Bauteil 107: Kondensator für binäre Gemische

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Bauteil 107: Kondensator für binäre Gemische

Vorgaben

Leitungsanschlüsse
1	Kühlmitteleintritt
2	Kühlmittelaustritt
3	Abdampfeintritt
4	Kondensataustritt
5	Nebenkondensateintritt
6	für zukünftige Verwendung

Allgemeines Vorgabewerte Kennlinien Verwendete Physik Bauteilform Beispiel

Allgemeines

Dieses Bauteil unterscheidet sich vom Bauteil 7 durch die Verwendung eines binären Gemisches am Eintritt auf der heißen Seite. Da ein solches Gemisch keine feste Kondensationstemperatur aufweist, sondern zunächst das Lösungsmittel kondensiert und bei tieferen Temperaturen schließlich auch das Kältemittel, kann bei diesem Bauteil die Austrittstemperatur des Kühlwassers oberhalb der Kondensationstemperatur liegen.

Schalter FSPECPD

In Release 13 besteht die Möglichkeit, den Auslegungsdruck (und auch den Startwert für die innere Iteration bei Teillast) im Bauteil als Vorgabewert P3N vorzugeben.
Die Vorgabe wird über den Schalter FSPECPD gesteuert (siehe dazu Vorgabewerte).

Schalter FDQLR

Es besteht die Möglichkeit, mit dem Schalter FDQLR einzustellen, wie DQLR (Faktor zur Modellierung von Wärmeverlusten) interpretiert werden soll.

Externe Vorgabe des Druckes des Nebenkondensats

Da sich das Nebenkondensat auf dem gleichen Druckniveau befindet wie das Kondensat im Vorwärmer /Heizkondensator, ist es bei der Modellierung erforderlich, auf der Nebenkondensatleitung ein Regelventil oder einen Kondensomaten einzubauen, um den Druck auf das Vorwärmerniveau herabzusetzen.

Zur Vereinfachung der Modellierung gibt es einen Modus „P5 von außen gegeben“, der mit dem Schalter FP5 eingestellt werden kann. Dieser Modus ermöglicht, am Anschluss 5 eine Leitung mit einem höheren Druck anzuschließen. Innerhalb des Bauteils wird das Nebenkondensat dann auf den Vorwärmerdruck / Heizkondensatordruck abgesenkt. Das Ergebnis ist dasselbe wie bei einem externen Regelventil.

Dieser Modus ist die Standardeinstellung für neu eingefügte Bauteile. Bei vorhandenen Schaltungen wird FP5 auf „P5=P3“ gestellt.

Druckverlustbegrenzungen in Teillast (Extras --> Modelleinstellungen--> Berechnung--> Maximaler relativer Druckabfall) :
Da der Druckverlust quadratisch mit dem Massenstrom ansteigt, können sich bei Überschreitung des Nennmassenstroms schnell deutlich zu hohe Druckverluste ergeben, die dann Phasenübergänge und Konvergenzprobleme verursachen. Aus diesem Grunde wurden Druckverlustbegrenzungen eingebaut.

Hinweis zu den Ergebniswerten :

Gütegrad RPFHX

Zur Beurteilung des Zustands eines Wärmetauschers dient der Quotient aus dem aktuellen Wert für k*A (Ergebniswert KA) und dem in jeweiligen Lastpunkt aufgrund der Bauteilphysik bzw. Kennlinien erwarteten k*A (Ergebniswert KACL). Der Quotient KA/KACL wird als Ergebniswert RPFHX angezeigt.

Behandlung von Gemischen: Hinweis zu den Ergebniswerten :

Bei der Vereinheitlichung des Bauteils 107 mit Bauteil 7 ist eine Inkonsistenz bei der Verwendung von Wasser/Lithiumbromid als Arbeitsfluid aufgefallen. Da in der Gasphase kein Lithiumbromid vorhanden ist, hat dieses Bauteil in diesem Fall reinen Wasserdampf zu kondensieren und sollte sich deshalb genau wie Bauteil 7 verhalten. Die Bezugstemperatur für den Vorgabewert DT3S2N sollte deshalb auch die Siedetemperatur des Wassers sein, das war aber nicht so. Es wurde in diesem Fall die Temperatur an Eingang 3 verwendet. Dies wurde korrigiert.

In der Fehlermeldung bei zu hohen Werten von DT3S2N wird darauf hingewiesen, welches die Bezugstemperatur ist, so dass der Wert entsprechend angepasst werden kann.

