< bloga geri dön

Pompa hızı ve akış sıcaklığı

Tampon tankında daha az çabayla daha fazla verimlilik

Odun veya pelet kazanları veya CHP üniteleri gibi bazı rejeneratif ısı jeneratörleri yalnızca sabit bir dönüş sıcaklığı ile çalıştırılabilir. Bu amaçla, ısı jeneratörü akışının bir kısmını dönüş akışına besleyen bir dönüş akışı artışı (RLA) kullanılır. Çoğu zaman pompa hızı gereksiz yere yüksek seçilir, bu da tampon depolama yüklemesinin verimliliğini azaltır.

Akış sıcaklığı belirleyici

Nihai olarak tampon silindir tarafından emilebilecek ısı miktarı en azından akış sıcaklığına bağlıdır: örneğin, 1 m³'lük bir tampon silindir 30°C'den 75°C'ye ısıtılırsa, 52,5 kWh'ye kadar emebilir; 90°C'lik bir akış sıcaklığında bu 70 kWh olacaktır - tam 33% daha fazla! Bu nedenle 35 kW'lık bir kazan 90°C akış sıcaklığında maksimum 2 saat çalışma süresine sahip olurken 75°C'de sadece 1,5 saat çalışacaktır.

Isı miktarı = 7/6 × tampon hacmi × Delta-T
Isı miktarı = 7/6 × 1 m³ × (75-30)K = 52,5 kWh
Isı miktarı = 7/6 × 1 m³ × (90-30)K = 70,0 kWh

Belirleyici hacim akışı

Peki RLA'lı bir ısı jeneratörünün akış sıcaklığı nasıl artırılabilir? Oldukça basit bir şekilde akış hızını azaltarak! 35 kW çıkışa sahip bir ısı jeneratöründen 1 m³/saat akarsa, akış sıcaklığı dönüş sıcaklığının 30 K üzerindedir; 2 m³/saatte ise sadece 15 K'dir. Belirtilen dönüş sıcaklığı 60°C ise, 2 m³/sa'lik bir akış hızı 75°C'lik bir akış sıcaklığına, 1 m³/sa'lik bir akış sıcaklığı ise 90°C'lik bir akış sıcaklığına neden olur. Buna ek olarak, akış hızının yarıya indirilmesi gereken elektrikli pompa gücünden 7/8 veya 87,5% tasarruf sağlar.

Delta-T = 6/7 × kapasite : hacimsel akış hızı
Delta-T = 6/7 × 35 kW : 1 m³/h = 30 K
Delta-T = 6/7 × 35 kW : 2 m³/h = 15 K

Sonunda, bunu yapan katmanlama

Ancak hepsi bu kadar değil: tamponun tüm ısı miktarını emebilmesini sağlamak için, içerdiği 30°C soğuk suyun ısı üreticisinden gelen sıcak suyla karıştırılmaması gerekir. Bunun nedeni, yüklemenin sadece tampon altta 60°C'ye ulaşana kadar yapılabilmesidir. Bundan sonra dönüş sıcaklığı artık 60°C'ye ayarlanamaz; ısı jeneratörü kapatılmalıdır. Tampon silindirinden geçen hacim akışı, tampon silindirindeki sıcak ve soğuk suyun karışmasından sorumludur: ne kadar büyük olursa, türbülans ve sıcak ve soğuk suyun karışması o kadar büyük olur. Bu nedenle hacim akışlarına bir göz atmaya değer.

Şekil 1a

Şekil 1a, yarısından azı dolu olan ve 35 kW ısıya sahip bir kazan tarafından yüklenen bir tampon silindirini göstermektedir. Su, alt tampon bağlantısından 30°C sıcaklıkta çıkmaktadır. Kazan dönüş sıcaklığını 60°C'de tutan dönüş akışı güçlendiricisi (RLA), pompa aracılığıyla 1 m³/sa akış hızına sahiptir. Delta-T bu nedenle 30 K ve akış sıcaklığı 90°C'dir. Bu nedenle RLA, 30°C ve 90°C'deki suyu her biri 0,5 m³/sa'lik eşit parçalar halinde dönüş akışına karıştırır. Sonuç olarak, tampon tankından geçen su akış hızı da 0,5 m³/saattir.

Şekil 1b

Şekil 1b'de, RLA pompası 2 m³/saat akış hızının iki katına ayarlanmıştır. Bu, ısı üreticisindeki delta T'nin 15 K ve akış sıcaklığının 75°C olduğu anlamına gelir. Şimdi dönüş akışında istenen 60°C'yi elde etmek için iki kısım 75°C (1,33 m³/sa) bir kısım 30°C (0,67 m³/sa) ile karıştırılmalıdır. Tampon silindirinden geçen su akış hızı artık 0,67 m³/saattir, bu da 33%'lik bir artıdır. Ancak bu artı, tabakalaşma için büyük bir eksidir! Çünkü 33% daha fazla su akışı aynı zamanda 33% daha fazla akış hızı anlamına gelir, bu da 78% daha fazla kinetik enerji ile sonuçlanır, çünkü: 33% daha hızlı hareket eden birinin 78% daha uzun fren mesafesi vardır.

Şekil 2a

Şekil 2a tampon silindirin yarısından fazlasını dolu göstermektedir. Dönüş akışı güçlendiricisi (RLA) kazan dönüş sıcaklığını 60°C'de tutar; pompa 1 m³/saat akış hızıyla içinden akar. Bu nedenle delta T hala 30 K ve akış sıcaklığı 90°C'dir. Delta-T bu nedenle hala 30 K ve akış sıcaklığı 90°C'dir. 35 kW kazan şimdi alt tampon bağlantısından 45°C sıcaklıkta su çekmektedir. RLA şimdi dönüş akışında iki parça 45°C'de (0,67 m³/sa) bir parça 90°C'de (0,33 m³/sa) su karıştırır. Sonuç olarak, tampon tankının su akış hızı artık 0,67 m³/saattir.

Şekil 2b

Şekil 2b'de, RLA pompası yine 2 m³/saat akış hızının iki katına ayarlanmıştır. Bu nedenle delta T 15 K ve akış sıcaklığı 75°C'dir. Şimdi geri dönüş akışında istenen 60°C'yi elde etmek için 75°C'nin 45°C ile eşit parçalar halinde (her biri 1,0 m³/saat) karıştırılması gerekmektedir. Tampon silindirinden geçen su akış hızı artık 1,0 m³/saattir ve bu da 50%'nin bir artısına karşılık gelir. Ancak, 50% daha hızlı çalıştırırsanız, fren mesafesi 125% daha uzun olur.

Bir bakışta her şey

Özet kesinlikle açıktır:

Her şey, ısı jeneratörü boyunca mümkün olan en küçük hacim akışının lehine konuşmaktadır. Bu da şu soruyu gündeme getirmektedir: Hacim akışı gerçekte ne kadar küçük olabilir? Isı üreticisinin izin verilen maksimum akış sıcaklığını aşacak kadar küçük değil! Başka bir deyişle, mümkün olduğunca küçük, ancak gerektiği kadar büyük. Bu en iyi şekilde sistemi devreye alırken ısı jeneratörünü maksimum çıkışa ayarlayarak ve ardından sorunsuz çalışmayı sağlamak için pompa hızını mümkün olan en yüksek akış sıcaklığına ulaşacak şekilde ayarlayarak denenir.