Струменевий принцип - регенеративне рішення для розділення систем в змішаних контурах
Теплообмінники часто використовуються, особливо при реконструкції, для відокремлення старої дифузійної відкритої теплої підлоги від решти системи. Це призводить не тільки до використання додаткових насосів, але, як правило, і до значного підвищення температури зворотної води. Особливо в сонячних та конденсаційних системах, це значно знижує коефіцієнт покриття та ефективність. Новий технічний підхід обіцяє виправити цю ситуацію.
Подача без насоса в систему розділення rJET DN25 3×4.
Стандарт управління для теплопунктів централізованого теплопостачання
Теплообмінники часто використовуються на передавальних станціях мереж централізованого теплопостачання. Найкращим і найпростішим рішенням для регулювання температури вторинного потоку TVsek це регулювання подачі тепла через витрату теплоносія з боку первинного контуру Q"манірний". що завжди відповідає найнижчій можливій температурі зворотного теплоносія на стороні первинного контуру TRprim і, таким чином, також призводить до найнижчої можливої швидкості потоку на первинній стороні. У мережах з перепадом вхідного тиску для цієї мети достатньо моторизованого регулюючого клапана (ReV), який керується наявним у продажу триточковим регулятором (відкрити/стоп/закрити). Максимальна витрата зазвичай обмежується дросельною заслінкою (DrV), керованою перепадом тиску, рис. 1. Навіть при підключенні недифузійно герметичних контурів теплої підлоги до сучасних теплогенераторів
(конденсаційні котли), виробники часто вимагають розділення систем. У випадку двоконтурної системи цей низькотемпературний контур також повинен контролюватися як другий опалювальний контур за допомогою триточкової системи керування. І тут регулювальний клапан (ReV) є найпростішим і найкращим рішенням з точки зору
до найнижчої температури зворотної лінії на стороні первинного теплоносія TRprim і найменшою витратою Qманірний Рис. 2.
Утилізація зворотної води підвищує ефективність конденсаційного котла
Рис. 1: Регулювання витрати теплообмінної станції з регулювальним клапаном на первинній стороні.
З багатопортовими змішувальними колекторами rendeMIX 2×4 для двоконтурних систем вперше на ринку був представлений метод використання зворотного потоку. Тут багатопортовий змішувач з трьома входами для живлення низькотемпературного контуру спочатку використовує зворотний потік високотемпературного контуру через E 2, а потім підключається до гарячого потоку котла через E 1. Це призводить до того, що обидва опалювальні контури з'єднуються послідовно, і, як наслідок, знижуються температура зворотної лінії та витрата води в теплогенераторі. Цим багатопортовим змішувачем також можна керувати за допомогою серводвигуна за допомогою триточкового управління. Обидва контури опалення гідравлічно роз'єднані зрівнювальною секцією, яка діє як внутрішній дивертор: якщо високотемпературний контур подає більше води, ніж багатоходовий змішувач забирає в змішувальний контур через вхід E 2, надлишок перетікає в обратку котла (напрямок потоку b); в протилежному випадку дефіцит забирається назад з низькотемпературного контуру (напрямок потоку a). Немає необхідності в додатковому перепускному клапані. Вже одне це усуває потребу в додатковому насосі опалювального контуру у високотемпературному контурі для котлів з вбудованими насосами (див. FACH.JOURNAL 2005/06: Послідовне з'єднання змішаних опалювальних контурів підвищує ефективність, стор. 112; статтю також можна знайти за адресою: www.ihks-fachjournal.de/artikel/2005-2006/reihenschaltung-heizkreise). Через нижчі температури на виході
дельтаТ збільшується до 50 1ТП3Т, а коефіцієнт використання теплоти згоряння - до 10 1ТП3Т, в той час як об'ємна витрата зменшується до 33 1ТП3Т. Незадовільним було те, що спочатку не вдалося запропонувати рішення для розділення системи в низькотемпературному контурі без насоса змішувального контуру на первинній стороні.