Vorgabewerte

DT3S2N	Obere Grädigkeit (nominal)
FSPECPD	Auslegungsvorgabe für Dampfdruck (nominal) Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Auslegungs-Dampfdruck gegeben durch Vorgabewert P3N (Der Vorgabewert P3N wird im Auslegungsfall als Kondensatordruck und in Teillast als Startwert für Druckberechnung verwendet. Wenn zusätzlich eine Druckvorgabe auf der Leitung erfolgt, wird eine Doppelnennung gemeldet.) =1: Auslegungs-Dampfdruck von außen gegeben (Im Auslegungsfall wird der auf der Leitung gegebene Druck als Kondensatordruck verwendet und bei der anschließende Übernahme der Referenzwerte in P3N gespeichert. Im Teillastfall wird dann P3N als Startwert für Druckberechnung verwendet. Wenn in Teillast zusätzlich eine Druckvorgabe auf der Leitung erfolgt, wird eine Doppelnennung gemeldet.) =-1: Auslegungs-Dampfdruck von außen gegeben (in Teillast als Startwert) (Der auf der Leitung gegebene Druck wird im Auslegungsfall als Kondensatordruck und in Teillast als Startwert für Druckberechnung verwendet. Die Vorgabe auf der Leitung führt zu keiner Doppelnennungsmeldung, auch wenn der Druck durch den Kondensator bestimmt wird (Dieser Fall entspricht dem Verhalten bis Release 12.)
P3N	Dampfdruck (nominal)
DP12N	Druckabfall kalte Seite, von Leitung 1 zu 2 (nominal)
DP34N	Druckabfall warme Seite, von Leitung 3 zu 4 (nominal)
TOL	Genauigkeit der Energiebilanz
FDQLR	Wärmeverlust - Handhabung Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: konstant (DQLRQN in allen Lastfällen) DQLR wird in allen Lastfällen auf den Auslegungswert QN bezogen (der im Auslegungsfall gleich der vom heißen Strom abgegebenen Wärmemenge ist), hat also in allen Lastfällen einen konstanten Wert. Wenn dieser Wert allerdings 10% der vom heißen Strom abgegebenen Wärmemenge überschreitet, wird der Wärmeverlust auf diesen Wert begrenzt und eine Warnung ausgegeben. =1: relativ zum tatsächlichen Wärmeeintrag (DQLRQ354) DQLR wird auf die vom heißen Strom abgegebenen Wärmemenge bezogen. Wenn man die entsprechende Warnung ignoriert, können hier auch Verluste von mehr als 10% modelliert werden.
DQLR	Wärmeverlust durch Abgabe an die Umgebung (relativ zum abgebenden Strom)
FMODE	Schalter für Berechnungsmodus Auslegung/Teillast Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck 0: global 1: lokale Teillast (d.h. immer Teillast, auch wenn global Auslegungsmodus ausgewählt wurde) 2: spezielle lokale Teillast (Sonderfall zur Kompatibilität mit früheren EBSILON^®Professional, sollte in neuen Schaltungen nicht verwendet werden, da Ergebnisse von echten Teillastrechnungen nicht konsistent sind) -1:lokale Auslegung
FSPEC	Schalter zur Einstellung, welche Größen vorgegeben und welche berechnet werden sollen (in Teillast) Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck Normale Berechnungsmodi (verwenden Kennlinie bzw. Anpassungspolynom): 0: M1=M1N, T2 und P3 berechnet (über kA) 1: T2 gegeben, M1 und P3 berechnet (über kA) 2: M1 gegeben, T2 und P3 berechnet (über kA) Identifikationsmodi (Kennlinie und Anpassungspolynom werden ignoriert, kA aus den Messwerten ermittelt): 3: T2 und P3 gegeben, M1 berechnet, Identifikation von kA 4: P3 gegeben, M1=M1N, Identifikation von kA 5: M1 und P3 gegeben, T2 berechnet, Identifikation von k*A Im Auslegungsfall hat dieser Schalter keine Bedeutung.
FADAPT	Schalter für zur Verwendung des Anpassungspolynoms ADAPT/ Anpassungsfunktion EADAPT Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: nicht verwendet und nicht ausgewertet =1: Korrekturfaktor für kA [KA = KAN Kennlinienfaktor Polynom] =2: Berechnung des kA [KA = KAN * Polynom] =1000: Nicht verwendet, aber ADAPT ausgewertet als RADAPT (Reduzierung der Rechenzeit) = -1: Korrekturfaktor für kA [KA = KAN Kennlinienfaktor Anpassungsfunktion] = -2: Berechnung des kA [KA = KAN * Anpassungsfunktion] = -1000: Nicht verwendet, aber EADAPT ausgewertet als RADAPT (Reduzierung der Rechenzeit)
EADAPT	Anpassungsfunktion
KAN	k*A (nominal) - Wärmeübertragungsfähigkeit im Auslegungspunkt
M1N	Massenstrom kalte Seite (nominal)
M3N	Massenstrom warme Seite (nominal)
QN	Kondensatorleistung (nominal)

Die blau markierten Parameter sind Referenzparameter für Teillast, die durch EBSILON^®Professional im Auslegungsmodus berechnet werden. Die Ist-Teillastwerte beziehen sich in den verwendeten Gleichungen auf diese Parameter.

Generell sind alle sichtbaren Eingaben erforderlich. Häufig werden jedoch Standardwerte zur Verfügung gestellt.

Für weitere Informationen über die Farbe der Eingabefelder und ihre Beschreibungen siehe Komponenten bearbeiten\Vorgabewerte

Für weitere Informationen über Auslegung vs. Teillast und Nominalwerte siehe Allgemeines\Nominalwerte übernehmen

Kennlinien

Es gibt zwei Kennlinien, die den Einfluss des Primärmassenstroms bzw. den Einfluss des Sekundärmassenstroms auf k*A beschreiben. Der gesamte Korrekturfaktor für k*A ergibt sich durch Multiplikation der beiden Einflussfaktoren.

