Berechnungsbeispiel 9 Mini-BHKW für Erdgas als Mustervorlage
Um einen schnellen Einstieg bei den Berechnungen mit firecalc zu gewährleisten wurden einige Beispielberechnungen in die Datenbank eingefügt.
Mit firecalc können sehr komplexe feuerungs- und wärmetechnische Berechnungen zur Bewertung von Feuerstätten, Wärmeerzeuger und Brenner durchgeführt werden, wodurch aber auch viele Eingabedaten benötigt werden. Um den Anwender nicht vor einem leeren Eingabemaske mit vielen leeren Feldern alleine zu lassen, wurden einfache und auch komplexe Musterbeispiele erstellt.
Somit stehen dem Anwender bei den ersten Schritten mit firecalc einige Anwendungshilfen zur Verfügung, die schnell auf die eigenen Berechnungen angepasst werden können.
Die Berechnungsbeispiele sind in der Datenbank wie auch als Exportdatei abgelegt, so dass diese je nach Bedarf verwendet und angepasst werden können.
Mini-BHKW für Erdgas (thermische Leistung 17 kW)
Brennstoff: Erdgas H (G20) gemäß Brennstoffanalyse
Vorinstellungen der Berechnung:
- Messung von CO2
- Wassermessstrecke Wärmetauscherprinzip mit Messsung Volumenstrom in kg/h, Korrektur des Durchflussmeßgerätes um - 0,2%
- Emissionsmessung CO, NOx, CxHy
- Berechnung Normvolumen Gas nach DIN EN 303-3
- Berechnung Abgasmassenstrom gemäß DIN EN 13384-1
- Berechnung thermische Leistung nach DIN EN 303-3
- Berechnung des direkten und indirekten Wirkungsgrades
Auswerteoptionen
Prüfstandsverluste durch Umwälzpumpe +300 Watt + Temperaturverlust Verbindungsschläuche 500 WattKorrektur Wasserdurchflussmessung
Beipielbilder:- Voreinstellungen der Berechnung
- Brennstoff-Formular Ergas H (G20), stöchiometrische Brennstoffberechnung
- Beispiel Druckausgabe stöchiometrische Berechnung Erdgas H (G20)
- Egebnisformular Hauptberechnung
- Egebnisformular Hauptberechnung (Detailansicht Brennstoffberechnung)
Bildergalerie:
Brennstoffberechnung gasförmige Brennstoffe
Die Grundlage einer Verbrennungsrechnung bilden die Reaktionen der Einzelbestandteile eines Brennstoffs.
Mit firecalc können auf Basis der Elementaranalyse umfangreiche stöchiometrische Berechnungen durchgeführt werden.
Bei gasförmigen Brennstoffen (Erdgas, Flüssiggas, Methan, Propan,…) wird die Zusammensetzung als Elementaranalyse in Volumenanteil [m³/m³] angegeben.
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CO
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Kohlenstoffmonoxid
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|---|---|
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N2
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Stickstoff
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CO2
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Kohlenstoffdioxid
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O2
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Sauerstoff
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H2
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Wasserstoff
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CH4
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Methan
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C2H4
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Ethen, Äthylen
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C2H6
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Ethan
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C3H6
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Propen
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C3H8
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Propan
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iC4H10
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iso-Butan
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nC4H10
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n-Butan
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iC5H12
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iso-Pentan
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nC5H12
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n-Pentan
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C6HY
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iso-Hexan, n-Hexan
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Höherwertige Kohlenwasserstoffe sollten bei C6HY eingetragen werden. Sie werden bei der Berechnung als C6H14 (Hexan) berücksichtigt.
Die Bezugstemperatur kann frei eingegeben werden (Standardmäßig 0°C oder 15°C).
Die Heizwerte können alternativ berechnet oder auch, falls eine Heizwertbestimmung vorliegt, als Festwert angegeben werden.
Die Berechnungen erfolgen stöchiometrisch. Unter- oder überstöchiomtrische Berechnungen können im Hauptformular bei Verwednung der entsprechenden Brennstoffanalyse berechnet werden.
Auf Kundenwunsch können weitere Bestandteile der Berechnung hinzugefügt werden.
Für folgende gasförmige Brennstoffe sind in der Datenbank von firecalc Analysen hinterlegt:
- Butan
- Erdgas H
- Erdgas L
- Propan
- Stadgas
- Prüfgase G20, G25, G30, G31, G32, G231, G110,...
Die Analysen stammen aus der Fachliteratur bzw. Normen.
Die Bezugstemperatur kann frei eingegeben werden.
Der Heizwert kann optional berechnet werden.
Berechnung der Verbrennungskennwerte mit firecalc
firecalc berechnet aus der Elementaranalyse des Brennstoffs folgende für die weitere Berechnung im Hauptformular benötigten Brennstoffkennwerte (stöchiometrische Berechnung):
| Wert | Erläuterung |
| CO2max | maximaler Kohlendioxidgehalt im trockenen Abgas für den jeweiligen Brennstoff in Volumenprozent |
| Volumen CO2 | Volumen Kohlenstoffdioxid im Abgas |
| Volumen SO2 | Volumen Schwefeldioxid im Abgas |
| VA min trock. | minimales trockenes Abgasvolumen bei stöchiometrischer Verbrennung |
| Volumen N | Volumen Stickstoff im Abgas |
| O Min | Der zur Verbrennung von festen (und flüssigen) Brennstoffen erforderliche minimale (stöchiometrische) Sauerstoffbedarf. |
| SO2 max | maximaler Schwefeldioxidgehalt im trockenen Abgas für den jeweiligen Brennstoff in Volumenprozent |
| VA min feucht | minimales feuchtes Abgasvolumen. Die feuchte Mindestrauchgasmenge ergibt sich bei theoretischer Verbrennung mit der stöchiometrischen Luftmenge |
| Volumen W | minimales Wasserdampfvolumen im Abgas bei stöchiometrischer Verbrennung |
| Lmin | minimaler Luftbedarf für stöchiometrische Verbrennung. Der Mindestluftbedarf Lmin ist die feuchte Luftmenge in Nm³ Verbrennungsluft pro kg Brennstoff, die theoretisch zur vollständigen Verbrennung gerade ausreicht. Der Sauerstoffgehalt der Luft wird mit 20,95% angenommen |
| Dichte Dichteverhältnis |
Dichte ist das Verhältnis der Masse zum Gasvolumen in kg/m3 im Normzustand. In der Gastechnik wird die relative Dichte statt der Dichte verwendet. Sie ist das Verhältnis einer Gasdichte zur Dichte der trockenen Luft bei gleicher Temperatur und gleichem Druck und sagt aus, ob ein Gas schwerer oder leichter als Luft ist (relative Dichte Luft im Normzustand 1,293 kg/m³) |
| Wobbe oben Wobbe unten |
Wobbe-Index (früher Wobbezahl genannt): Kennwert für die Austauschbarkeit von Gasen, bezogen auf die Wärmebelastung einer Gasverbrauchseinrichtung, einer der wichtigsten Gaskennwerte. Der obere Wobbe-Index ist definiert als der Quotient aus Brennwert und der Quadratwurzel der relativen Dichte des Brenngases. Analog wird der untere Wobbe-Index auf den Heizwert bezogen |
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Download der pdf-Dateien:
- Hauptberechnungsformular Nennlast BHKW (Download pdf-Datei, ca 140 kB)
- Berechnungsformular Brennstoff Erdgas H (Download pdf-Datei, ca 140 kB)
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