для обох контурів опалення, рис. 3.
Утилізація зворотної води без насоса з розділення системи
Рис. 2: Терм з двоконтурною системою та розділенням системи в низькотемпературному контурі з первинною стороною Контрольний клапан.
Цей недолік було подолано завдяки впровадженню струменя rendeMIX 2×4
потрібно було подолати. Мета полягала в тому, щоб забезпечити розділення системи змішувального контуру без насоса на стороні первинного контуру. Якби насос був відсутній, відкриття входу E1, безумовно, не було б проблемою, оскільки в цьому випадку розділення системи підключено паралельно до поверхонь нагріву високотемпературного контуру. Однак для того, щоб забезпечити потік з обратки високотемпературного контуру, необхідно створити перепад тиску між Т2 і Т4, який повинен відповідати трьом критеріям:
- Він повинен бути максимально постійним і не залежати від витрати високотемпературного контуру, щоб забезпечити гідравлічну розв'язку обох контурів опалення
- Він не повинен бути занадто великим, щоб не обмежувати продуктивність або пріоритет термостатичних клапанів високотемпературного контуру з урахуванням залишкового напору котла
- Він повинен бути достатньо великим, щоб пропускати максимально можливий потік високотемпературного контуру через розділення системи при повністю відкритому вході E 2
Рис. 3: Therme з двоконтурною системою, змішувальний колектор 2×4 - утилізація зворотної води та розділення системи в низькотемпературному контурі - загалом потрібно три насоси.
Рис. 4: Терма з двоконтурною системою, змішувальний колектор 2×4 струменя - утилізація повернення та розділення систем в низькотемпературному контурі.
Легенда
Для цього був розроблений картридж перепаду тиску, який відкривається при тиску приблизно 50 мбар і повністю відкривається при тиску приблизно 70 мбар і витраті 1,5 м³/год. Це приблизно відповідає радіаторному контуру потужністю 35 кВт. Це приблизно відповідає радіаторному контуру потужністю 35 кВт. У той же час, середня втрата тиску в 60 мбар, навіть при залишковому напорі всього 200 мбар (=2 мВт), означає, що для транспортування
і пріоритет клапана, 140 мбар все ще доступні. Цього виявилося достатньо. Зрештою, ця пара значень (70 мбар; 1,5 м³/год) відповідає значенню Kvs 5,5 і, таким чином, комерційно доступному теплообміннику з 30 пластинами 200×75 мм². У будь-якому випадку, пластинчастий теплообмінник повинен бути дещо більшим за розмірами, ніж контур, показаний на рис. 2, оскільки теплопередача переважно здійснюється за рахунок нижчої температури зворотного теплоносія високотемпературного контуру. Однак ці інвестиції швидко окупаються завдяки вищій ефективності та економії допоміжної енергії, тим більше, що вони вже фінансуються за рахунок економії насоса. Потрібно було вирішити ще одну проблему: Якби багатопортовий змішувач відкрив входи E2 і E3 в робочому режимі I, перепад тиску впав би, оскільки через T2, E2, E3, T3 і T4 відкрився б безнапірний байпас. Це призведе до неадекватної гідравлічної розв'язки та погіршення характеристик керування.
rJET: змішувальний і регулювальний клапан в одному корпусі
Рішення полягає в тому, щоб закрити отвір хвіртки E3. В результаті, входи E1 і E2 продовжують діяти як змішувальний клапан в режимі роботи III. У режимі роботи I, однак, вхід E2 на виході A діє як регулювальний клапан. Таким чином, можна підтримувати гідравлічну розв'язку за рахунок постійних втрат тиску в картриджі перепаду тиску у високотемпературному контурі, а також здійснювати оптимальне регулювання об'єму розділення системи за допомогою регулюючого клапана на стороні первинного контуру, як показано на рис. 1 і рис. 2. При цьому не тільки зберігається циркуляційний насос, але й досягається найнижча можлива температура повернення до теплогенератора, рис. 4.
