Jet prensibi - Karışık devrelerde sistem ayrıştırmaları için rejeneratif çözüm
Isı eşanjörleri, özellikle yenileme çalışmalarında, eski difüzyona açık yerden ısıtmayı sistemin geri kalanından ayırmak için sıklıkla kullanılır. Bu sadece ek pompaların kullanılmasına değil, aynı zamanda genellikle dönüş sıcaklıklarında da önemli bir artışa neden olur. Özellikle solar ve yoğuşmalı sistemlerde bu durum kapsama oranlarını ve verimliliği önemli ölçüde düşürmektedir. Yeni bir teknik yaklaşım bu durumu düzeltmeyi vaat ediyor.
Sistem ayırma rJET DN25 3×4 içine pompasız besleme yapın.
Bölgesel ısıtma transfer istasyonları için kontrol standardı
Isı eşanjörleri genellikle bölgesel ısıtma şebekelerinin transfer istasyonlarında kullanılır. İkincil akış sıcaklığını kontrol etmek için en iyi ve en basit çözüm TVsek birincil taraf akış hızı Q üzerinden ısı beslemesinin kontrolüdür.prim' Bu da her zaman mümkün olan en düşük birincil taraf dönüş sıcaklığı T'ye karşılık gelir.Rprim ve bu nedenle birincil tarafta mümkün olan en düşük akış hızına yol açar. Diferansiyel giriş basıncına sahip şebekelerde, piyasada bulunan üç noktalı bir kontrol (açma/durdurma/kapama) ile kontrol edilen motorlu bir kontrol vanası (ReV) bu amaç için yeterlidir. Maksimum akış hızı genellikle fark basınç kontrollü bir kısma vanası (DrV) ile sınırlandırılır, Şekil 1. Difüzyon geçirmez olmayan yerden ısıtma devrelerini modern ısı jeneratörlerine bağlarken bile
(yoğuşmalı kazanlar), sistem ayrımları genellikle üreticiler tarafından istenir. Çift devreli bir sistem söz konusu olduğunda, bu düşük sıcaklık devresi de üç noktalı bir kontrol sistemi aracılığıyla ikinci bir ısıtma devresi olarak kontrol edilmelidir. Burada da kontrol vanası (ReV) aşağıdakiler açısından en basit ve en iyi çözümdür
birincil taraftaki en düşük dönüş sıcaklığına TRprim ve en küçük akış hızı Qprim Şekil 2.
Geri dönüş kullanımı yoğuşmalı kazan verimliliğini artırır
Şekil 1: Birincil tarafta kontrol vanası bulunan bir ısı transfer istasyonunun akış kontrolü.
Çift devreli sistemler için rendeMIX 2×4 çok portlu karıştırma manifoldları ile geri dönüş kullanım yöntemi ilk kez pazara sunulmuştur. Burada, düşük sıcaklık devresini beslemek için üç girişi olan çok portlu bir karıştırıcı, E 1 üzerinden sıcak kazan akışına erişmeden önce E 2 üzerinden yüksek sıcaklık devresinin dönüş akışını kullanır. Bu, her iki ısıtma devresinin seri olarak bağlanmasıyla sonuçlanır ve bunun sonucunda ısı üreticisinde daha düşük dönüş sıcaklıkları ve akış hızları elde edilir. Bu çok portlu karıştırıcı, üç noktalı bir kontrol aracılığıyla bir servomotor tarafından da kontrol edilebilir. Her iki ısıtma devresi, dahili bir saptırıcı gibi davranan düzenekteki bir dengeleme bölümü ile hidrolik olarak ayrılır: Yüksek sıcaklık devresi, çok portlu karıştırıcının E 2 girişi üzerinden karıştırma devresine çektiğinden daha fazla su sağlarsa, fazlalık kazan dönüşüne akar (akış yönü b); tersi durumda, eksiklik düşük sıcaklık devresinden geri çekilir (akış yönü a). İlave bir yön değiştirme vanasına gerek yoktur. Bu tek başına, dahili pompalı kazanlar için yüksek sıcaklık devresinde ek bir ısıtma devresi pompası ihtiyacını ortadan kaldırır (bkz. FACH.JOURNAL 2005/06: Karışık ısıtma devrelerinin seri bağlantısı verimliliği artırır, s. 112; makale ayrıca şu adreste mevcuttur: www.ihks-fachjournal.de/artikel/2005-2006/reihenschaltung-heizkreise). Düşük dönüş sıcaklıkları nedeniyle
deltaT 50 %'ye kadar ve kalorifik değer kullanım faktörü 10 %'ye kadar artarken hacimsel akış 33 %'ye kadar azalır. Birincil tarafta bir karıştırma devresi pompası olmadan düşük sıcaklık devresinde sistem ayrıştırması için bir çözüm sunmanın başlangıçta mümkün olmaması tatmin edici değildi.
her iki ısıtma devresi için, Şekil 3.
