排気ガスコンデンサー、リターンフローブースト、バッファー効率
排ガス凝縮ボイラーのエコトレンドが続く
燃焼排ガスに含まれる水蒸気を凝縮して熱を取り出すという考え方は、天然ガスや重油ボイラーの凝縮技術として広く受け入れられている。この点から、木質ボイラーとCHPユニットについても、特にそれぞれの技術に記録されるべきさらなる利点があるため、コンデンシング技術への傾向が続くと想定される。
- 薪ボイラーでは、排ガス凝縮器を使用することで、最大50%の粒子状物質の排出を大幅に削減することができます。(出典:ÖkoFEN)
- CHPユニットでは、排ガスの一部が電気に変換され、発熱量バランスも増加するため、暖房出力の増加率はボイラーよりも高くなる。
- 排ガス凝縮器の使用は、空気/排ガスシステム(LAS)を他の熱発生装置と共同で利用するための前提条件である。
次の表は、さまざまな燃料と熱発生器の効率を示している:
天然ガス NT ボイラー |
天然ガス BW ボイラー |
天然ガス BW 慢性腎不全 |
暖房油 NT ボイラー |
暖房油 BW ボイラー |
暖房油 BW 慢性腎不全 |
木材 NT ボイラー |
木材 BW ボイラー |
木材 BW 慢性腎不全 |
|
エタエル | – | – | 30% | – | – | 45% | – | – | 10% |
ホー/フー | 111% | 111% | 114% | 106% | 106% | 109% | 108% | 108% | 109% |
排ガスロス | 18% | 4% | 4% | 13% | 4% | 4% | 12% | 5% | 5% |
eta / Hu | 93% | 107% | 110% | 93% | 102% | 105% | 96% | 103% | 104% |
情報源:iwo.de、vollbrennwerttechnik.de、ÖkoFEN
一見したところ、ヒーティングオイルCHPユニットの効率は天然ガスコンデンシングボイラーをわずかに下回る程度で、効率の点では薪コンデンシングボイラーがヒーティングオイルコンデンシングボイラーを1ポイント上回っていることに驚かされる。
私たちからすれば、この技術がさらに発展していくことは大いに歓迎すべきことだ。だから、最初からそこにいて、他の人たちがまだ目をつぶっているところで経験を積んでほしい!
凝縮ボイラーを利用することは、露点を下回ることを意味する。
しかし、凝縮ボイラーを使用する際のコツは、やはり温度を露点以下に保つことである。なぜなら、そうすることで初めて排ガスに含まれる水蒸気が凝縮するからであり、この物理的事実を回避する方法はない。この物理的事実を回避する方法はありません。一方では、これは熱分配システムを可能な限り低い戻り温度で運転しなければならないことを意味します。一方では、バッファーの効率を上げるために、ローディング時に供給される冷水を使い果たすとローディングが終了してしまうため、限られた冷水の供給に細心の注意を払う必要があることも意味します。バッファーの冷水供給は、ローディング時の温水供給と同様に、アンローディング時の貴重なものである!
発熱量の利用対緩衝効率
薪ボイラーやCHPユニットのような再生熱発生装置は、通常、調整された最低戻り温度を必要とする。これは多くの場合60℃前後で、下部バッファ接続からの冷たい戻り流に流水を加えることで生成されます。
このいわゆる還流ブースティング(RLA)は、rendeMIX 2×3と共に使用することで、バッファシリンダーへの2ゾーン充填を特に効率的に行うことができます。2ゾーンチャージでは、バッファーの中央接続部から温水を引き込むことで、バッファーの上部をできるだけ早く加熱します。
下部バッファ接続部の温度、したがってバッファに到達するボイラー流水の割合は、バッファに負荷がかかるにつれて増加するが、下部バッファ接続部の温度が上昇することは、通常、バッファが間もなく熱吸収能力の限界に達することを示している。
中央の接続部のバッファーの水温が必要な戻り温度を上回るとすぐに、レンデミックス2×3の2ゾーンローディングは下部の接続部の冷水にアクセスします。
同じ電源であれば、バッファーの上部はより早く温まり、下部はより長く冷たいままである。つまり、より快適(温水が早く出る)であることと、より効率的(冷水が長く出る)であることは矛盾しない。
この2つのシステムを比較した結果、薪ボイラーを焚いてからお湯が出るまでの時間を半分に短縮できると同時に、バッファーの熱吸収能力を2倍にできることがわかった!
rendeMIX 3×3コンデンサーはどのように機能し、なぜVTBバルブが必要なのですか?
還流ブースト(RLA)内蔵のレンデミックス2×3の2ゾーンローディングは、バッファーの下部から冷水を供給する前に中央から温水を加熱するため、バッファーのシリンダーに効率よく負荷をかけることができます。しかし、薪ボイラーやCHPユニットで排ガス凝縮熱交換器(コンデンサー)も運転する場合、最大の効果を得るために、つまり露点をできるだけ下回るようにするためには、当然ながら最も低いバッファーの接続部から最も冷たい水を供給しなければなりません。
最低温度を調節できるサーモスタット式流量温度リミッター(VTBバルブ)は、熱量効果を十分に発揮するために必要な量以上の冷水がバッファから引き出されないようにする役割を果たします。そのため、バッファから必要なだけの冷水を引き出しますが、可能な限り冷水を引き出さないようにすることで、システム効率を最適化します。そのために、凝縮器から出る暖房水の温度を監視し、それに応じて水の量を制御します。凝縮器を流れる冷水の量が多すぎると、暖房水は排ガスの露点温度(天然ガス~56℃、木材~49℃、ヒーティングオイル~47℃)よりかなり低い温度で凝縮器から出ますので、水の量が減ります。一方、凝縮器を流れる冷水の量が少なすぎると、露点温度よりかなり高い温度で出ますので、水の量が増えます。水が少なすぎると、排ガスがコンデンサーの表面全体に凝縮しないため、凝縮収率が低下する。一方、水量が多すぎると、凝縮器の凝縮収率がほとんど上がらないため、希少資源である「冷水」を十分に利用できない。
しかし、rendeMIX 3×3コンデンサーは、説明した方法で排ガス凝縮熱交換器を流れる水量を変更するために追加のポンプを必要としません:必要な差圧は、アセンブリの出口にあるオーバーフローバルブによって、薪ボイラーまたはCHPユニットのリターンに生成されるだけです。従って、ボイラー回路全体で必要な循環ポンプは1台だけです。この循環ポンプは、rendeMIX 3×3コンデンサーにフランジ取り付けするか、熱発生器に組み込むことができます。このポンプを使用するための唯一の条件は、コンデンサーのフローと熱発生器のリターンの間のパイプが、追加接続(Tピース付きの赤いパイプをrendeMIX 3×3コンデンサーの接続部5に接続)を介してrendeMIX 3×3コンデンサーに接続されていることです。
rendeMIX 3×3コンデンサーのサーボモーターは、外部コントローラーの3点信号230V~を介して制御され、熱発生器への戻り温度を一定に保ちます。別の方法として、rendeMIX 3×3コンデンサーFWRは、調整可能な設定温度と230V~の主電源接続を備えた固定値コントローラーを内蔵しています。
rendeMIX 3×3コンデンサーだけが、排気ガスコンデンサーの性能を最大限に引き出すことができます。 そして バッファーの貯蔵タンクから排出されます。成層はバッファーの効率に非常に大きな影響を及ぼし、その成層はローディングの間だけでは形成されたり安定したり破壊から守られたりすることはあり得ないので、rendeMIXのローディングとアンローディングを同時に行うことが最良の結果をもたらすことは明らかです。
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