< повернутися до блогу

Швидкість насоса і температура потоку

Більше ефективності на буферній ємності з меншими зусиллями

Деякі регенеративні теплогенератори, такі як котли на деревині або пелетах чи когенераційні установки, можуть працювати лише з фіксованою температурою зворотної води. З цією метою використовується підсилювач зворотного потоку (ПЗП), який подає частину потоку теплогенератора в його зворотний потік. Дуже часто швидкість насоса вибирається невиправдано високою, що знижує ефективність завантаження буферного накопичувача.

Температура потоку має вирішальне значення

Кількість тепла, яку може поглинути буферний накопичувач, не в останню чергу залежить від температури теплоносія: якщо, наприклад, буферний накопичувач об'ємом 1 м³ нагрівається від 30°C до 75°C, він може поглинути до 52,5 кВт-год; при температурі теплоносія 90°C - 70 кВт-год, що на 33% більше! Таким чином, котел потужністю 35 кВт матиме максимальний час роботи 2 години при температурі подачі 90°C, але лише 1,5 години при 75°C.

Кількість тепла = 7/6 × об'єм буфера × Delta-T
Кількість тепла = 7/6 × 1 м³ × (75-30)К = 52,5 кВт-год
Кількість тепла = 7/6 × 1 м³ × (90-30)К = 70,0 кВт-год

Вирішальний об'ємний потік

Тож як можна підвищити температуру потоку в теплогенераторі з RLA? Дуже просто, зменшивши швидкість потоку! Якщо через теплогенератор потужністю 35 кВт протікає 1 м³/год, його температура на виході на 30 К вища за температуру обратки, а при витраті 2 м³/год - лише на 15 К. Якщо задана температура обратки становить 60°C, то витрата 2 м³/год призводить до температури потоку 75°C, а витрата 1 м³/год - до температури 90°C. Крім того, зменшення витрати вдвічі економить 7/8 або 87,5% необхідної потужності електричного насоса.

Дельта-Т = 6/7 × продуктивність : об'ємна витрата
Delta-T = 6/7 × 35 кВт : 1 м³/год = 30 К
Delta-T = 6/7 × 35 кВт : 2 м³/год = 15 K

Зрештою, саме нашарування робить це

Але це ще не все: щоб буфер міг поглинати всю кількість тепла, холодну воду з температурою 30°C, яка міститься в ньому, не можна змішувати з гарячою водою з теплогенератора. Це пов'язано з тим, що завантаження може здійснюватися тільки до тих пір, поки температура на дні буфера не досягне 60°C. Після цього температуру обратки більше не можна регулювати до 60°C; теплогенератор необхідно вимкнути. Об'ємний потік через буферну ємність відповідає за змішування гарячої та холодної води в буферній ємності: чим він більший, тим більша турбулентність і змішування гарячої та холодної води. Тому варто звернути увагу на об'ємний потік.

Рисунок 1a

На рисунку 1а показано буферний бак, який заповнений менш ніж наполовину і завантажений бойлером потужністю 35 кВт тепла. Вода виходить з нижнього буферного з'єднання при температурі 30°C. Підсилювач зворотного потоку (RLA), який підтримує температуру води на виході з котла на рівні 60°C, має витрату 1 м³/год через насос. Таким чином, дельта-Т становить 30 К, а температура подачі - 90°C. Таким чином, RLA змішує воду з температурою 30°C і 90°C в рівних частинах по 0,5 м³/год у зворотному потоці. Отже, витрата води через буферний бак також становить 0,5 м³/год.

Рисунок 1b

На рисунку 1b насос RLA було налаштовано на подвоєння витрати 2 м³/год. Це означає, що дельта Т на теплогенераторі становить 15 К, а температура потоку - 75°C. Тепер дві частини 75°C (1,33 м³/год) необхідно змішати з однією частиною 30°C (0,67 м³/год), щоб досягти бажаної температури 60°C у зворотному потоці. Витрата води через буферну ємність тепер становить 0,67 м³/год, що також є перевагою 33%. Але цей плюс є великим мінусом для стратифікації! Тому що більша на 33% пропускна здатність води також означає на 33% більшу швидкість потоку, що призводить до збільшення кінетичної енергії на 78%, тому що: Той, хто рухається на 33% швидше, має на 78% довший гальмівний шлях.

Рисунок 2a

На рис. 2а показано, що буферна ємність заповнена більш ніж наполовину. Підсилювач зворотного потоку (RLA) підтримує температуру зворотної лінії котла на рівні 60°C; насос протікає через нього з витратою 1 м³/год. Таким чином, дельта T все ще становить 30 K, а температура потоку - 90°C. Таким чином, дельта-Т все ще становить 30 К, а температура подачі - 90°C. Котел потужністю 35 кВт тепер забирає воду з температурою 45°C з нижнього буферного з'єднання. Тепер RLA змішує дві частини води при 45°C (0,67 м³/год) з однією частиною при 90°C (0,33 м³/год) у зворотному потоці. Таким чином, витрата води в буферній ємності тепер становить 0,67 м³/год.

Рисунок 2b

На рис. 2b насос RLA знову був налаштований на вдвічі більшу витрату 2 м³/год. Таким чином, дельта Т становить 15 К, а температура потоку - 75°C. Тепер 75°C необхідно змішати з 45°C в рівних частинах (по 1,0 м³/год), щоб досягти бажаної температури 60°C у зворотному потоці. Витрата води через буферний циліндр тепер становить 1,0 м³/год, що відповідає плюсу 50%. Однак, якщо ви запускаєте 50% швидше, гальмівний шлях на 125% довший.

Все як на долоні

Резюме абсолютно зрозуміле:

Все говорить на користь якомога меншого об'ємного потоку через теплогенератор. У зв'язку з цим виникає питання: наскільки малим може бути об'ємний потік? Не настільки малим, щоб перевищити максимально допустиму температуру потоку теплогенератора! Іншими словами, настільки малим, наскільки це можливо, але настільки великим, наскільки це необхідно. Найкраще це перевірити при введенні системи в експлуатацію, встановивши теплогенератор на максимальну потужність, а потім відрегулювавши швидкість насоса таким чином, щоб досягти максимально можливої температури потоку для забезпечення безперебійної роботи.