< назад к блогу

Скорость насоса и температура потока

Повышение эффективности работы буферной емкости при меньших усилиях

Некоторые регенеративные теплогенераторы, такие как котлы на дровах или пеллетах или когенерационные установки, могут работать только при фиксированной температуре обратного потока. Для этого используется увеличение обратного потока (RLA), которое подает часть потока теплогенератора в его обратный поток. Очень часто скорость насоса выбирается неоправданно высокой, что снижает эффективность загрузки буферного накопителя.

Температура потока имеет решающее значение

Количество тепла, которое в конечном итоге может поглотить буферная емкость, не в последнюю очередь зависит от температуры потока: если, например, буферная емкость объемом 1 м³ нагревается от 30°C до 75°C, она может поглотить до 52,5 кВт/ч; при температуре потока 90°C это будет 70 кВт/ч - на 33% больше! Таким образом, котел мощностью 35 кВт будет иметь максимальное время работы 2 часа при температуре потока 90°C, но только 1,5 часа при 75°C.

Количество тепла = 7/6 × объем буфера × дельта-T
Количество тепла = 7/6 × 1 м³ × (75-30)K = 52,5 кВт-ч
Количество тепла = 7/6 × 1 м³ × (90-30)K = 70,0 кВтч

Решающий объемный поток

Как же можно повысить температуру потока в теплогенераторе с RLA? Очень просто - уменьшением расхода! Если через теплогенератор мощностью 35 кВт проходит 1 м³/ч, то температура его потока на 30 К выше температуры обратки, а при расходе 2 м³/ч - всего на 15 К. Если заданная температура обратки составляет 60°C, расход 2 м³/ч приводит к температуре потока 75°C, а 1 м³/ч - к температуре потока 90°C. Кроме того, уменьшение расхода вдвое позволяет сэкономить 7/8 или 87,5% необходимой мощности насоса.

Дельта-Т = 6/7 × производительность : объемный расход
Delta-T = 6/7 × 35 кВт : 1 м³/ч = 30 K
Delta-T = 6/7 × 35 кВт : 2 м³/ч = 15 K

В конце концов, именно многослойность делает это

Но это еще не все: чтобы буфер мог поглотить весь объем тепла, содержащуюся в нем холодную воду с температурой 30°C нельзя смешивать с горячей водой из теплогенератора. Это связано с тем, что загрузка может осуществляться только до тех пор, пока буфер не достигнет 60°C в нижней части. После этого температура возврата больше не может регулироваться до 60°C; теплогенератор должен быть отключен. Объемный поток через буферную емкость отвечает за смешивание горячей и холодной воды в буферной емкости: чем он больше, тем выше турбулентность и смешивание горячей и холодной воды. Поэтому стоит обратить внимание на объемные потоки.

Рисунок 1a

На рисунке 1a показана буферная емкость, заполненная менее чем наполовину и загруженная котлом с тепловой мощностью 35 кВт. Вода выходит из нижнего буферного патрубка с температурой 30°C. Усилитель обратного потока (RLA), который поддерживает температуру обратки котла на уровне 60°C, имеет расход 1 м³/ч через насос. Таким образом, дельта-Т составляет 30 K, а температура потока - 90°C. Поэтому RLA подмешивает в обратный поток воду с температурой 30°C и 90°C равными частями по 0,5 м³/ч каждая. Следовательно, расход воды через буферную емкость также составляет 0,5 м³/ч.

Рисунок 1b

На рисунке 1b насос RLA был настроен на удвоенный расход 2 м³/ч. Это означает, что дельта T на теплогенераторе составляет 15 K, а температура потока - 75°C. Теперь две части 75°C (1,33 м³/ч) должны быть смешаны с одной частью 30°C (0,67 м³/ч), чтобы достичь желаемой температуры 60°C в обратном потоке. Расход воды через буферную емкость теперь составляет 0,67 м³/ч, что также является плюсом для 33%. Но этот плюс является большим минусом для стратификации! Потому что на 33% больше пропускная способность воды означает также на 33% больше скорость потока, что приводит к увеличению кинетической энергии на 78%, потому что: Тот, кто движется на 33% быстрее, имеет на 78% больше тормозной путь.

Рисунок 2a

На рис. 2a буферная емкость заполнена более чем наполовину. Усилитель обратного потока (RLA) поддерживает температуру обратного потока котла на уровне 60°C; насос пропускает через него поток с расходом 1 м³/ч. Таким образом, дельта T по-прежнему составляет 30 K, а температура потока - 90°C. Таким образом, дельта T по-прежнему составляет 30 K, а температура потока - 90°C. Котел мощностью 35 кВт теперь забирает воду с температурой 45°C из нижнего буферного патрубка. Теперь RLA смешивает две части воды с температурой 45°C (0,67 м³/ч) с одной частью воды с температурой 90°C (0,33 м³/ч) в обратном потоке. Следовательно, расход воды в буферной емкости теперь составляет 0,67 м³/ч.

Рисунок 2b

На рис. 2b насос RLA снова настроен на удвоенный расход 2 м³/ч. Таким образом, дельта T составляет 15 K, а температура потока - 75°C. Теперь 75°C необходимо смешать с 45°C равными частями (по 1,0 м³/ч), чтобы достичь желаемой температуры 60°C в обратном потоке. Расход воды через буферную емкость теперь составляет 1,0 м³/ч, что соответствует плюсу 50%. Однако если вы работаете на 50% быстрее, то тормозной путь будет на 125% длиннее.

Все с первого взгляда

Резюме абсолютно ясно:

Все говорит в пользу минимально возможного объемного потока через теплогенератор. В связи с этим возникает вопрос: насколько малым может быть объемный поток? Не настолько малым, чтобы превысить максимально допустимую температуру потока в теплогенераторе! Другими словами, настолько малым, насколько это возможно, но настолько большим, насколько это необходимо. Это лучше всего проверить при вводе системы в эксплуатацию, установив теплогенератор на максимальную мощность, а затем отрегулировав скорость насоса таким образом, чтобы достичь максимально возможной температуры потока для обеспечения бесперебойной работы.