Принцип струи - регенеративное решение для системного разделения в смешанных контурах
Теплообменники часто используются, особенно при реконструкции, для отделения старого диффузионно-открытого напольного отопления от остальной системы. Это приводит не только к использованию дополнительных насосов, но и, как правило, к значительному повышению температуры обратного потока. Особенно в солнечных и конденсационных системах это значительно снижает показатели покрытия и эффективность. Новый технический подход обещает исправить эту ситуацию.
Подача без насоса в систему разделения rJET DN25 3×4.
Стандарт контроля для пересадочных станций централизованного теплоснабжения
Теплообменники часто используются в передаточных станциях сетей централизованного теплоснабжения. Лучшее и самое простое решение для контроля температуры вторичного потока TVsek управление подачей тепла через расход на первичной стороне Qчопорный которая всегда соответствует минимально возможной температуре обратки первичной стороны TRprim и, следовательно, приводит к минимально возможному расходу на первичной стороне. В сетях с перепадом входного давления для этой цели достаточно регулирующего клапана с электроприводом (ReV), для управления которым используется имеющийся в продаже трехпозиционный регулятор (открыть/остановить/закрыть). Максимальный расход обычно ограничивается дроссельным клапаном, управляемым перепадом давления (DrV), рис. 1. Даже при подключении недиффузионно-герметичных контуров напольного отопления к современным теплогенераторам
(конденсационные котлы), производители часто требуют разделения системы. В случае двухконтурной системы этот низкотемпературный контур также должен управляться как второй отопительный контур с помощью трехточечной системы управления. И здесь регулирующий клапан (ReV) является самым простым и оптимальным решением с точки зрения
до самой низкой температуры обратки на первичной стороне TRprim и наименьшая скорость потока Qprim Рис. 2.
Утилизация возврата повышает эффективность конденсационного котла
Рис. 1: Управление потоком в теплообменной станции с регулирующим клапаном на первичной стороне.
С многопортовыми смесительными коллекторами rendeMIX 2×4 для двухконтурных систем впервые на рынке появился метод использования обратного потока. В этом случае многопортовый смеситель с тремя входами для питания низкотемпературного контура сначала использует обратный поток высокотемпературного контура через E 2, а затем получает доступ к потоку горячего котла через E 1. В результате оба отопительных контура подключаются последовательно, что приводит к снижению температуры обратного потока и расхода в теплогенераторе. Этот многопортовый смеситель может также управляться серводвигателем с помощью трехточечного регулятора. Оба отопительных контура гидравлически развязаны уравнительной секцией в узле, которая действует как внутренний дивертор: если высокотемпературный контур подает больше воды, чем многопортовый смеситель всасывает в смесительный контур через свой вход E 2, излишек перетекает в обратку котла (направление потока b); в противоположном случае недостаток всасывается из низкотемпературного контура (направление потока a). Дополнительный перепускной клапан не нужен. Это позволяет отказаться от дополнительного насоса в высокотемпературном контуре отопления для котлов со встроенными насосами (см. FACH.JOURNAL 2005/06: Последовательное подключение смешанных контуров отопления повышает эффективность, стр. 112; статья также доступна на сайте: www.ihks-fachjournal.de/artikel/2005-2006/reihenschaltung-heizkreise). Из-за более низкой температуры возврата
дельтаТ увеличивается до 50 %, коэффициент использования теплотворной способности - до 10 %, а объемный расход снижается до 33 %. Неудовлетворительным было то, что изначально не было возможности предложить решение для разделения системы в низкотемпературном контуре без насоса смесительного контура на первичной стороне.
для обоих отопительных контуров, рис. 3.
Утилизация возврата без насоса из системы разделения
Рис. 2: Терм с двухконтурной системой и разделением системы в низкотемпературном контуре с первичной стороной Регулирующий клапан.
Этот недостаток был устранен с появлением струйного аппарата rendeMIX 2×4.
необходимо было преодолеть. Задача состояла в том, чтобы обеспечить разделение системы смесительного контура без насоса на первичной стороне. Если насос отсутствует, то открытие впускного отверстия E1, конечно, не будет проблемой, так как в этом случае разделение системы подключено параллельно поверхностям нагрева высокотемпературного контура. Однако для обеспечения потока из обратки высокотемпературного контура необходимо создать перепад давления между T2 и T4, который должен удовлетворять трем критериям:
- Он должен быть как можно более постоянным и не зависеть от расхода в высокотемпературном контуре, чтобы обеспечить гидравлическую развязку обоих контуров отопления
- Он не должен быть слишком большим, чтобы не ограничивать производительность или приоритет термостатических клапанов высокотемпературного контура, учитывая остаточный напор котла
- Он должен быть достаточно большим, чтобы пропускать максимально возможный поток высокотемпературного контура через разделение системы при полностью открытом впуске E 2
Рис. 3: Терм с двухконтурной системой, смесительный коллектор 2×4 - утилизация возврата и разделение системы в низкотемпературном контуре - требуется в общей сложности три насоса.
Рис. 4: Терм с двухконтурной системой, смесительный коллектор 2×4 струи - утилизация возврата и разделение системы в низкотемпературном контуре.
