Uitlaatgascondensor, retourstroomverhoging en bufferefficiëntie
Rookgascondensors zetten de ecotrend naar condensatieketeltechnologie voort
Het idee om extra warmte aan het verbrandingsgas te onttrekken door de waterdamp die het bevat te condenseren is nu algemeen aanvaard onder de term condensatietechnologie voor aardgas- en stookolieketels. In dit verband kan worden aangenomen dat de trend naar condensatietechnologie ook voor houtketels en WKK-eenheden zal aanhouden, vooral omdat er voor elk van deze technologieën nog meer voordelen te noteren zijn:
- Bij houtverwarmingsketels leidt het gebruik van rookgascondensors tot een aanzienlijke vermindering van de deeltjesuitstoot tot 50%. (Bron: ÖkoFEN)
- Bij WKK-eenheden verhoogt het deel van het uitlaatgas dat wordt omgezet in elektriciteit ook de calorische waardebalans, zodat de procentuele toename van de verwarmingsoutput hoger is dan bij boilers.
- Het gebruik van rookgascondensors is een voorwaarde voor het gezamenlijk gebruik van lucht-/rookgassystemen (LAS) met andere warmteopwekkers.
De volgende tabel toont de verschillende brandstoffen en het rendement van de warmteopwekker:
| Aardgas NT- Ketel |
Aardgas BW- Ketel |
Aardgas BW- WKK |
Stookolie NT- Ketel |
Stookolie BW- Ketel |
Stookolie BW- WKK |
Hout NT- Ketel |
Hout BW- Ketel |
Hout BW- WKK |
|
| eta el | – | – | 30% | – | – | 45% | – | – | 10% |
| Ho / Hu | 111% | 111% | 114% | 106% | 106% | 109% | 108% | 108% | 109% |
| Uitlaatgasverliezen | 18% | 4% | 4% | 13% | 4% | 4% | 12% | 5% | 5% |
| eta / Hu | 93% | 107% | 110% | 93% | 102% | 105% | 96% | 103% | 104% |
Bronnen: iwo.de, vollbrennwerttechnik.de, ÖkoFEN
Op het eerste gezicht verrast de WKK op stookolie met een rendement dat net onder dat van een condensatieketel op aardgas ligt en het feit dat een condensatieketel op hout een condensatieketel op stookolie met één procentpunt verslaat.
Vanuit ons oogpunt is er veel te zeggen voor de verdere groei van deze technologie. Wees er dus vanaf het begin bij en doe ervaring op waar anderen hun ogen nog sluiten!
Het gebruik van condensatieketels betekent nog steeds dat je onder het dauwpunt moet komen
De kunst van het gebruik van condensatieketels is echter nog steeds om de temperatuur onder het dauwpunt te houden, want alleen dan zal de waterdamp in het rookgas condenseren en er is geen manier om dit natuurkundige feit te omzeilen. Enerzijds betekent dit dat je warmtedistributiesysteem moet werken met de laagst mogelijke retourtemperaturen. Aan de andere kant betekent het ook dat u heel voorzichtig moet zijn met de beperkte voorraad koud water bij het laden om redenen van bufferefficiëntie, omdat uitputting ervan het laden van de buffer zal beëindigen. De koudwatervoorraad van een buffer is net zo waardevol bij het laden als de warmwatervoorraad bij het lossen!
Condensatiewaardebenutting versus bufferefficiëntie
Warmtegeneratoren met warmteterugwinning, zoals houtketels of WKK-eenheden, hebben meestal een geregelde minimale retourtemperatuur nodig. Deze ligt vaak rond 60°C en wordt gegenereerd door stromend water toe te voegen aan de koude retourstroom van de onderste bufferaansluiting.
Door de belasting met één zone komt veel ketelwater in de retour van de ketel en maar een klein beetje in de buffer.
Deze zogenaamde return flow boosting (RLA) kan worden gebruikt met een rendeMIX 2×3 voor bijzonder efficiënt laden van een buffervat in twee zones. Bij het laden in twee zones wordt het bovenste deel van de buffer zo snel mogelijk verwarmd door warm water te onttrekken uit de middelste aansluiting van de buffer.
Dankzij de tweezonebelasting van de rendeMIX 2×3 komt er minder ketelwater in de ketelretour en meer in de buffer.
Hoewel de temperatuur bij de onderste bufferaansluiting en dus het deel van het keteldebietwater dat de buffer instroomt, toeneemt naarmate de buffer wordt belast, geeft de temperatuurstijging bij de onderste bufferaansluiting meestal aan dat de buffer binnenkort het einde van zijn warmteabsorptiecapaciteit zal bereiken, omdat het laden moet worden gestopt als de temperatuur bij de onderste bufferaansluiting hoger is dan de vereiste retourtemperatuur naar de ketel.
Alleen kort voor het einde van het laden met één zone leiden stijgende temperaturen bij de onderste bufferaansluiting tot een hogere laadsnelheid.
