TRNSYSでラジエーターをシミュレーション

真夏に季節感の無いタイトルですが、建物のモデルと暖冷房機器のシミュレーション例のご紹介です。

多数室モデル（Type56/TRNBuild）では、暖冷房の負荷を計算することが可能ですが、これは個別の機器を想定したものではなく、室内を設定温度に保つために必要な負荷を計算します。

特定の機器を使った暖房、冷房のシミュレーションを行うには、それぞれの機器に対応したコンポーネントと組み合わせて計算を行います。

基本的な考え方

TRNBuildには内部発熱、発湿源を扱うGain typeが用意されています。Gain typeでは任意の発熱量、発湿条件を設定する事が可能です。この機能を利用して、外部のコンポーネントで計算された発熱量をGain typeとして室内へ導入します。

以前に床暖の例をご紹介していますが、これも同じ考え方で計算しています。

TRNSYSで床暖房シミュレーション

ラジエーターはTESS HVAC Libraryにいくつか用意されています。

いずれもサンプルが用意されています。以下、Type1231を例にご紹介します。

C:\TRNSYS18\Tess Models\Examples\HVAC Library\Radiator\Type1231_v2a.tpf

まずはRadiatorの制御部分ですが、この例ではZone, DININGの室温をThermostatを使って判定しています。

ThermostatのParameter, Inputを確認すると、暖房設定温度20℃、dead band(不感帯、調節感度)2℃で制御しています。

室温が低下して20℃を切ると（実際にはdead bandがあるので19℃）、Control signal for heatingから1が出力され、Pump/Control signalへ送られます。

これでPumpが運転状態に切り替わり、radiatorへお湯の流量と温度を出力します。

次はいよいよRadiatorです。RadiatorとType56の接続を確認すると、Type56からRadiatorへは室温が、逆にRadiatorからはHeat Transfer Rate（熱伝達量）をType56/Q_RADIATORへ引き渡しています。

入力されたQ_RADIATORの行き先を調べると、Zone, DININGのGarin/lossに割り当てられているGain type、QRADIATORのscaleで利用されていることがわかります。

Gain type、QRADIATORの定義はというと、Radiative(放射）、Convective（対流）の割合のみ設定しています。Radiatorなので放射の割合が多くなっています。（これ値が0.3、0.8で、足すと1.1になってしまうので、0.3 と0.7の間違いでしょうね）

まとめると、Radiatorで計算されたHeat Transfer Rate（熱伝達量）をGaint typeを使って、放射と対流成分に分けてZoneへ割り当てていることになります。

以上で、Type56、Radiator、それぞれの計算結果を基に、相互に計算が成立します。

Zoneに割り当てたGain typeはgeo positionで位置を指定することもできます。（残念ながらこのサンプルでは形状データを持たないモデルなので使えません。SketchUp/TRNSYS3Dで作成したモデルなら、部屋の中の熱源の位置を指定できます）

以下の環境で動作を確認しています。