Temperatur: Heat Pipes, Reactor-Leitungen & Dampftemperaturen Guide

Temperatur steuert, wie Wärme in Factorio gespeichert und übertragen wird und bestimmt, was bestimmte Maschinen (boilers, heat exchangers, steam turbines, reactors) leisten können. Diese Seite fasst zusammen, wie Temperatur dargestellt wird, wie Wärme von Fluiden und heat pipes getragen wird, praktische Grenzen und einfache Formeln zur Planung von Wärmenetzen.

Temperaturgrundlagen und Energiegehalt

• Fluidtemperatur wird in °C gemessen. Die vom Spiel verwendete Umgebungsreferenz ist 15°C.
• Dampf und andere Fluide speichern thermische Energie proportional zu (Temperatur − 15°C).
• Energie pro Fluideinheit und pro Grad Celsius beträgt 200 J / unit / °C. Das heißt: Das Erhöhen von 1 unit Fluid um 1°C speichert 200 J.
• Beispiel: 1 unit Dampf bei 165°C speichert (165 − 15) × 200 = 30.000 J. Ein Tank mit 25.000 units Dampf bei 165°C enthält 750 MJ. Derselbe Tank bei 500°C enthält 2,425 GJ.

Dampftemperaturen, die von Maschinen verwendet werden

• Von boilers erzeugter Dampf hat 165°C.
• Dampf, der von heat exchangers (und von bestimmten anderen Hochtemperaturprozessen) erzeugt wird, hat 500°C.
• Heat exchangers müssen 500°C erreichen, bevor sie Dampf erzeugen können.

Heat pipes: gespeicherte Wärme, Durchsatz und Temperaturabfall

• Heat pipes transportieren Wärmeenergie entlang verbundener heat-pipe-Segmente. Jedes Segment speichert etwas Wärme und begrenzt außerdem, wie groß der Temperaturabfall bei einem gegebenen Leistungsfluss ist.
• Bei einer geraden heat-pipe-Verbindung mit einem Eingang und einem Ausgang hängt der Temperaturabfall über ein einzelnes Segment von der durchfließenden Leistung P ab (P in MW):
  • Temperaturabfall pro Segment = 1 + (P / 15) °C.
• Diese Formel ergibt eine effektive maximale Länge für eine Leitung von heat pipes zwischen einer Quelltemperatur und einer Senkentemperatur, weil der gesamte Abfall die verfügbare Temperaturdifferenz nicht überschreiten kann.
  • Beispiel: Ein heat exchanger muss 500°C erreichen, um Dampf zu erzeugen, und die maximale Quelltemperatur, die von einem Generator verfügbar ist, beträgt 1000°C, also ist die maximale Temperaturdifferenz 500°C. Für P = 40 MW ist die maximale geradlinige Länge ≈ 500 / (1 + 40/15) ≈ 136 Segmente.
• Heat pipes haben keine separaten Flussraten wie Fluide; stattdessen modellieren sie thermischen Widerstand durch die obenstehende Formel für den Temperaturabfall pro Segment.

Spezielles Wärmeübertragungsverhalten von reactors und anderen Entitäten

• Ein nuclear reactor, der lediglich als passiver Wärmeleiter verwendet wird (auch ohne Brennstoff), erzeugt einen anderen Temperaturabfall als ein heat pipe:
  • Für eine durch einen reactor fließende Leistung P in MW fällt die Temperatur im reactor um 1 + (P / 387) °C. Dadurch sind reactor im Vergleich zu einem einzelnen heat-pipe-Segment bei großen P relativ niederohmige Wärmeverbindungen.
• Heat exchangers und heat generators (reactors, boilers, heat producers) haben maximale Betriebstemperaturen:
  • Heat exchangers benötigen 500°C, um Dampf zu erzeugen.
  • Heat generators (z. B. reactors) können bis zu 1000°C erreichen.

Planung von Wärmenetzen: praktische Regeln

• Beim Entwurf eines Wärmenetzes vergleiche die Quelltemperatur und die benötigte Senkentemperatur und teile das verfügbare Delta-T durch den Abfall pro Segment, um abzuschätzen, wie viele Segmente du in Serie platzieren kannst.
  • Verwende für heat pipes den Abfall pro Segment = 1 + (P / 15).
  • Für Netze, die reactor-Blöcke als Leitungen enthalten, verwende dort die reactor-Abfallformel, wo es passt.
• Halte leistungsstarke Verbindungen kurz oder verwende mehrere parallele Pfade, um P pro Pfad zu reduzieren und damit den Temperaturabfall pro Segment zu verringern.
• Heat exchangers müssen ausreichend heißes Fluid (≥500°C) am Eingang erhalten. Sorge für genügend Temperatur-Reserve nach Pipe-/Segmentabfällen, wenn du Wärme zur Dampferzeugung leitest.

Energieabrechnung und Effizienz

• Dampf engines und turbines werden so modelliert, dass sie thermodynamisch 100% effizient sind im Sinne davon, dass der Energiegehalt des Dampfs (berechnet aus Temperatur und units) der mechanisch extrahierbaren Energie entspricht.
• Es gibt keine thermischen Verluste in der Speicherung oder den Rohrleitungen für Fluide: Ein Fluid, das in einer Pipe oder einem Tank steht, behält seine Wärmeenergie (die einzigen Verluste sind die, die absichtlich durch Temperaturabfälle in heat pipes und Transfers in Maschinen modelliert werden).

Kurzreferenz Formeln

• In Fluid gespeicherte Energie: Energie (J) = 200 J/unit/°C × units × (T − 15°C).
• Temperaturabfall pro Heat-pipe-Segment: ΔT_segment = 1 + (P (MW) / 15) °C.
• Reactor, als Leitung verwendet, Abfall: ΔT_reactor = 1 + (P (MW) / 387) °C.
• Maximale geradlinige Heat-pipe-Länge (bei gegebenem ΔT_available): length_max ≈ ΔT_available / (1 + P/15).

Verwende diese Zahlen, um heat-pipe-Strecken zu dimensionieren, abzuschätzen, wie viel Dampf ein gegebenes heißes Fluidinventar repräsentiert, und um sicherzustellen, dass Heat exchangers ≥500°C erhalten.