Zodra de temperatuur van het bufferwater op de middelste aansluiting hoger is dan de vereiste retourtemperatuur, heeft de tweezonebelasting van de rendeMIX 2×3 toegang tot het koude water op de onderste aansluiting.
De tweezonebelading van de rendeMIX 2×3 zorgt voor een veel handigere en efficiëntere belading van de buffer dankzij het zuinigere gebruik van de schaarse bron "koud water".
Met dezelfde stroomtoevoer warmt de buffer aan de bovenkant sneller op en blijft hij aan de onderkant langer koud. Dit betekent dat meer comfort (sneller warm water) niet in tegenspraak is met meer efficiëntie (langer koud water).
Vergelijkingen tussen de twee systemen hebben aangetoond dat de tijd tussen het opstarten van een houtketel en de beschikbaarheid van warm water kan worden gehalveerd, terwijl tegelijkertijd de warmteabsorptiecapaciteit van de buffer wordt verdubbeld!
Hoe werkt de rendeMIX 3×3 condensator en waarom heeft hij het VTB-ventiel nodig?
De tweezone-belading van de rendeMIX 2×3 met geïntegreerde retourstroomversterking (RLA) belast de buffervat zo efficiënt omdat het warme water uit het midden wordt verwarmd vóór het koude water uit het onderste deel van de buffer. Als er echter ook een rookgascondenserende warmtewisselaar (condensor) op de houtketel of WKK-eenheid moet worden gebruikt, moet deze natuurlijk worden voorzien van het koudste water uit de onderste bufferaansluiting om het grootste voordeel te behalen - d.w.z. om zoveel mogelijk onder het dauwpunt te komen.
De thermostatische aanvoertemperatuurbegrenzer (VTB-klep) met instelbare minimumtemperatuur zorgt ervoor dat er niet meer koud water aan de buffer wordt onttrokken dan nodig is om het volledige calorische waarde-effect te bereiken. Het optimaliseert daarom de efficiëntie van het systeem door zo veel koud water aan de buffer te onttrekken als nodig is, maar zo weinig mogelijk. Om dit te doen, controleert het de temperatuur van het verwarmingswater dat de condensor verlaat en regelt het de hoeveelheid water dienovereenkomstig: als er te veel koud water door de condensor stroomt, verlaat het verwarmingswater de condensor ruim onder de dauwpunttemperatuur van het rookgas (aardgas ~56°C, hout: ~49°C, stookolie ~47°C) - de hoeveelheid water wordt verminderd; als er echter te weinig koud water door de condensor stroomt, verlaat het ruim boven de dauwpunttemperatuur - de hoeveelheid water wordt verhoogd. Te weinig water verlaagt het condensatierendement, omdat het rookgas niet op het volledige oppervlak van de condensor condenseert. Te veel water daarentegen maakt niet zuinig genoeg gebruik van de schaarse bron "koud water", omdat de condensor nauwelijks meer condensatieopbrengst produceert.
De rendeMIX 3×3 Condensor heeft echter geen extra pomp nodig om de hoeveelheid water die door de rookgascondensatiewarmtewisselaar stroomt op de beschreven manier te veranderen: het benodigde drukverschil wordt eenvoudigweg gegenereerd door een overstortventiel in de uitlaat van het samenstel naar de retour van de houtverwarmingsketel of WKK-eenheid. Net als voorheen is er voor het hele ketelcircuit dus maar één circulatiepomp nodig. Deze kan op de rendeMIX 3×3 condensor worden geflensd of in de warmteopwekker worden geïntegreerd. De enige voorwaarde voor het gebruik is dat de leiding tussen de aanvoer van de condensor en de retour van de warmteopwekker via een extra aansluiting (rode leiding met T-stuk naar aansluiting 5 van de rendeMIX 3×3 Condensor) op de rendeMIX 3×3 Condensor is aangesloten.
De servomotor van de rendeMIX 3×3 Condensor wordt aangestuurd via het driepuntsignaal 230V~ van een externe regelaar, die de retourtemperatuur naar de warmteopwekker constant houdt. Als alternatief heeft de rendeMIX 3×3 Condensor FWR een geïntegreerde vaste-waarderegelaar met instelbare streeftemperatuur en 230V~ netaansluiting.
Alleen met de rendeMIX 3×3 condensor kunt u het beste uit uw uitlaatgascondensor halen. en uit uw bufferopslagtank. Aangezien stratificatie een zeer grote invloed heeft op de efficiëntie van de buffer en deze niet kan worden gecreëerd of gestabiliseerd of beschermd tegen vernietiging tijdens het laden alleen, is het duidelijk dat het beste resultaat wordt bereikt door gebruik te maken van rendeMIX laden en lossen op hetzelfde moment, zoals we u al hebben verteld in onze rendePOST 4 onder "Waarom heb je eigenlijk beide nodig: twee zones laden en twee zones lossen?".
Andere interessante artikelen: