Skraplacz spalin, zwiększenie przepływu zwrotnego i wydajność bufora

Kondensatory spalin kontynuują ekologiczny trend w kierunku techniki kotłów kondensacyjnych

Idea pozyskiwania dodatkowego ciepła ze spalin spalinowych poprzez skraplanie zawartej w nich pary wodnej została obecnie powszechnie przyjęta pod pojęciem techniki kondensacyjnej dla kotłów na gaz ziemny i olej opałowy. W związku z tym można założyć, że trend w kierunku techniki kondensacyjnej będzie się utrzymywał również w przypadku kotłów na drewno i jednostek kogeneracyjnych, zwłaszcza że w przypadku każdej z tych technologii można odnotować kolejne korzyści:

  • W przypadku kotłów na drewno zastosowanie kondensatorów spalin prowadzi do znacznej redukcji emisji cząstek stałych do 50%. (Źródło: ÖkoFEN)
  • W przypadku jednostek kogeneracyjnych część spalin, która jest zamieniana na energię elektryczną, zwiększa również bilans wartości opałowej, dzięki czemu procentowy wzrost mocy grzewczej jest wyższy niż w przypadku kotłów.
  • Zastosowanie odkraplaczy spalin jest warunkiem koniecznym do wspólnego użytkowania powietrznych systemów spalinowych (LAS) z innymi generatorami ciepła.

W poniższej tabeli przedstawiono różne paliwa i sprawności generatorów ciepła:

Gaz ziemny
NT-
Kocioł
Gaz ziemny
BW-
Kocioł
Gaz ziemny
BW-
CHP
Olej opałowy
NT-
Kocioł
Olej opałowy
BW-
Kocioł
Olej opałowy
BW-
CHP
Drewno
NT-
Kocioł
Drewno
BW-
Kocioł
Drewno
BW-
CHP
eta el 30% 45% 10%
Ho / Hu 111% 111% 114% 106% 106% 109% 108% 108% 109%
Straty w spalinach 18% 4% 4% 13% 4% 4% 12% 5% 5%
eta / Hu 93% 107% 110% 93% 102% 105% 96% 103% 104%

Źródła: iwo.de, vollbrennwerttechnik.de, ÖkoFEN

Na pierwszy rzut oka zaskakuje np. kogeneracja na olej opałowy o sprawności niewiele niższej od sprawności kotła kondensacyjnego na gaz ziemny, podobnie jak fakt, że kocioł kondensacyjny na drewno pokonuje o jeden punkt procentowy kocioł kondensacyjny na olej opałowy.

sprawność_generatorów ciepła

Z naszego punktu widzenia wiele przemawia za dalszym rozwojem tej technologii. Bądź więc tam od początku i zdobywaj doświadczenie tam, gdzie inni jeszcze zamykają oczy!

Wykorzystanie kotła kondensacyjnego nadal oznacza zaniżanie punktu rosy

Jednak sztuką wykorzystania wartości kondensacji nazywa się jeszcze spadek poniżej punktu rosy, bo tylko wtedy para wodna zawarta w spalinach ulega kondensacji i nie da się tego fizycznego faktu obejść. Z jednej strony oznacza to, że dystrybucja ciepła musi być eksploatowana z możliwie najniższymi temperaturami na powrocie. Z drugiej strony oznacza to również, że ze względu na wydajność bufora należy bardzo uważać na ograniczony zapas zimnej wody podczas ładowania, ponieważ jej wyczerpanie kończy ładowanie bufora. Zapas zimnej wody w buforze jest tak samo cenny podczas załadunku, jak jego zapas ciepłej wody podczas rozładunku!

Wykorzystanie wartości kondensacji a wydajność bufora

Regeneracyjne generatory ciepła, takie jak kotły na drewno lub jednostki kogeneracyjne, wymagają zazwyczaj regulowanej minimalnej temperatury powrotu. Często wynosi ona około 60°C i powstaje w wyniku zmieszania wody przepływowej z zimnym powrotem z dolnego przyłącza buforowego.

Ze względu na obciążenie jednostrefowe dużo wody zasilającej kocioł trafia na powrót kotła, a tylko niewielka część do bufora.

Ze względu na obciążenie jednostrefowe dużo wody zasilającej kocioł trafia na powrót kotła, a tylko niewielka część do bufora.

Tak zwana augmentacja przepływu zwrotnego (RLA) może być stosowana z rendeMIX 2×3 do szczególnie efektywnego dwustrefowego ładowania zbiornika buforowego. Przy ładowaniu dwustrefowym najpierw podgrzewa się górną część bufora, pobierając jak najszybciej gorącą wodę ze środkowego przyłącza bufora.

Ze względu na dwustrefowe obciążenie rendeMIX 2x3 mniej wody zasilającej kocioł trafia na powrót kotła, a więcej do bufora.

Dzięki dwustrefowemu ładowaniu rendeMIX 2×3 mniej wody zasilającej kocioł trafia na powrót kotła, a więcej do bufora.

Wprawdzie wraz ze wzrostem obciążenia bufora, a tym samym udziału wody zasilającej kocioł, która trafia do bufora, wzrasta również temperatura na dolnym przyłączu bufora, jednak wzrost temperatury na dolnym przyłączu bufora świadczy zazwyczaj o zbliżającym się końcu możliwości odbioru ciepła przez bufor, ponieważ ładowanie musi być zakończone, gdy temperatura na dolnym przyłączu bufora przekroczy wymaganą temperaturę powrotu do kotła.

Dopiero na krótko przed zakończeniem ładowania jednostrefowego rosnące temperatury na dolnym przyłączu buforowym prowadzą do zwiększenia szybkości ładowania.

Dopiero na krótko przed zakończeniem ładowania jednostrefowego rosnące temperatury na dolnym przyłączu buforowym prowadzą do zwiększenia szybkości ładowania.

Gdy tylko temperatura wody buforowej na środkowym przyłączu przekroczy wymaganą temperaturę powrotu, dwustrefowe ładowanie rendeMIX 2×3 uzyskuje dostęp do zimnej wody na dolnym przyłączu.

Dwustrefowe ładowanie rendeMIX 2x3 zapewnia znacznie wygodniejsze i wydajniejsze ładowanie bufora dzięki bardziej ekonomicznemu wykorzystaniu deficytowego zasobu "zimnej wody".

Dwustrefowe ładowanie rendeMIX 2×3 zapewnia znacznie wygodniejsze i wydajniejsze ładowanie bufora dzięki bardziej ekonomicznemu wykorzystaniu deficytowego zasobu "zimnej wody".

Przy tej samej mocy wejściowej, bufor nagrzewa się szybciej na górze i pozostaje dłużej zimny na dole. Zatem większy komfort (szybsza ciepła woda) nie stoi w sprzeczności z większą wydajnością (dłuższa zimna woda).

Porównania obu systemów wykazały, że czas pomiędzy rozpaleniem kotła na drewno a dostępnością ciepłej wody może być skrócony o połowę przy jednoczesnym podwojeniu zdolności absorpcji ciepła przez bufor!

Jak działa rendeMIX 3×3 Condenser i dlaczego potrzebuje zaworu VTB?

Dwustrefowe ładowanie rendeMIX 2×3 ze zintegrowaną augmentacją przepływu zwrotnego (RLA) tak efektywnie ładuje zbiornik buforowy, ponieważ ogrzewa ciepłą wodę ze środka przed zimną z dolnej części bufora. Jeśli jednak na kotle na drewno lub w agregacie kogeneracyjnym ma pracować również kondensacyjny wymiennik ciepła spalin, to oczywiście musi być on zasilany najzimniejszą wodą z najniższego przyłącza buforowego, aby osiągnąć największą korzyść - innymi słowy: aby maksymalnie obniżyć temperaturę poniżej punktu rosy.

schemat zasadniczy kondensator-bkw

Termostatyczny ogranicznik temperatury zasilania (zawór VTB) z regulowaną temperaturą minimalną przejmuje zadanie, aby nie pobierać z bufora więcej zimnej wody niż jest to potrzebne do uzyskania efektu pełnej kaloryczności. Optymalizuje więc wydajność systemu, pobierając z bufora tyle zimnej wody, ile trzeba, ale tylko tyle, ile się da. W tym celu monitoruje temperaturę wody grzewczej opuszczającej skraplacz i odpowiednio steruje jej ilością: jeśli przez skraplacz przepływa zbyt dużo zimnej wody, woda grzewcza opuszcza skraplacz znacznie poniżej temperatury punktu rosy spalin (gaz ziemny ~56°C, drewno: ~49°C, olej opałowy ~47°C) - ilość wody jest dławiona; jeśli jednak przez skraplacz przepływa zbyt mało zimnej wody, opuszcza ona skraplacz znacznie powyżej temperatury punktu rosy - ilość wody jest zwiększana. Zbyt mała ilość wody zmniejsza uzysk wartości opałowej, ponieważ spaliny nie skraplają się na całej powierzchni kondensatora. Z drugiej strony, zbyt duża ilość wody nie jest wystarczająco ekonomiczna przy deficytowym zasobie "zimnej wody", ponieważ skraplacz prawie nie wytwarza więcej wartości kalorycznej.

Aby jednak móc zmieniać ilość wody przepływającej przez kondensacyjny wymiennik ciepła spalin w opisany sposób, kondensator rendeMIX 3×3 nie wymaga dodatkowej pompy: niezbędne ciśnienie różnicowe jest po prostu generowane przez zawór przelewowy na wyjściu zespołu do powrotu kotła na drewno lub elektrociepłowni. Dzięki temu, tak jak poprzednio, cały obieg kotła wymaga tylko jednej pompy obiegowej. Może być ona zamontowana kołnierzowo do skraplacza rendeMIX 3×3 lub zintegrowana z generatorem ciepła. Jedynym warunkiem jego zastosowania jest podłączenie linii pomiędzy przepływem skraplacza a powrotem generatora ciepła do skraplacza rendeMIX 3×3 poprzez dodatkowe przyłącze (czerwona linia z trójnikiem do przyłącza 5 skraplacza rendeMIX 3×3).

Serwomotor skraplacza rendeMIX 3×3 jest sterowany poprzez sygnał trójpunktowy 230V~ zewnętrznego sterownika, co pozwala na utrzymanie stałej temperatury powrotu do generatora ciepła. Alternatywnie, rendeMIX 3×3 Condenser FWR posiada zintegrowany regulator stałej wartości zadanej z regulowaną temperaturą zadaną i przyłączem sieciowym 230V~.

Tylko dzięki kondensatorowi rendeMIX 3×3 można uzyskać najlepsze efekty z kondensatora spalin. oraz z twojego zbiornika buforowego. Ponieważ rozwarstwienie ma bardzo istotny wpływ na wydajność bufora, a tego nie da się stworzyć ani ustabilizować, ani zapobiec zniszczeniu podczas samego załadunku, jest oczywiste, że najlepszy rezultat osiąga się stosując rendeMIX załadunku i rozładunku jednocześnie, o czym mówiliśmy już w naszym rendePOST 4 w punkcie "Dlaczego właściwie potrzebujesz obu: dwustrefowego załadunku i dwustrefowego rozładunku?".

Inne ciekawe artykuły:

<powrót do bloga

Baunach