Конденсатор отработанных газов, увеличение обратного потока и эффективность буфера
Конденсаторы дымовых газов продолжают экологическую тенденцию развития конденсационной котельной техники
Идея извлечения дополнительного тепла из отработанных газов путем конденсации содержащегося в них водяного пара в настоящее время получила широкое распространение под термином конденсационной технологии для котлов на природном газе и мазуте. В связи с этим можно предположить, что тенденция перехода к конденсационным технологиям сохранится и для дровяных котлов и ТЭЦ, тем более что для каждой из этих технологий существуют дополнительные преимущества:
- При использовании дровяных котлов применение конденсаторов дымовых газов приводит к значительному сокращению выбросов твердых частиц - до 50%. (Источник: ÖkoFEN)
- В когенерационных установках та часть отработанных газов, которая преобразуется в электроэнергию, также увеличивает баланс теплотворной способности, поэтому процентное увеличение тепловой мощности выше, чем в котлах.
- Использование конденсаторов дымовых газов является необходимым условием для совместного использования систем воздух/дымовые газы (LAS) с другими теплогенераторами.
В следующей таблице представлены различные виды топлива и КПД теплогенераторов:
| Природный газ NT- Котел |
Природный газ BW- Котел |
Природный газ BW- ТЭЦ |
Печное топливо NT- Котел |
Печное топливо BW- Котел |
Печное топливо BW- ТЭЦ |
Дерево NT- Котел |
Дерево BW- Котел |
Дерево BW- ТЭЦ |
|
| эта эль | – | – | 30% | – | – | 45% | – | – | 10% |
| Хо / Ху | 111% | 111% | 114% | 106% | 106% | 109% | 108% | 108% | 109% |
| Потери отработанных газов | 18% | 4% | 4% | 13% | 4% | 4% | 12% | 5% | 5% |
| eta / Hu | 93% | 107% | 110% | 93% | 102% | 105% | 96% | 103% | 104% |
Источники: iwo.de, vollbrennwerttechnik.de, ÖkoFEN
На первый взгляд, мазутная ТЭЦ удивляет КПД чуть ниже КПД газового конденсационного котла и тем, что дровяной конденсационный котел выигрывает у мазутного конденсационного котла по КПД на один процентный пункт.
С нашей точки зрения, многое говорит в пользу дальнейшего развития этой технологии. Так что будьте там с самого начала и получайте опыт там, где другие еще закрывают глаза!
Использование конденсационных котлов по-прежнему означает снижение температуры ниже точки росы
Однако искусство использования конденсационных котлов заключается в том, чтобы поддерживать температуру ниже точки росы, поскольку только в этом случае водяной пар, содержащийся в дымовых газах, будет конденсироваться, и этот физический факт невозможно обойти. С одной стороны, это означает, что ваша система распределения тепла должна работать с минимально возможной температурой обратки. С другой стороны, это также означает, что вы должны быть очень осторожны с ограниченным запасом холодной воды при загрузке по соображениям эффективности буфера, так как его исчерпание приведет к прекращению загрузки буфера. Запас холодной воды в буфере так же ценен при загрузке, как и запас горячей воды при разгрузке!
Использование теплотворной способности в сравнении с эффективностью буфера
Регенеративные теплогенераторы, такие как дровяные котлы или когенерационные установки, обычно требуют регулируемой минимальной температуры обратного потока. Эта температура часто составляет около 60°C и создается путем добавления проточной воды в холодный обратный поток из нижнего буферного соединения.
Из-за однозонной загрузки много проточной воды из котла попадает в обратку котла и лишь небольшое количество - в буфер.
Это так называемое усиление обратного потока (RLA) может использоваться с rendeMIX 2×3 для особенно эффективной двухзонной загрузки буферной емкости. При двухзонной загрузке верхняя часть буфера нагревается максимально быстро за счет отбора горячей воды из центрального патрубка буфера.
Благодаря двухзонной загрузке rendeMIX 2×3, меньше проточной воды из котла попадает в обратку котла, а больше - в буфер.
Хотя температура на нижнем буферном соединении и, соответственно, доля проточной воды котла, поступающей в буфер, увеличивается по мере загрузки буфера, повышение температуры на нижнем буферном соединении обычно указывает на то, что буфер скоро достигнет конца своей теплопоглощающей способности, поскольку загрузка должна быть прекращена, когда температура на нижнем буферном соединении превысит требуемую температуру возврата в котел.