1. Kennlinie     CKAM1 FK1 = f (M1/M1N)
2. Kennlinie     CKAM3 FK2 = f (M3/M3N)

Gesamt: (K*A)/KAN = FK1 * FK2

Kennlinie 1, CKAM1: (k*A)-Kennlinie : (k*A)1/(k*A)N = f (M1/M1N)

    X-Achse   1        M1/M1N                 1. Punkt
                    2        M1/M1N                 2. Punkt
                    .
                    N        M1/M1N                 letzter Punkt
   Y-Achse    1        (k*A)1/(k*A)N           1. Punkt
                    2        (k*A)1/(k*A)N           2. Punkt
                    .
                    N        (k*A)1/(k*A)N           letzter Punkt

Kennlinie 2, CKAM3: (k*A)-Kennlinie : (k*A)2/(k*A)N = f (M3/M3N)

   X-Achse    1        M3/M3N                 1. Punkt
                    2        M3/M3N                 2. Punkt
                    .
                    N        M3/M3N                 letzter Punkt
   Y-Achse    1        (k*A)2/(k*A)N          1. Punkt
                    2        (k*A)2/(k*A)N          2. Punkt
                    .
                    N        (k*A)2/(k*A)N          letzter Punkt

Verwendete Physik

Gleichungen

Auslegungsfall (Simulationsschalter: GLOBAL=Auslegung und FMODE=GLOBAL)

P2 = P1 - DP12N                                        (1)
P4 = P3 - DP3N                                          (2)
P5 = P3                                                     (3)

M2 = M1 (4)
M4 = M3 + M5 (5)

T3S = fsat (P3)
T2 = T3S - DT3S2N
H2 = H(P3, T3S) (6)

T4S = fsat(P4)
T4 = T4S
H4 = fsat(P4) (7)
Q3 = M3*H3
Q4 = M4*H4
Q5 = M5*H5
DQ = (Q3 + Q5 - Q4)*(1-DQLR)
M1*(H2 - H1) = DQ (8)

DTL = T4 - T1
DTU = T3 - T2
LMTD = (DTU - DTL)/(ln(DTU) - ln(DTL))

KAN = DQ/LMTD

Teillastfall (Simulationsschalter: GLOBAL=Teillast oder FMODE=lokale Teillast)

F1 = (M1/M1N) ** 2
P2 = P1 - DP12N * F1 (1)

F3 = (M3/M3N) ** 2
P3 = P4 + DP34N * F3 (2)
P5 = P3 (3)

M2 = M1 (4)
M4 = M3 + M5 (5)

     Fk1   = f (M1/M1N) aus Kennlinie 1
     Fk2   = f (M3/M3N) aus Kennlinie 2
     KA = KAN * Fk1 * Fk2
Beginn der Iteration

T4 = fsat(P4)
H4 = fsat(P4) (7)
Q12 = (Q3 + Q5 - M4*H4) * (1-DQLR) (8)

Wenn FSPEC = 0,2, dann {
H2 = H1 + Q12/M2
T2 = f(P2,H2) }

Wenn FSPEC = 1, dann { T2   aus Vorgabe }
    DTL = T4 - T1
    DTU = T3 - T2
    LMTD = (DTU - DTL)/(ln(DTU) - ln(DTL))

QQ = KA * LMTD
DQQ = Q12 - QQ

Start der Regula Falsi Methode
grad = (P4- P4old)/(DQQ - DQQold)
P4   = P4 - DQQ * grad                            (9)
Ende der Regula falsi Methode

DQ = | DQQ/((Q12+QQ)*.5) |

Wenn DQ < TOL, dann Beendigung der Iteration sonst Fortsetzung der Iteration

Wenn FSPEC = 0, dann {
           M2 = M1 = M1N }

Wenn FSPEC = 1,   dann {
            M2 = Q12/(H2 - H1)      }

Wenn FSPEC = 2, dann {
M2 = M1 von Startwertsetzer }

Ergebniswerte

Hinweis:

Bei diesem Bauteil gab es wie beim einfachen Turbinenkondensator (Bauteil 7) die Ergebniswerte DT3S2 und DT4S1. Da beim binären Gemische die Siedetemperatur allerdings nicht konstant ist, ist die Angabe von Temperaturdifferenzen zur Siedetemperatur hier wenig sinnvoll. Aus diesem Grund wird bei Bauteil 107

DTLO (untere Grädigkeit) und
DTUP (obere Grädigkeit)

ausgegeben.

Achtung: Falls in einem EbsScript bei Bauteil 107 DT3S2 oder DT4S1 verwendet wurde, gibt es einen Compilerfehler, der durch eine Umbenennung in DTUP bzw. DTLO behoben werden kann.

Bauteilform

	Form 1		Form 2
	Form 3

Beispiel

Klicken Sie hier >> Bauteil 107 Demo << um ein Beispiel zu laden.

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