Легенда
Для этой цели был разработан картридж перепада давления, который открывается при давлении около 50 мбар и полностью открывается при давлении около 70 мбар и расходе 1,5 м³/ч. Это примерно соответствует контуру радиатора мощностью 35 кВт. Это примерно соответствует контуру радиатора мощностью 35 кВт. В то же время средняя потеря давления в 60 мбар, даже при остаточном напоре всего 200 мбар (=2 mWS), означает, что для транспортировки
и приоритет клапана - 140 мбар. Этого оказалось достаточно. В конце концов, эта пара значений (70 мбар; 1,5 м³/ч) соответствует значению Kvs 5,5 и, таким образом, коммерчески доступному теплообменнику с 30 пластинами 200×75 мм². В любом случае пластинчатый теплообменник должен быть несколько большего размера, чем схема, показанная на рис. 2, поскольку теплопередача предпочтительно осуществляется от более низкой температуры обратной линии высокотемпературного контура. Однако эти инвестиции быстро окупаются благодаря более высокому КПД и экономии вспомогательной энергии, тем более что они уже финансируются за счет экономии на насосе. Необходимо было решить еще одну проблему: Если бы многопортовый смеситель открыл входы E2 и E3 в режиме работы I, то перепад давления разрушился бы, поскольку через T2, E2, E3, T3 и T4 открылся бы безнапорный байпас. Это приведет к неадекватной гидравлической развязке и плохим характеристикам управления.
rJET: смесительный и регулирующий клапан в одном корпусе
Решение - закрыть калитку E3. В результате входы E1 и E2 продолжают работать как смесительный клапан в режиме работы III. Однако в режиме работы I вход E2 на выход A работает как регулирующий клапан. Таким образом, можно как поддерживать гидравлическую развязку за счет постоянных потерь давления в картридже перепада давления в высокотемпературном контуре, так и реализовать оптимальное управление объемом разделения системы с помощью регулирующего клапана на первичной стороне, как показано на рис. 1 и рис. 2. При этом не только экономится циркуляционный насос, но и достигается минимально возможная температура возврата в теплогенератор, рис. 4.
Двухзонный отвод и возврат на буферной емкости повышают производительность солнечной энергии и удобство использования горячей воды
Рис. 5: Термическая ванна с двухконтурной системой и комбинацией двухзонной разгрузки с утилизацией обратки.
В связи с растущим значением солнечной тепловой энергии все большее значение приобретают эффективные решения для буферных накопителей. При так называемой двухзонной разгрузке буфера многопортовый смеситель сначала получает доступ к горячей воде из центрального патрубка, а затем забирает горячую воду из верхнего патрубка. Это не только обеспечивает более стабильную горячую зону с большим комфортом при использовании горячей воды; нижняя часть буфера также выигрывает за счет большего возврата холодной воды и, следовательно, может поглощать больше солнечного тепла. В лабораторных испытаниях было продемонстрировано, что эффективность буферов может быть увеличена более чем на 30 % при использовании только одного отопительного контура (см. IHKS FACH.JOURNAL 2005/06: Последовательное соединение смешанных отопительных контуров повышает эффективность, стр. 115 и IHKS FACH.JOURNAL 2006/07: Повышение эффективности за счет многопортового смесителя, стр. 104. Статья также доступна на сайте: www.ihks-fachjournal.de/artikel/2006-2007/mehrwege-mischer). В rendeMIX 3×4 этот принцип сочетается с методом утилизации возврата. Два описанных выше рабочих состояния внутреннего переключателя смесительного коллектора 2×4 - избыток воды (направление потока b) и недостаток воды (направление потока a) - оптимизируются за счет превращения буфера с его тремя патрубками в гидравлический переключатель: В нижнюю часть буфера поступает либо более холодная избыточная вода (направление потока b), либо более холодная вода (направление потока a). В практике реконструкции нам часто говорят об экономии до 50 % за счет поддержки солнечного отопления. Что же может быть очевиднее, чем
реактивный принцип утилизации возврата без насоса перед разделением системы до комбинации с двухзонным отводом, что создает оптимальное решение для рынка солнечной реконструкции: Комфорт и эффективность без дополнительных затрат на вспомогательную энергию и монтаж при использовании разделения системы в контуре пола!
Оптимальное использование солнечной энергии с разделением систем в низкотемпературном контуре
Принцип 2×4-струйной установки, заключающийся в использовании клапана перепада давления ÜV60 в уравнительной секции, с одной стороны, и регулирующего смесителя - с другой, может быть перенесен на rendeMIX 3×4. Третье соединение с центральным буферным соединением образует эту уравнительную секцию. Насос в котле прогоняет отопительную воду через радиаторы. Таким образом, обратный поток радиаторов создает перепад давления, практически не зависящий от его расхода, что позволяет части объемного потока проходить через первичную сторону разделения системы при открытом входе E2. Если температура потока в смесительном контуре ниже системного разделителя недостаточна, горячий радиаторный поток добавляется путем открытия входа E1; однако если температура слишком высока, поток на первичной стороне через системный разделитель дросселируется путем закрытия входа E2.
В результате, помимо экономии на циркуляционном насосе, вы получаете
Низкая температура обратки в нижней холодной зоне буфера
и, следовательно, высокая солнечная отдача и длительный срок службы горячей воды
в верхней горячей зоне буфера, рис. 5.
Автор
Дипломированный инженер Ханс-Георг Баунах, управляющий директор
Х.Г. Баунах, Хюкхельховен
Скачать техническую статью в формате PDF