Двозонний злив і використання зворотної води на буферному баку підвищують продуктивність сонячної енергії та зручність гарячого водопостачання
Рис. 5: Термічна ванна з двоконтурною системою та поєднанням двозонного скидання з утилізацією зворотного потоку.
У зв'язку зі зростаючим значенням сонячної теплової енергії, ефективні рішення для буферних накопичувальних баків набувають все більшого значення. При так званому двозонному розвантаженні буферної ємності багатопортовий змішувач спочатку отримує доступ до гарячої води з центрального патрубка, а потім подає гарячу воду з верхнього патрубка. Це не тільки призводить до більш стабільної гарячої зони з більшим комфортом гарячої води; нижня частина буфера також отримує вигоду від більшого повернення холодної води і, отже, може поглинати більше сонячного тепла. У лабораторних випробуваннях було продемонстровано, що ефективність буферів може бути збільшена більш ніж на 30 % таким чином лише з одним опалювальним контуром (див. IHKS FACH.JOURNAL 2005/06: Послідовне з'єднання змішаних опалювальних контурів підвищує ефективність, стор. 115 та IHKS FACH.JOURNAL 2006/07: Підвищення ефективності за допомогою багатопортового змішувача, стор. 104. Стаття також доступна за посиланням: www.ihks-fachjournal.de/artikel/2006-2007/mehrwege-mischer). У rendeMIX 3×4 цей принцип поєднується з методом зворотного використання води. Описані вище два робочі стани внутрішнього перемикача змішувального колектора 2×4 - надлишок води (напрямок потоку b) і нестача води (напрямок потоку a) - оптимізуються шляхом перетворення буфера з трьома з'єднаннями в гідравлічний перемикач: У нижню частину буфера надходить або більш холодна надлишкова вода (напрямок потоку b), або більш холодна вода (напрямок потоку a). У практиці реконструкції нам часто говорять про економію до 50 % завдяки підтримці сонячного нагріву. Що може бути більш очевидним, ніж
струменевий принцип утилізації зворотного теплоносія без насоса перед розділенням системи до комбінації з двозонним скиданням і, таким чином, створити оптимальне рішення для ринку сонячної реконструкції: Комфорт та ефективність без додаткових витрат на допоміжну енергію та монтаж при використанні розділення системи в підлоговому контурі!
Оптимальне використання сонячної енергії з розділенням системи в низькотемпературному контурі
Принцип rendeMIX 2×4-jet, що полягає у використанні запобіжного клапана перепаду тиску ÜV60 в секції вирівнювання, з одного боку, і регулюючого змішувача, з іншого, може бути перенесений на rendeMIX 3×4. Третє з'єднання з центральним буферним з'єднанням утворює цю зрівняльну секцію. Насос в котлі проганяє опалювальну воду через радіатори. Таким чином, у зворотному трубопроводі радіатора створюється перепад тиску, який майже не залежить від його витрати, що дозволяє частині об'ємного потоку протікати через первинний контур розділення системи при відкритому вході E2. Якщо температура потоку в змішувальному контурі після сепаратора системи недостатня, гарячий потік радіаторів додається шляхом відкриття входу E1; однак, якщо температура занадто висока, потік на первинній стороні через сепаратор системи дроселюється шляхом закриття входу E2.
В результаті, крім економії на циркуляційному насосі, ви отримуєте
Низька температура повернення в нижній холодній зоні буфера
а отже, високий вихід сонячної енергії та тривалий термін служби гарячої води
у верхній гарячій зоні буфера, рис. 5.
Автор
Дипломований інженер Ганс-Георг Баунах, керуючий директор
Х.Г. Баунах, Хюкхельховен
Завантажити технічну статтю у форматі PDF
