on,min  - фактор тепловых потерь ach,on как доля при минимальной мощности топки Фcmb,min;

- Pbr,min - потребление электрической мощности вспомогательного оборудования горелки при минимальной мощности топки.

В случае отсутствия данных изготовителя или значений по умолчанию соответствующего национального стандарта значения по умолчанию рассчитывают по В.4 приложению В.

Предполагается, что номинальные значения соответствуют максимальной выходной мощности, поэтому:

- Фcmb,maxcmb - максимальная мощность топки теплогенератора;

- ach,on,max=ach,on - фактор тепловых потерь при максимальной мощности топки Фcmb.

5.4.7.3 Метод расчета для многоступенчатых или модулирующих теплогенераторов

Данный метод аналогичен методу, описанному в 5.4.6 для одноступенчатых теплогенераторов, с дополнительным использованием:

- Фcmb,min вместо Фcmb ;

-ach,on,min  вместо ach,on;

- 0gnr,test,min вместо 0gnr,wtest;

- Pbr,min  вместо Pbr.

Если фактор нагрузки ßcmb сходится к значению, не превышающему 1, то до конца расчета следуют методу для одноступенчатых теплогенераторов.

Если фактор нагрузки ßcmb сходится к значению, превышающему 1, то ton=tgnr, а среднюю мощность топки Фcmb,avg рассчитывают следующим образом:

а) Определяют общую теплопроизводительность QH,gen,out подсистемы теплогенерации, равную QH,dis,in, общему теплу, поставляемому в распределительную подсистему за расчетный период.

Для нескольких взаимосвязанных подсистем распределения и/или теплогенерации обращаются к 4.6 и 5.4.9 и продолжают расчет по настоящему методу, используя QH,gnr,out,i для каждого теплогенератора.

б) Рассчитывают  age,,corr по формуле (41) и для фактора нагрузки ßcmb=1.

в) Рассчитывают ach,on,min,corr и ach,on,max,corr по формуле (40) и для фактора нагрузки ßcmb=1.

г) рассчитывают Qbr и Qbr,min по формуле (50), используя Pbr, Pbr,min и ßcmb=1.

д) устанавливают Фcmb,avgcmb.

е) Рассчитывают ach,on,avg,corr по формуле

(58)

ж) Рассчитывают Qbr,avg по формуле

(59)

и) Рассчитывают новое значение Фcmv,avg по формуле

(60)

к) Этапы е), ж) и и) повторяют, пока Фcmb,avg не совпадет. Как правило, одной итерации достаточно.

л) Рассчитывают энергию, поставляемую топливом, по формуле

(61)

м) Рассчитывают среднюю мощность вспомогательного оборудования, расположенного перед камерой сгорания,  Фbr,avg по формуле

(62)

н) Рассчитывают вспомогательную энергию по формуле

(63)

п) Рассчитывают рекуперированную вспомогательную энергию по формуле

(64)

р) Рассчитывают общие тепловые потери по формуле

(65)

Рекуперируемые тепловые потери отсутствуют, так как рекуперация была учтена как снижение тепловых потерь через обшивку теплогенератора:

(66)

5.4.8 Конденсационные котлы

5.4.8.1 Сущность метода

Влияние рекуперации скрытой теплоты конденсации учитывается как снижение  ach,on(потери через дымоход с включенной горелкой).

Рекуперацию латентной теплоты конденсации рассчитывают с учетом температуры отработавшего газа и избыточного воздуха.

Связь между температурой обратной воды и температурой отработавшего газа задается разностью 0wfg между отработавшим газом и обратной водой, которая характеризует котел.

Для многоступенчатых котлов  и избыточный воздух определяют отдельно для минимальной и максимальной мощности топки.

Для модулирующих котлов предполагают, что 0wfg и содержание кислорода ХO2,fg,dry (избыточный воздух) линейно изменяются между максимальной и минимальной мощностью топки.

5.4.8.2 Данные котла

Для характеристики одноступенчатого конденсационного котла (двухпозиционного регулирования) требуются следующие дополнительные данные:

0wfg - разность температур между температурой воды, возвращающейся в котел, и температурой отработавшего газа. Значение указывает изготовитель оборудования. В случае отсутствия этих данных их можно измерить на действующей системе или принять по соответствующему национальному стандарту. Если такой информации нет, значения по умолчанию приведены в таблице В.14 приложения В;

- ХO2,fg,dry - содержание кислорода в отработавшем газе. Значение указывает изготовитель оборудования. В случае отсутствия этих данных их можно измерить на действующих системах или принять по соответствующему национальному стандарту. Если такой информации нет, значения по умолчанию приведены в таблице В.14 приложения В.

Для многоступенчатых или модулирующих горелок требуются следующие дополнительные данные:

0wfg,min - разность температур между температурой воды, возвращающейся в котел, и температурой отработавшего газа при минимальной мощности топки. Значение  указывает изготовитель оборудования. В случае отсутствия этих данных их можно измерить на действующей системе или принять по соответствующему национальному стандарту. Если такой информации нет, значения по умолчанию приведены в таблице В.14 приложения В;

- ХO2,fg,dry,min - содержание кислорода в отработавшем газе при минимальной мощности топки Фcmb,min. Значение указывает изготовитель оборудования. В случае отсутствия этих данных их можно измерить на действующей системе или принять по соответствующему национальному стандарту. Если такой информации нет, значения по умолчанию приведены в таблице В.14 приложения В;

0wfg,max - разность температур между температурой воды, возвращающейся в котел, и температурой отработавшего газа при максимальной мощности топки вместо 0wfg. Значение 0wfg,max указывает изготовитель оборудования. В случае отсутствия этих данных их можно измерить на действующей системе или принять по соответствующему национальному стандарту. Если такой информации нет, значения по умолчанию приведены в таблице В.14 приложения В;

- ХO2,fg,dry,max - содержание кислорода в отработавшем газе при максимальной мощности топки вместо ХO2,fg,sry. Значение указывает изготовитель оборудования. В случае отсутствия этих данных их можно измерить на действующей системе или принять по соответствующему национальному стандарту. Если такой информации нет, значения по умолчанию приведены в таблице В.14 приложения В.

Примечание - 0wfg,max и ХO2,fg,dry,max аналогичны значениям 0wfg и ХO2,fg,dry для одноступенчатых котлов.

5.4.8.3 Данные по топливу

Для расчета рекуперации скрытой теплоты конденсации требуются следующие данные по топливу:

- Hs - высшая теплотворная способность единицы топлива;

- Hi - низшая теплотворная способность единицы топлива;

- Vair,st,dry - стехиометрическое количество сухого воздуха как стандартный объем на единицу топлива ([Нм/3кг] или [Нм3/Нм3]);

- Vfg,st,dry - стехиометрическое количество сухого отработанного газа как стандартный объем на единицу топлива ([Нм3/кг] или [Нм3/Нм3]);

- mH2O,st - стехиометрическое содержание влаги на единицу топлива ([кг/кг] или [кг/Нм3]).

Данные должны быть указаны в нормативных документах и стандартах, действующих на национальном уровне. В случае их отсутствия значения по умолчанию приведены в таблицах В.5 и В.13 приложения В.

5.4.8.4 Одноступенчатые котлы (двухпозиционного регулирования)

Топливную энергию, вспомогательную энергию и тепловые потери для конденсационного одноступенчатого котла рассчитывают по методу, описанному в 5.4.6, используя ach,on,cond вместо ach,on,corr, что выражается формулой

(67)

где  acong - рекуперированная скрытая теплота конденсации при номинальной мощности как процентная доля Фcmb, рассчитанная по 5.4.8.7.

5.4.8.5 Многоступенчатые (шаговые) котлы

При расчете следуют методу, описанному в 5.4.7, используя ach,on,max,cond и  вместо ach,max,corr и ach,on,min,corr, что выражается формулами

(68)

(69)

где  acond,min- рекуперированная скрытая теплота конденсации при минимальной мощности топки как процентная доля Фcmb,min ;

acond,max - рекуперированная скрытая теплота конденсации при максимальной мощности топки как процентная доля Фcmb,max.

acond,min рассчитывают по 5.4.8.7, используя:

- XO2,fg,dry,min  вместо ХO2,fg,dry,;

-0wfg,max  вместо 0wfg.

acond,min рассчитывают по 5.4.8.7, используя:

- ХO2,fg,dry,maz, вместо ХO2,fg,dry,;

0wfg,max вместо 0wfg .

5.4.8.6 Модулирующие котлы

При расчете следуют методу, описанному в 5.4.7, используя ach,on,min,cond вместо ach,on,min,corr , что выражается формулой

(70)

и ach,on,avg,cond вместо ach,on,avg, что выражается формулой

(71)*

________________

* Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

где  acong,min- рекуперированная скрытая теплота конденсации при минимальной мощности топки как процентная доля Фcong,min;

acong,avg- рекуперированная скрытая теплота конденсации при средней мощности топки как процентная доля Фcmb,avg.

рассчитывают по 5.4.8.7, используя:

- XO2,fg,dry,min вместо XO2,fg,dry;

- 0wgf,min вместо  0wfg.

acond,avg рассчитывают по 5.4.8.7, используя:

- ХO2,fg,dry,avg вместо ХO2,fg,dry;

 0wfg,avg вместо 0wfg.

0wfg,avg рассчитывают (линейная интерполяция 0wfg в соответствии с мощностью топки) по формуле

(72)

ХO2,fg,dry,avg рассчитывают (линейная интерполяция ХO2,fg.dry в соответствии с мощностью топки) по формуле

(73)

5.4.8.7 Метод расчета

Примечание - Значение ach,on,cond может быть отрицательным, если значения основаны на низшей теплотворной способности топлива.

Общие потери всегда будут положительными в отношении высшей теплотворной способности согласно 4.7.

Температуру уходящего газа (в выпускном патрубке котла для отработанного газа) рассчитывают по формуле

(74)

где 0gnr,w,r - температура воды, возвращающейся в котел, рассчитанная согласно приложению И.

Температуру воздуха сгорания 0air принимают равной температуре в помещении, в котором установлен котел, для устройств типа В или температуре наружного воздуха для устройств типа С.

Фактическое количество сухого отработавшего газа Vfg,dry рассчитывают по формуле

(75)

Фактическое количество сухого воздуха сгорания Vair,dry рассчитывают по формуле

(76)

Примечание - Vfg,dry - Vfg,st,dry - избыточный воздух.

Влагосодержание воздуха mH2O,air,sat и отработавшего газа mH2O,fg,sat рассчитывают в соответствии с 0air (температурой воздуха сгорания) и Ofg (температурой отработавшего газа) соответственно и выражают как килограмм влажности на нормальный кубический метр сухого воздуха или сухого отработавшего газа. Данные можно найти в приведенной ниже таблице 3. Для промежуточных температур используют линейную или полиноминальную интерполяцию.

Таблица 3 - Влагосодержание в зависимости от температуры

Температура (0 air или 0fg), °С 0 10 20 30 40 50 60 70
Влажность насыщения
mH2O,air,sat или
mH2O,fg,sat,
кг/Нм3сух.
0,00493 0,00986 0,01912 0,03521 0,06331 0,1112 0,1975 0,3596
Примечание - Влажность насыщения выражают как килограмм водяного пара на нормальный метр кубический сухого газа (воздуха или отработавшего газа).

Общую влажность воздуха сгорания mH2O,air рассчитывают по формуле

(77)

где х - относительная влажность воздуха сгорания. Значение по умолчанию приведено в таблице В.14 приложения В.

Общая влажность отработавшего газа mH2O,fg рассчитывается по формуле

(78)

где хfg - относительная влажность отработавшего газа. Значение по умолчанию приведено в таблице В.14 приложения В.

Количество конденсационной воды mH2O,cond рассчитывают по формуле

(79)

Если значение mH2O,cound отрицательное, значит конденсация отсутствует. Тогда mH2O,coud=0 и acond=0.

Удельную скрытую теплоту конденсации hcond рассчитывают по формуле

(80)

или

(81)

Примечание - В зависимости от выбора единиц энергии и времени используют формулу (80) или (81).

Теплоту конденсации Qcond рассчитывают по формуле

(82)

Если расчет основан на значениях низшей теплотворной способности, то рекуперированную скрытую теплоту конденсации acond рассчитывают по формуле

(83)

Если расчет основан на значениях высшей теплотворной способности, то рекуперированную скрытую теплоту конденсации acond рассчитывают по формуле

(84)

Примечание - Значения по умолчанию в приложении В основаны на значениях низшей теплотворной способности.

5.4.9 Системы с несколькими теплогенераторами

5.4.9.1 Общие положения

Как правило, подсистемы с несколькими теплогенераторами можно рассчитывать как отдельные параллельные подсистемы теплогенерации. Для разделения QH,den,out между имеющимися теплогенераторами можно использовать критерии, аналогичные приведенным в 5.3.3.

5.4.9.2 Модульные системы

Модульная система состоит из Ngnr идентичных модулей или теплогенераторов, каждый из которых характеризуется максимальной и минимальной мощностью топки Фcmb,i,max и Фcmb,i,min, которые смонтированы одним блоком и соединены с одной электросетью.

Мощность топки всей системы рассчитывают по формуле

(85)

5.4.9.3 Модульные системы с гидравлическим отключением резервных модулей

При использовании автоматической системы управления, которая отключает и изолирует резервные теплогенераторы и/или модули от распределительной сети, применяют следующий метод.

Количество Ngnr,on работающих теплогенераторов и/или модулей рассчитывают по формуле

(86)

где фактор ßcmb нагрузки  рассчитывают для одноступенчатого теплогенератора с мощностью топки .

Фактическую производительность модулирующего теплогенератора рассчитывают по методу для многоступенчатых теплогенераторов и при предположении, что:

5.4.9.4 Модульные системы без гидравлического отключения резервных модулей

Если не используется система управления, которая отключает и изолирует резервные теплообразователи и/или модули от распределительной сети, применяют следующий метод.

Фактическую производительность модулирующего теплогенератора рассчитывают по методу для многоступенчатых теплогенераторов и при предположении, что:

<< назад /к содержанию / вперед >>