Версия для печати
Приложение Е. Примеры по методу расчета коэффициента полезного действия котла для конкретного случая
Е.1 Пример расчета конденсационного котла, данные, декларируемые изготовителем
Е.1.1 Входные данные (таблицы Е.1 и Е.2)
Таблица Е.1 - Данные котла
| Описание | Обозначение | Значение |
|---|---|---|
| Тип котла | - | Конденсационный котел |
| Номинальная мощность | ФPn | 70 кВт |
| Результаты испытаний КПД, полученные в соответствии со стандартными испытаниями | ngnr,Pn |
96% (КПД нетто при полной нагрузке) Ognr,w,test,Pn=70°С |
| ngnr,Pint |
106% (КПД нетто при частичной нагрузке 30%) Ognr,w,test,Pint=30°С (температура в обратном трубопроводе) |
|
| Вспомогательная электрическая мощность при полной нагрузке | Paux,Pn | 210 Вт |
| Вспомогательная электрическая мощность при промежуточной нагрузке | Paux,Pint | 60 Вт |
| Вспомогательная электрическая мощность при нулевой нагрузке | Paux,PO | 10 Вт |
| Используемое топливо | - | Природный газ |
| Тип горелки | - | Модулирующая, с вентилятором |
| Местоположение котла | - | Котельная |
| Тип управления | - | В зависимости от температуры наружного воздуха |
| Типология цепи теплогенерации | - | Прямое подключение котла |
Таблица Е.2 - Данные в соответствии с проектом или другими структурными элементами настоящего стандарта
| Описание | Обозначение | Значение |
|---|---|---|
| Время работы теплогенератора | tgen | 2592000 с=720 ч |
| Теплопроизводительность теплогенератора | QH,gen,out | 80,9 ГДж=22472 кВт·ч |
| Средняя температура при теплогенерацииб) | 0gen,f | 48,9°С |
| Температура в обратном трубопроводе при теплогенерацииб) | 0gen,r | 37,7°С |
| Расход при распределенииб) | Vdis | 1207 л/ч |
|
а) Оценка в примере: 30 дней, непрерывная работа. б) Температуры при теплогенерации равны температурам при распределении. См. пример расчета в И.6 приложения И. |
||
Е.1.2 Метод расчета (таблица Е.3)
Таблица Е.3 - Метод расчета
| Этап метода | Ссылки | Детали расчета и результаты |
|---|---|---|
| Расчет средней температуры котла и температуры в обратном трубопроводе | Н.2 |
Прямое подключение теплообразователя;
0gnr,w,m=0gen,m=48,9°С; 0gnr,w,r=0gen,r=37,7°С |
| Расчет средней мощности теплогенерации | 5.3.3.1, формула (8) |
 |
| Расчет фактора нагрузки | 5.3.3.2, формула (9) |
(отдельный котел, только отопительная нагрузка) |
| Расчет КПД котла при полной нагрузке с поправкой | 5.3.5.1 | fcorr,Pn=0,20%/°С (таблица Б.3, конденсационный котел на газовом топливе) |
| Таблица Б.3 | 0gnr,w,test,Pn=70°С (таблица Б.3, конденсационный котел на газовом топливе) | |
| Формула (14) | ngnr,Pn,corr=96% + 0,20%/°С·(70°С - 48,9°С)=102,4% | |
| Расчет тепловых потерь при полной нагрузке с поправкой | 5.3.5.1, формула (15) |
 |
| Расчет КПД котла при промежуточной нагрузке с поправкой | 5.3.5.2 | fcorr,Pint=0,20%/°С (таблица Б.4, конденсационный котел на газовом топливе) |
| Таблица Б.4 | 0gnr,w,test,Pint=30°С (таблица Б.4, конденсационный котел на газовом топливе) | |
| Формула (16) |
ngnr,Pint,corr=106% + 0,20%/°С (30°С - 37,7°С)= =104,45% |
|
| Расчет тепловых потерь при промежуточной нагрузке с поправкой | 5.3.5.2, формула (17) |
 |
| Расчет тепловых потерь котла в режиме готовности при нагрузке 0% | Б.3.2, таблица Б.2 | с5=4,8% (таблица Б.2, конденсационный котел на газовом топливе, после 1994 г.) |
| с6=-0,35% (таблица Б.2, конденсационный котел на газовом топливе, после 1994 г.) | ||
| 0gnr,test,PO=50°С (таблица Б.2, конденсационный котел на газовом топливе, после 1994 г.) | ||
| Формула (Б.5) |
 |
|
| Расчет тепловых потерь при нагрузке 0% с поправкой | 5.3.5.3, таблица Б.7 | 0brm,i=13°С (таблица Б.7, в котельной) |
| Формула (18) |
 |
|
| Расчет тепловых потерь при фактической нагрузке с поправкой | 5.3.5.4 | Формула (21), так как ФPx=ФH,gen,out>ФPint |
| Формула (21) |
 |
|
| Расчет общих тепловых потерь теплогенератора | 5.3.5.4, формула (22) |
 |
| Расчет общих тепловых потерь при теплогенерации | 5.3.5.5, формула (23) |
 |
| Расчет вспомогательной мощности при фактической нагрузке | 5.3.6 | Формула (26), так как ßgnr > ßPint |
| Формула (26) |
 |
|
| Расчет общей вспомогательной энергии теплогенератора | 5.3.6, формула (24) |
 |
| Расчет общей вспомогательной энергии при теплогенерации | 5.3.6, формула (27) |
 |
| Расчет рекуперированной вспомогательной энергии теплогенератора | 5.3.7.1 |
Рекуперированная вспомогательная энергия прямо не учитывается, так как она уже включена в данные испытаний. Qgnr,aux,rvd=0 |
| Расчет рекуперируемой вспомогательной энергии теплогенератора (для отапливаемого помещения) | Б.5.1 | frvd,aux=0,75 |
| Формула (Б.9) | frbl,aux=1-0,75=0,25 | |
| Таблица Б.7 | bbrm=0,3 (таблица Б.7, в котельной) | |
| 5.3.7.1, формула (29) | Qgnr,aux,rbl=65,7 кВт·ч·(1-0,3)·0,25=11,5 кВт·ч=41,4 МДж | |
| Расчет тепловых потерь теплогенератора (обшивка теплогенератора) | 5.3.7.2, таблица Б.6 | fgnr,env=0,75 (таблица Б.6, горелка с вентилятором) |
| Формула (30) | Qgnr,ls,env,rbl=502 Вт·(1-0,3)·0,75x720 ч=73,1 кВт·ч=263,3 МДж | |
| Расчет общей рекуперированной вспомогательной энергии при теплогенерации | 5.3.7.3, формула (31) | Рекуперированная вспомогательная энергия прямо не учитывается, так как она уже включена в данные испытаний, поэтому QH,gen,aux,rvb=0 |
| Расчет общих рекуперируемых тепловых потерь при теплогенерации | 5.3.7.3, формула (32) | QH,gnr,ls,rbl=73,1 кВт·ч + 11,5 кВт·ч=84,6 кВт·ч=304,7 МДж |
| Расчет общего подводимого тепла при теплогенерации | 5.3.8, формула (1) | EH,gnr,in=22472 кВт·ч - 0 кВт·ч - 761 кВт·ч=21711 кВт·ч=78160 МДж |
Е.1.3 Выходные данные (таблица Е.4)
Таблица Е.4 - Выходные данные
| Описание | Обозначение | Значение |
|---|---|---|
| Потребность в теплоте сгорания топлива | EH,gen,in | 21711 кВт·ч=78160 МДж |
| Общие тепловые потери при теплогенерации | QH,gen,ls | -761 кВт·ч=-2740 МДж |
| Вспомогательная энергия | WH,gen,aux | 65,7 кВт·ч=-236,5 МДж |
| Рекуперируемые тепловые потери | QH,gen,ls,rbl | 84,6 кВт·ч=304,7 МДж |
Е.1.4 Пересчет значений нетто в значения брутто
Если потери необходимо рассчитать в соответствии с высшей теплотворной способностью, то применяют метод, указанный в таблице Е.5.
Таблица Е.5 - Метод пересчета из нетто в брутто
| Этап метода | Ссылки | Детали расчета и результаты |
|---|---|---|
| Расчет скрытой теплоты конденсации | 4.7, таблица В.13 |
Значения по умолчанию по таблице В.13 для природного газа:
Hs=35,17 МДж/Нм3; Hi=31,65 МДж/Нм3 |
| Формула (4) |
 |
|
| Поправка на количество подводимого топлива |
4.7, формула (5) |
ЕH,gen,in,grs=78160 МДж + 8693 МДж= 86852 МДж=24126 кВт·ч |
| Поправка на тепловые потери |
4.7, формула (6) |
QH,gen,ls,grs=-2740 МДж + 8693 МДж=5952 МДж=1653 кВт·ч |
Е.2 Пример стандартного котла, данные по умолчанию
Е.2.1 Входные данные (таблицы Е.6, Е.7)
Таблица Е.6 - Данные котла
| Описание | Обозначение | Значение |
|---|---|---|
| Тип котла | - | Стандартный, атмосферный котел |
| Номинальная мощность (теплопроизводительность) | ФPn | 70 кВт |
| Год выпуска | - | 1988 |
| Используемое топливо | - | Природный газ |
| Тип горелки | - | Одноступенчатая, двухпозиционного регулирования |
| Местоположение котла | - | Котельная |
| Тип управления | - | Постоянная температура 70°С |
| Типология цепи теплогенерации | - | Независимый расход |
Таблица Е.7 - Данные в соответствии с проектом или другими частями настоящего стандарта
| Описание | Обозначение | Значение |
|---|---|---|
| Время работы теплогенератора | tgen | 2592000 с=720 ч a) |
| Теплопроизводительность теплогенератора | QH,gen,out | 80,9 ГДж=22472 кВт·ч |
| Температура в подающем трубопроводе при теплогенерации | 0gen,f | 70°С |
| Температура в обратном трубопроводе при теплогенерации б) | 0gen,r | 37,7°С |
| Расход при распределении | Vdis | 1207 л/ч |
| Расход при теплогенерации | Vgen | 6000 л/ч |
|
a) Оценка в примере: 30 дней, непрерывная работа. б) Температура в обратном трубопроводе при теплогенерации равна температуре в обратном трубопроводе при распределении. См. пример расчета в И.6 приложения И. |
||
Е.2.2 Метод расчета (таблица Е.8)
Таблица Е.8 - Метод расчета
| Описание | Ссылки | Детали расчета и результаты |
|---|---|---|
| Расчет средней мощности теплогенерации | 5.3.3.1, формула (8) |
 |
| Расчет расхода котла, температуры в обратном трубопроводе и средней температуры | И.3 | Независимый расход. Расход при теплообразовании больше, чем расход при распределении |
| Формула (И.4) | 0gnr,w,f=70°С (расчетное и установленное значение) | |
| Формула (И.5) |
 |
|
|
И.5, формула (И.11) |
  |
|
| Расчет фактора нагрузки | 5.3.3.2, формула (9) |
(отдельный котел, только отопительная нагрузка) |
| Расчет КПД при полной нагрузке | Б.3.1, таблица Б.1 |
c1=82,5% (таблица Б.1, атмосферный котел на газовом топливе, 1978-1994 гг.)
с2=2,0% (таблица Б.1, атмосферный котел на газовом топливе, 1978-1994 гг.) |
| формула (Б.2) |
 |
|
| Расчет КПД котла при полной нагрузке с поправкой | 5.3.5.1 таблица Б.3 |
fcorr,Pn=0,04%/°С (таблица Б.3, стандартный котел); 0gnr,w,test,Pn=70°С (таблица Б.3, стандартный котел); |
| формула (14) | ngnr,Pn,corr=86,2% + 0,04%/°С (70°С - 67,8°С)=86,3% | |
| Расчет тепловых потерь котла при полной нагрузке с поправкой | 5.3.5.1, формула (15) |
 |
| Расчет КПД котла при промежуточной нагрузке | Б.3.1, таблица Б.1 |
с3=78,0% (таблица Б.1, атмосферный котел на газовом топливе, 1978-1994 гг.); с4=3,0% (таблица Б.1, атмосферный котел на газовом топливе, 1978-1994 гг.); |
| Формула (Б.3) |
 |
|
| Расчет КПД котла при промежуточной нагрузке с поправкой | 5.3.5.2, таблица Б.4 |
fcorr,Pint=0,05%/°С (таблица Б.4, стандартный котел); 0gnr,w,test,Pint=50°С (таблица Б.4, стандартный котел); |
| Формула (16) | ngnr,Pint,corr=83,5% + 0,05%/°С(50°С-67,8°С)=82,6% | |
| Расчет тепловых потерь котла при промежуточной нагрузке с поправкой |
5.3.5.2, формула (17) |
ФPint=30%*ФPn=21 кВт |
| Формула (17) |
 |
|
| Расчет тепловых потерь котла в режиме готовности при нагрузке 0% | Б.3.2, таблица Б.2 |