Только незадолго до окончания однозонной загрузки повышение температуры на нижнем буферном соединении приводит к увеличению скорости загрузки.
Как только температура буферной воды в центральном патрубке становится выше требуемой температуры обратки, двухзонная загрузка rendeMIX 2×3 получает доступ к холодной воде в нижнем патрубке.
Двухзонная загрузка rendeMIX 2×3 обеспечивает гораздо более удобную и эффективную загрузку буфера благодаря более экономному использованию дефицитного ресурса "холодной воды".
При одинаковой мощности буфер быстрее нагревается в верхней части и дольше остается холодным в нижней. Это означает, что больший комфорт (горячая вода быстрее) не противоречит большей эффективности (холодная вода дольше).
Сравнение этих двух систем показало, что время между растопкой дровяного котла и получением горячей воды можно сократить вдвое, одновременно удвоив теплопоглощающую способность буфера!
Как работает конденсатор rendeMIX 3×3 и зачем ему нужен клапан VTB?
Двухзонная загрузка rendeMIX 2×3 со встроенной системой усиления обратного потока (RLA) так эффективно загружает буферную емкость, поскольку нагревает горячую воду из центра перед подачей холодной воды из нижней части буфера. Однако если на дровяном котле или когенерационной установке также будет работать теплообменник, конденсирующий отработанные газы (конденсатор), то для достижения наибольшего эффекта - т. е. для максимального снижения температуры ниже точки росы - в него, конечно же, должна подаваться самая холодная вода из самого нижнего буферного патрубка.
Термостатический ограничитель температуры потока (клапан VTB) с регулируемой минимальной температурой отвечает за то, чтобы из буфера забиралось не больше холодной воды, чем требуется для достижения полного эффекта теплотворной способности. Таким образом, он оптимизирует эффективность системы, забирая из буфера столько холодной воды, сколько необходимо, но не больше, чем возможно. Для этого он контролирует температуру отопительной воды, выходящей из конденсатора, и регулирует количество воды: если через конденсатор проходит слишком много холодной воды, отопительная вода выходит из конденсатора ниже температуры точки росы дымового газа (природный газ ~56°C, древесина: ~49°C, мазут ~47°C) - количество воды уменьшается; если же через конденсатор проходит слишком мало холодной воды, она выходит выше температуры точки росы - количество воды увеличивается. Слишком малое количество воды снижает выход конденсата, так как дымовые газы не конденсируются на всей поверхности конденсатора. Слишком большое количество воды, с другой стороны, не позволяет достаточно экономно использовать дефицитный ресурс "холодная вода", так как конденсатор практически не производит больше конденсата.
Однако конденсатор rendeMIX 3×3 не требует дополнительного насоса для изменения количества воды, проходящей через теплообменник конденсации дымовых газов описанным способом: необходимый перепад давления просто создается переливным клапаном на выходе узла в обратку дровяного котла или когенерационной установки. Таким образом, для всего контура котла, как и прежде, требуется только один циркуляционный насос. Он может быть смонтирован на фланце на конденсаторе rendeMIX 3×3 или встроен в теплогенератор. Единственное требование для его использования заключается в том, чтобы труба между подачей конденсатора и возвратом теплогенератора была подключена к конденсатору rendeMIX 3×3 через дополнительное соединение (красная труба с тройником к соединению 5 конденсатора rendeMIX 3×3).
Серводвигатель конденсатора rendeMIX 3×3 Condenser управляется через трехточечный сигнал 230В~ внешнего контроллера, который поддерживает постоянную температуру возврата в теплогенератор. В качестве альтернативы rendeMIX 3×3 Condenser FWR имеет встроенный регулятор с фиксированным значением, регулируемой заданной температурой и подключением к сети 230 В~.
Только с конденсатором rendeMIX 3×3 вы сможете получить максимальную отдачу от конденсатора выхлопных газов и из вашей емкости для хранения буфера. Поскольку стратификация очень сильно влияет на эффективность буфера, а ее невозможно создать, стабилизировать или защитить от разрушения только во время загрузки, очевидно, что наилучший результат достигается при одновременном использовании загрузки и выгрузки rendeMIX, о чем мы уже рассказывали в нашем rendePOST 4 в разделе "Почему вам на самом деле нужны оба варианта: двухзонная загрузка и двухзонная выгрузка?".
Другие интересные статьи: