Grundlagen

Bis zu 10 WT-Zellen stehen zur Verfügung, praktisch beliebige Verschaltung ist möglich, jeder Eintritt der beiden "Seiten" jeder WT kann aus bis zu 6 Zuströmungen gespeist werden.

Tip: Wenn 6 Zuströme nicht ausreichen, kann ein "funktionsloser" Wärmetauscher zwischengeschaltet werden, wobei jede Seite die möglichen Zuströme um einen Faktor 6 erhöht. Die Mischtemperaturen ergeben sich durch mit dem "Massenstrom" gewichtete lineare Mittelung. Von der Methode her repräsentiert dieser "Massenstrom" physikalisch einen "Wasserwert-Strom" (Massenstrom mal spez. Wärmekapazität), womit sich auch Zusammenführungen von Stoffströmen unterschiedlicher Stoffe in das Verfahren einfügen. Im Falle merklicher Wärmetönung bei der Vermischung ist diese allerdings durch Einbau eines Hilfs-WT mit Zu- oder Abfuhr des passenden Wärmestromes zu berücksichtigen.

Nach dem Start des Kapitels NETZ erscheint ein Menü mit 3 Optionen, wobei die beiden ersten die gekoppelte Auslegung von Wärmetauschern im Netz enthalten, jedoch nur eingeschränkte Editiermöglichkeiten bieten.

Sowohl für die Netz-Auslegung mit gekoppelter Wärmetauscher-Auslegung, wie für allgemeine Untersuchungen an WT-Netzen, wird mit der 3. Option (=ohne WT-Auslegung) begonnen. Für eine spätere gekoppelte WT-Auslegung darf allerdings die vorgegebene Massenstromeinheit "kg/s" nicht verändert werden, um anschließende Fehlermeldungen und Korrekturen zu vermeiden.

In den ersten beiden Optionen ist das Löschen deaktiviert, um die konsistente Durchnummerierung der WT im Netzplan und im "äußeren" Netz zu gewährleisten. Die erste WT-Auslegung erfolgt in der 2. Option (Erste Auslegung). Es ist im "Formular" unter "Datei" zunächst "Netzladen" zu wählen, anschließend werden die WT nacheinander angewählt (doppelklicken) und WT-Nachrechnung gestartet. Es erscheint das Menü "Grunddateneingabe" von WTS. Im Lauf der Berechnung ist noch ein Filename für den gerade aktuell berechneten WT anzugeben.

Eine abschließende Bearbeitung kann in der ersten Option vorgenommen werden. Nach dem Start erscheint eine Liste, in die links neben der Nummer des im Netzplan zugeordneten WT der Name der dazu gehörenden Datei einzutragen ist, das vorhanden sein muss. In dieser Option können ggf. auch neue Ziel-Wirkungsgrade vorgegeben werden, was eine Neuauslegung des betreffenden WT bewirkt.

In den beiden Optionen mit WT-Auslegung kann bzw. muss jedem WT ein Typ (default ist "ohne Verdampfung oder Kondensation") zugewiesen werden. Hierzu ist im Netzplan unter Optionen "Wärmetauscher Typ festlegen" aktiviert. Doppelklicken auf ein WT-Symbol erlaubt die Eingabe des Tauscher-Typs.

Für jeden WT im Netz müssen angegeben sein:

Beide Wirkungsgrade, sowie der Zustrom als relativer Massenstrom zu beiden WT-Seiten (Summe der bis 6 möglichen Zuströme = 1).

Zuströmung kann ein Medium mit bekannter Temperatur sein, (Medium-Nummer mit Vorsatz "M" angeben), oder aus einem anderen WT kommen (WT-Nummer und Seite angeben). Im Netzplan-Modus werden diese Angaben aus dem Schaltplan automatisch ermittelt.

Datei neu, Datei Laden, Sichern, Sichern als, Prüfen, Rechnen, Netzplan, WT nachrechnen, WT einfügen, WT kopieren, WT löschen, WT anfügen, Netzplan ein

Mit Bild-Tasten Eingabefeld wechseln, mit [Strg ->] bzw. [Strg <-] Eingabespalte wechseln, Überschreibmodus ist default, mit Einfg-Taste auf Einfügen wechseln.

Im Formular erscheinen die Zuströme nur als "relative Massenströme", deren Summe für jede Seite eines WT Eins sein muss. Im Netzplan können die Massenströme entweder als "absolute Massenströme" oder als "Wasserwert-Ströme" eingetragen werden (die angezeigte Einheit "kg/s" kann im Netzplan, Optionen-Menü "Massenstrom Einheit festlegen", gegen eine beliebige Einheit eigener Wahl ausgetauscht werden).

Soll die Einheit einen Wasserwert-Strom darstellen, so ist "J/Ks" als Einheit oder "w" als Kennung dafür zu wählen.

Die Konsistenz der Eintragungen wird vor dem Rechnen automatisch rigoros geprüft (Bilanzen für WT, Knoten und Gesamtnetz, bei der Massenstromeinheit "J/Ks" bzw. "w" auch Wirkungsgrad-Überprüfung).

Die Daten des Editor-Formulars und das Netzplan-Bild werden beim Überwechseln gegenseitig aufeinander abgebildet. Es ist zu empfehlen, ein neues Projekt mit dem Netzplan-Entwurf zu beginnen (Netzplan-Modus).

Hierbei unterstützt das Formular die Grundfunktionen (wie Rechnen..), die Wirkungsgrade der Wärmetauscher, die Temperaturen der Medien-Eintritte und eine Projekt-Identifikation können bzw. müssen hier eingegeben werden.

Im Formular unter "Optionen" kann von "Netzplan ein" umgeschaltet werden auf den Formular-Modus (mit der Antwort für "ja"), von dem aus der Netzplan nicht mehr erreichbar ist. Im Formular-Modus kann nur gerechnet werden, die notwendigen Eintragungen der Daten für die "Schaltung" (Zustrom und rel. Massenstrom) sind von Hand vorzunehmen.

Zusätzlich ist ein "Zwischen-Modus" einstellbar (Antwort für "nein"), dabei werden aber etwa eingegebene Schaltungsdaten bei Rückkehr aus dem Netzplan automatisch überspeichert.

Einfügen eines Knotens durch Drücken der linken Maustaste und ziehen der Maus. Welche Art Knoten gezeichnet wird, muss zuvor im Menü gewählt werden: Es gibt 3 Arten von Wärmetauscher-Symbolen (horizontal, vertikal und kreuzförmig angeordnete Rechtecke). Die "Seite 1" ist gelb und die "Seite 2" jedes Wärmetauschersysmbols ist blau ausgefüllt.

Weiterhin gibt es Symbole für Medium-Einlass (orange) und für Auslass (grau ausgefüllt). Ein Symbol für Rohrleitungsknoten (grün) erleichtert die Erstellung übersichtlicher Schaltungen.

Rohrleitungssymbole werden (nach Anwahl im Menu) durch Anklicken des Ursprungsknoten von dem dann sichtbaren zentralen Quadrat aus zum Zielknoten gezogen. Anschließend kann diese noch gerade Linie angeklickt und mittels des dann sichtbaren schwarzen Quadrates umgeformt (gezogen) werden.

Die Größe der Symbole ist nicht veränderbar. Verschieben (move) ist außer im Rohrleitungs-Mode immer möglich.

Mit der Option "ausrichten" im Menu wird nach Verschiebungen alles wieder auf "Gitterplätze" ausgerichtet (dann sichtbar werdende Fehler ausgleichen und nochmals im Menu "ausrichten" anwählen). Durch Anfahren der Symbole mit der Maus und Doppelklicken erscheint ein Eingabefenster mit Erläuterung der dann möglichen Dateneingabe. Die Eingabe von Massenstrom- bzw. Wassertwertstrom-Angaben ist nur auf diese Weise und nur im Netzplan möglich (weil für die Beschreibung des Gesamtnetzes mehr Daten erforderlich sind, als für die reine Netzberechnung im Formular-Mode).

Im Netzplan kann unter "Hilfe" die Prüfung der Massenstrom-Bilanz angefordert werden. Bei Rückkehr zum Formular werden im Rahmen der Netzanalyse ebenfalls eine solche Bilanz, sowie die Aufbereitung der Netzdaten für die Rechnung durchgeführt. Bei Rückkehr in den Netzplan sind die Temperatur-Ergebnisse an den Rohrleitungssymbolen angeschrieben.

Unter "Optionen" findet sich die Möglichkeit, stattdessen wieder die Massenströme einzutragen (die Temperaturen der Wärmetauscher lassen sich unter "Hilfe" weiterhin einsehen).

Unter "Bearbeiten" kann das Menü "select all" verwendet werden, um entweder das gesamte Bild "zurechtzurücken" (was im Laufe der Erstellung eines Netzplanes mehrmals notwendig sein kann: mit dem Mauszeiger auf eines der selektierten Symbole gehen, linke Maustaste drücken und ziehen), oder um den gesamten Bildinhalt zu löschen.

Ähnlich sollte der "select mode" funktionieren, nach dessen Wahl mit der Maus ein Rechteck gezogen werden kann. Beim Loslassen der linken Maustaste werden die Knoten innerhalb des Rechtecks selektiert. Derzeit können die so selektierten Knoten nicht zusammen verschoben, aber doch gelöscht werden.

Bei der Zusammenführung unterschiedlicher Medien können merkliche Wärmetönungen auftreten, die eine Korrektur der Mischtemperaturen erfordern. Diese Korrektur kann ohne Iteration mit Hilfe eines Hilfs-WT (kein real ausgeführter WT) und eines Hilfs-Mediums angenähert bewirkt werden:

Es sei DT die zu simulierende Erwärmung des Wasserwertstromes w1 des Mischungsstromes auf Seite 1 des Hilfs-WT. Dann wähle man die Eintrittstemperatur des Hilfsmediums auf Seite 2 des Hilfs-WT angenähert zu "w1-Temperatur + DT/P1", den Wasserwertstrom  w2 = w1, und für die Wirkungsgrade P1 und P2 denselben kleinen Wert, wie etwa 0,01.

Im Netzplan können unter "Hilfe", Option "WT Bezeichnung notieren", den automatisch fortlaufend nummerierten Wärmetauschern Namen und/oder Bezeichnungen (bis zu etwa 55 Zeichen) zugeordnet werden. Diese Zuordnung bleibt bei allen Editiervorgängen (Löschen von WT usw.) erhalten.

Hier können insbesondere auch Hilfs-WT gekennzeichnet und damit von baulich ausgeführten WT unterschieden werden.

Mit der Option "ME Bezeichnung notieren" können in gleicher Weise die Medien-Eintritte charakterisiert werden.

Geprüft wird

1.     Sind die verwendeten Medium-Eintrittstemperaturen vorhanden?

2.     Sind die Zuströmungen alle bezüglich Wärmetauscheraustritten realisiert?

3.     Sind die Wirkungsgrade vorhanden und liegen sie alle zwischen > Null und < Eins?

4.     Liegen die rMp_x zwischen Null und Eins?

5.     Sind die Zuströmungssummen gleich Eins?

6.     Sind jeweils beide WT-Seiten verbunden?

7.     Sind mindestens 2 verschiedene Medien-Eintritte vorhanden?

8.     Sind die angeforderten Eintrittstemperaturen verschieden?

Die Prüfungen reichen gewöhnlich aus, ein nicht berechenbares Wärmetauschernetz zu identifizieren.

Für "Rechnen" werden folgende Fehlerarten, die nur als potentielle Fehler (Warnungen) anzusehen sind, toleriert: 2, 5, 13, 15 und 16.

Wo der angezeigte Fehler auftritt, steht am Ende jeder Fehlerzeile.

Fehlerart  1:              Medium-Index zu groß

Fehlerart  2:              Warnung: Soll Eintrittstemperatur wirklich Null sein?

Fehlerart  3:              Massenstromangabe fehlt

Fehlerart  4:              Zuströmung aus nicht vorhandenem WT verlangt

Fehlerart  5:              Hinweis: WT speist sich selbst

Fehlerart  6:              Zuströmungs-Seite des speisenden WT unbekannt

Fehlerart  7:              Massenstrom "out of range"

Fehlerart  8:              Kein Massenstrom oder Gesamtmassenstrom > 1 auf Seite 1

Fehlerart  9:              Gesamtmassenstrom zu klein auf Seite 1

Fehlerart 10:             Kein Massenstrom oder Gesamtmassenstrom > 1 auf Seite 2

Fehlerart 11:             Gesamtmassenstrom zu klein auf Seite 2

Fehlerart 12:             Wirkungsgrad "out of range" für Seite 1 oder 2

Fehlerart 13:             Warnung: Soll nur eine Eintrittstemperatur <> Null sein?

Fehlerart 14:             Eintrittstemperaturen sind alle Null

Fehlerart 15:             Warnung: Es gibt gleiche Eintrittstemperaturen <> Null

Fehlerart 16:             Warnung: Die von WT angeforderten Eintrittstemperaturen sind gleich