Sistem ayrımından pompasız geri dönüş kullanımı
Şekil 2: Çift devre sistemli Therme ve düşük sıcaklık devresinde birincil taraf ile sistem ayrımı Kontrol vanası.
Bu dezavantaj rendeMIX 2×4 jet'in piyasaya sürülmesiyle aşıldı
üstesinden gelinmesi gerekiyordu. Amaç, karıştırma devresinin sistem ayrımını birincil tarafta bir pompa olmadan sağlamaktı. Pompa ihmal edilirse, E1 girişinin açılması kesinlikle bir sorun teşkil etmeyecektir, çünkü bu durumda sistem ayrımı yüksek sıcaklık devresinin ısıtma yüzeylerine paralel olarak bağlanır. Ancak, yüksek sıcaklık devresinin dönüşünden akış elde etmek için, T2 ve T4 arasında üç kriteri karşılaması gereken bir fark basıncı oluşturulmalıdır:
- Her iki ısıtma devresinin hidrolik dekuplajını sağlamak için mümkün olduğunca sabit ve yüksek sıcaklık devresinin akış hızından bağımsız olmalıdır
- Kazanın kalan basma yüksekliği dikkate alınarak, yüksek sıcaklık devresinin termostatik vanalarının performansını veya önceliğini kısıtlamayacak şekilde çok büyük olmamalıdır
- E 2 girişi tamamen açık olduğunda yüksek sıcaklık devresinin mümkün olan maksimum akışını sistem ayrımı yoluyla iletecek kadar büyük olmalıdır
Şekil 3: Çift devre sistemli Therme, 2×4 karıştırma manifoldu - düşük sıcaklık devresinde geri dönüş kullanımı ve sistem ayrımı - toplam üç pompa gereklidir.
Şekil 4: Çift devre sistemli Therme, 2×4 jetli karıştırma manifoldu - düşük sıcaklık devresinde geri dönüş kullanımı ve sistem ayrımı.
Efsane
Bu amaçla, yaklaşık 50 mbar'dan itibaren açılan ve yaklaşık 70 mbar'da ve 1,5 m³/saat akış hızında tamamen açık olan bir fark basınç kartuşu geliştirilmiştir. Bu, yaklaşık olarak 35 kW'lık bir radyatör devresine karşılık gelir. Bu yaklaşık olarak 35 kW'lık bir radyatör devresine karşılık gelir. Aynı zamanda, sadece 200 mbar'lık (=2 mWS) bir artık yükte bile ortalama 60 mbar'lık bir basınç kaybı, taşıma için şu anlama gelir
ve valf önceliği, 140 mbar hala mevcuttur. Bunun yeterli olduğu kanıtlanmıştır. Sonuçta, bu değer çifti (70 mbar; 1,5 m³/h) 5,5'lik bir Kvs değerine ve dolayısıyla 200×75 mm²'lik 30 plakalı ticari olarak temin edilebilen bir ısı eşanjörüne karşılık gelmektedir. Her durumda, plakalı ısı eşanjörü Şekil 2'de gösterilen devreden biraz daha büyük boyutlandırılmalıdır, çünkü ısı transferi tercihen yüksek sıcaklık devresinin daha düşük dönüş sıcaklığından gerçekleştirilir. Ancak bu yatırım, daha yüksek verimlilik ve yardımcı enerji tasarrufu nedeniyle, özellikle de pompa tasarruflarıyla zaten finanse edildiğinden, kendini hızla amorti etmektedir. Başka bir sorunun daha çözülmesi gerekiyordu: Çok portlu karıştırıcı çalışma modu I'de E2 ve E3 girişlerini açarsa, T2, E2, E3, T3 ve T4 üzerinden basınçsız bir bypass açılacağı için fark basıncı düşecektir. Bu da yetersiz hidrolik dekuplaj ve zayıf kontrol özelliklerine neden olur.
rJET: tek gövdede karıştırma ve kontrol vanası
Çözüm, E3 küçük kapı deliğini kapatmaktır. Sonuç olarak, E1 ve E2 girişleri çalışma modu III'te bir karışım vanası gibi davranmaya devam eder. Ancak çalışma modu I'de A çıkışına giden E2 girişi bir kontrol valfi gibi davranır. Bu nedenle hem yüksek sıcaklık devresindeki fark basınç kartuşunun sabit basınç kayıpları sayesinde hidrolik ayrışmayı sürdürmek hem de Şekil 1 ve Şekil 2'de gösterildiği gibi birincil taraf kontrol valfi aracılığıyla sistem ayrışmasının optimum hacim kontrolünü gerçekleştirmek mümkündür. Sirkülasyon pompasından tasarruf edilmesinin yanı sıra ısı üreticisine mümkün olan en düşük dönüş sıcaklığı da elde edilir, Şekil 4.
Tampon silindirde iki bölgeli boşaltma ve geri dönüş kullanımı güneş enerjisi verimini ve sıcak su konforunu artırır
Şekil 5: Çift devre sistemli Therme ve dönüş kullanımı ile iki bölgeli deşarj kombinasyonu.
Güneş termal enerjisinin artan önemi nedeniyle, tampon depolama tankları için verimli çözümler giderek daha önemli hale gelmiştir. Bir tamponun iki bölgeli deşarjı olarak adlandırılan yöntemde, çok portlu karıştırıcı üst bağlantıdan sıcak su çekmeden önce ilk olarak orta bağlantıdan sıcak suya erişir. Bu sadece daha fazla sıcak su konforuna sahip daha istikrarlı bir sıcak bölge ile sonuçlanmaz; tamponun alt kısmı da daha büyük bir soğuk su dönüşünden yararlanır ve bu nedenle daha fazla güneş ısısı emebilir. Bir laboratuvar testinde, tamponların etkinliğinin bu şekilde sadece bir ısıtma devresiyle 30 %'nin üzerinde artırılabileceği gösterilmiştir (bkz. IHKS FACH.JOURNAL 2005/06: Karışık ısıtma devrelerinin seri bağlantısı verimliliği artırır, s. 115 ve IHKS FACH.JOURNAL 2006/07: Çok portlu karıştırıcı ile verimlilik artışı, s. 104. Makale ayrıca şu adreste mevcuttur: www.ihks-fachjournal.de/artikel/2006-2007/mehrwege-mischer). Bir rendeMIX 3×4 şimdi bu prensibi geri dönüş kullanım yöntemiyle birleştiriyor. Yukarıda açıklanan 2×4 karışım manifoldunun dahili şalterinin iki çalışma durumu - fazla su (akış yönü b) ve su eksikliği (akış yönü a) - üç bağlantılı tamponun hidrolik bir şaltere dönüştürülmesiyle optimize edilir: Tamponun alt kısmına ya daha soğuk fazla su (akış yönü b) ya da daha fazla soğuk su (akış yönü a) girer. Yenileme uygulamalarında, güneş enerjili ısıtma desteği sayesinde 50 %'ye varan tasarruflardan sık sık bahsedilir. Öyleyse aşağıdakilerden daha açık ne olabilir
İki bölgeli deşarj kombinasyonuna sistem ayırmadan önce pompasız dönüş kullanımının jet prensibi, böylece güneş enerjisi yenileme pazarı için optimum bir çözüm oluşturur: Zemin devresinde bir sistem ayrımı kullanıldığında yardımcı enerji ve kurulum için ek harcama yapmadan konfor ve verimlilik!
Düşük sıcaklık devresinde sistem ayrımı ile optimum güneş enerjisi kullanımı
2×4-jet'in bir yandan dengeleme bölümünde bir diferansiyel basınç tahliye vanası ÜV60 ve diğer yandan bir kontrol mikseri kullanma prensibi rendeMIX 3×4'e aktarılabilir. Merkez tampon bağlantısına giden üçüncü bağlantı bu dengeleme bölümünü oluşturur. Kazandaki pompa, ısıtma suyunu radyatörlerden geçirir. Böylece radyatör dönüşü, akış hızından neredeyse bağımsız bir fark basıncı oluşturur ve bu da E2 girişi açıkken hacim akışının bir kısmının sistem ayırmanın birincil tarafından akmasına izin verir. Sistem separatörünün aşağısındaki karıştırma devresindeki akış sıcaklığı yeterli değilse, E1 girişi açılarak sıcak radyatör akışı eklenir; ancak sıcaklık çok yüksekse, E2 girişi kapatılarak sistem separatöründen geçen birincil taraftaki akış kısılır.
Sonuç olarak, sirkülasyon pompasındaki tasarrufa ek olarak
Tamponun alt soğuk bölgesinde düşük dönüş sıcaklığı
ve böylece yüksek güneş enerjisi verimi ve uzun sıcak su kullanım ömrü
tamponun üst sıcak bölgesinde, Şekil 5.
Yazar
Dipl.-Ing Hans-Georg Baunach, Genel Müdür
HG Baunach, Hückhelhoven
Teknik makaleyi PDF olarak indirin