с5=7,0% (таблица Б.2, атмосферный котел на газовом топливе, 1978-1994 гг.); с6=-0,30 (таблица Б.2, атмосферный котел на газовом топливе, 1978-1994 гг.); 0gnr,test,P0=50°С (таблица Б.2, атмосферный котел на газовом топливе, 1978-1994 гг.); |
| Формула (Б.5) |
 |
|
| Расчет тепловых потерь при нагрузке 0% с поправкой | 5.3.5.3, таблица Б.7 | 0brm,i=13°С (таблица Б.7, в котельной); |
| Формула (18) |
 |
|
| Расчет тепловых потерь при фактической нагрузке с поправкой | 5.3.5.4 |
Формула (21), так как ФPx=ФH,gen,out>ФPint |
| Формула (21) |
 |
|
| Расчет общих тепловых потерь теплогенератора | 5.3.5.4, формула (22) | Qgnr,ls=5,81 кВт·720 ч=4183 кВт·ч=15060 МДж |
| Расчет общих тепловых потерь при теплогенерации | 5.3.5.5, формула (23) |
 |
| Расчет вспомогательной мощности при полной нагрузке |
Б.4, таблица Б.5 |
с7=40 Вт (таблица Б.5, котел с атмосферной горелкой мощностью до 250 кВт); с6=0,148 Вт (таблица Б.5, котел с атмосферной горелкой мощностью до 250 кВт); n=1 (таблица Б.5, котел с атмосферной горелкой мощностью до 250 кВт) |
| Расчет вспомогательной мощности при полной нагрузке | Формула (Б.8) |
 |
| Расчет вспомогательной мощности при промежуточной нагрузке |
Б.4, таблица Б.5 |
c7=40 Вт (таблица Б.5, котел с атмосферной горелкой мощностью до 250 кВт); с8=0,148 Вт (таблица Б.5, котел с атмосферной горелкой мощностью до 250 кВт); n=1 (таблица Б.5, котел с атмосферной горелкой мощностью до 250 кВт) |
| Формула (Б.8) |
 |
|
| Расчет вспомогательной мощности при нулевой нагрузке |
Б.4, таблица Б.5 |
c7=15 Вт (таблица Б.5, котел с атмосферной горелкой мощностью до 250 кВт) с8=0 Вт (таблица Б.5, котел с атмосферной горелкой мощностью до 250 кВт) n=0 (таблица Б.5, котел с атмосферной горелкой мощностью до 250 кВт) |
| Формула (Б.8) |
 |
|
| Расчет вспомогательной мощности при фактической нагрузке | 5.3.6 | Формула (26), так как ßgnr > ßint |
| Формула (26) |
 |
|
| Расчет общей вспомогательной энергии теплогенератора | 5.3.6, формула (24) | Wgnr,aux=44,6 Вт·720 ч + 0 Вт·(720 ч - 720 ч)=32,1 кВт·ч |
| Расчет общей вспомогательной энергии при теплогенерации | 5.3.6, формула (27) |
 |
| Расчет рекуперированной вспомогательной энергии теплогенератора | 5.3.7.1 |
Рекуперированная вспомогательная энергия прямо не учитывается, так как она уже включена в данные по умолчанию; Qgnr,aux,rvd=0 |
| Расчет рекуперируемой вспомогательной энергии теплогенератора (для отапливаемого помещения) | Б.5.1 | frvd,aux=0,75 |
| Формула (Б.9) | frvd,aux=1-0,75=0,25 | |
| Таблица Б.7 | bbrm=0,3 (таблица Б.7, в котельной) | |
| 5.3.7.1 формула (29) | Qgnr,aux,rbl=32,1 кВт·ч·(1-0,3) 0,25=5,6 кВт·ч=20,2 МДж | |
| Расчет тепловых потерь теплообразователя (обшивка теплогенератора) | 5.3.7.2 таблица Б.6 | fgnr,env=0,50 (таблица Б.6, атмосферная горелка) |
| Формула (30) | Qgnr,ls,env,rbl=1535 Вт·(1-0,3)·0,50·720 ч=149,2 кВт·ч=537,2 МДж | |
| Расчет общей рекуперированной вспомогательной энергии при теплогенерации | 5.3.7.3, формула (31) | Рекуперированная вспомогательная энергия прямо не учитывается, так как она уже включена в данные по умолчанию, поэтому QH,gen,aux,rvd=0 |
| Расчет общих рекуперируемых тепловых потерь при теплогенерации | 5.3.7.3, формула (32) | QH,gen,ls,rbl=149,2 кВт·ч + 5,6 кВт·ч=154,8 кВт·ч=557,4 МДж |
| Расчет общего подводимого тепла при теплогенерации | 5.3.8, формула (1) | ЕH,gen,in=22472 кВт·ч - 0 кВт·ч + 4183 кВт·ч=26656 кВт·ч=95960 МДж |
Е.2.3 Выходные данные (таблица Е.9)
Таблица Е.9 - Выходные данные
| Описание | Обозначение | Значение |
|---|---|---|
| Потребность в теплоте сгорания топлива | ЕH,gen,in | 26656 кВт·ч=95960 МДж |
| Общие тепловые потери при теплогенерации | QH,gen,ls | 4183 кВт·ч=15060 МДж |
| Вспомогательная энергия | WH,gen,aux | 32,1 кВт·ч=115,7 МДж |
| Рекуперируемые тепловые потери | QH,gen,ls,rbl | 154,8 кВт·ч=557,4 МДж |
<< назад /к содержанию / вперед >>
