Приложение Е (справочное). Примеры по методу расчета коэффициента полезного действия котла для конкретного случая

Приложение Е
(справочное)

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 (теплопроизводительность)		70 кВт
Результаты испытаний КПД, полученные в соответствии со стандартными испытаниями		96% (КПД нетто при полной нагрузке). =70°С
		106% (КПД нетто при частичной нагрузке 30%). =30°С (температура в обратном трубопроводе)
Вспомогательная электрическая мощность при полной нагрузке		210 Вт
Вспомогательная электрическая мощность при промежуточной нагрузке		60 Вт
Вспомогательная электрическая мощность при нулевой нагрузке		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		2 592 000 с = 720 ч а)
Теплопроизводительность теплогенератора		80,9 ГДж = 22 472
Средняя температура при теплогенерации б)		48,9°С
Температура в обратном трубопроводе при теплогенерации б)		37,7°С
Расход при распределении		1 207 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; =48,9°С; = 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	=0,20%/°С (таблица Б.3, конденсационный котел на газовом топливе)
	Таблица Б.3	=70°С (таблица Б.3, конденсационный котел на газовом топливе)
	Формула (14)
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	=0,20%/°С (таблица Б.4, конденсационный котел на газовом топливе)
	Таблица Б.4	=30°С (таблица Б.4, конденсационный котел на газовом топливе
	Формула (16)
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	=4,8% (таблица Б.2, конденсационный котел на газовом топливе, после 1994 г.)
		=-0,35% (таблица Б.2, конденсационный котел на газовом топливе, после 1994 г.)
		=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	=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
	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 >
	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. =0
Расчет рекуперируемой вспомогательной энергии теплогенератора (для отапливаемого помещения)	Б.5.1	=0,75
	Формула (Б.9)	=1-0,75=0,25
	Таблица Б.7	=0,3 (таблица Б.7, в котельной)
	5.3.7.1, формула (29)
Расчет тепловых потерь теплогенератора (обшивка теплогенератора)	5.3.7.2, таблица Б.6	=0,75 (таблица Б.6, горелка с вентилятором)
	Формула (30)
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 =0
Расчет общих рекуперируемых тепловых потерь при теплогенерации	5.3.7.3, формула (32)
Расчет общего подводимого тепла при теплогенерации	5.3.8, формула (1)

Е.1.3 Выходные данные (таблица Е.4)

Таблица Е.4 - Выходные данные

Описание	Обозначение	Значение
Потребность в теплоте сгорания топлива		21 711 = 78 160 МДж
Общие тепловые потери при теплогенерации		-761 = -2 740 МДж
Вспомогательная энергия		65,7 = -236,5 МДж
Рекуперируемые тепловые потери		84,6 = 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: =35,17 ; =31,65
	Формула (4)
Поправка на количество подводимого топлива	4.7, формула (5)
Поправка на тепловые потери	4.7, формула (6)

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)		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		2 592 000 с = 720 ч а)
Теплопроизводительность теплогенератора		80,9 ГДж = 22 472
Температура в подающем трубопроводе при теплогенерации		70°С
Температура в обратном трубопроводе при теплогенерации б)		37,7°С
Расход при распределении		1 207 л/ч
Расход при теплогенерации		6 000 л/ч
а) 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

Этап метода	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)	=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	=82,5% (таблица Б.1, атмосферный котел на газовом топливе, 1978-1994 гг.) =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	=0,04%/°С (таблица Б.3, стандартный котел); =70°С (таблица Б.3, стандартный котел);
	Формула (14)	=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 при промежуточной нагрузке	Б.3.1, таблица Б.1	=78,0% (таблица Б.1, атмосферный котел на газовом топливе, 1978-1994 гг.); =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	=0,05%/°С (таблица Б.4, стандартный котел); =50°С (таблица Б.4, стандартный котел);
	Формула (16)
Расчет тепловых потерь котла при промежуточной нагрузке с поправкой	5.3.5.2 формула (17)
	Формула (17)
Расчет тепловых потерь котла в режиме готовности при нагрузке 0%	Б.3.2, таблица Б.2	=7,0% (таблица Б.2, атмосферный котел на газовом топливе, 1978-1994 гг.); =-0,30 (таблица Б.2, атмосферный котел на газовом топливе, 1978-1994 гг.); =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	=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
	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 полной нагрузке	Б.4, таблица Б.5	=40 Вт (таблица Б.5, котел с атмосферной горелкой мощностью до 250 кВт); =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	=40 Вт (таблица Б.5, котел с атмосферной горелкой мощностью до 250 кВт); =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	=15 Вт (таблица Б.5, котел с атмосферной горелкой мощностью до 250 кВт) =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 >
	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 по умолчанию; =0
Расчет рекуперируемой вспомогательной энергии теплогенератора (для отапливаемого помещения)	Б.5.1	=0,75
	Формула (Б.9)	=1-0,75=0,25
	Таблица Б.7	=0,3 (таблица Б.7, в котельной)
	5.3.7.1 формула (29)
Расчет тепловых потерь теплообразователя (обшивка теплогенератора)	5.3.7.2 таблица Б.6	=0,50 (таблица Б.6, атмосферная горелка)
	Формула (30)
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 =0
Расчет общих рекуперируемых тепловых потерь при теплогенерации	5.3.7.3, формула (32)	=149,2 + 5,6 = 154,8 = 557,4 МДж
Расчет общего подводимого тепла при теплогенерации	5.3.8, формула (1)	=22 472 - 0 + 4 183 = 26 656 = 95 960 МДж

Е.2.3 Выходные данные (таблица Е.9)

Таблица Е.9 - Выходные данные

Описание	Обозначение	Значение
Потребность в теплоте сгорания топлива		26 656 = 95 960 МДж
Общие тепловые потери при теплогенерации		4 183 = 15 060 МДж
Вспомогательная энергия		32,1 = 115,7 МДж
Рекуперируемые тепловые потери		154,8 = 557,4 МДж