Magazynowanie i dostarczanie czynnika grzewczego. Relacje strumieni

Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

W poprzednim artykule omówiłem zagadnienie łączenia buforów w zakresie samego wprowadzania i poboru czynnika grzewczego. Jednak oprócz samej hydrauliki ważną sprawą są stany pracy bufora, jego robocza pojemność cieplna oraz zakłócenia w trakcie normalnej pracy. Jak wcześniej wspomniałem, konieczność stosowania buforów ciepła może wynikać z potrzeby połączenia w jednym układzie źródeł o relatywnie stałej wydajności grzewczej i odbiorników o zmiennym poborze czynnika grzewczego. Dla ułatwienia analizy przyjmijmy, że źródła ciepła oraz odbiorniki ciepła pracują przy identycznej różnicy temperatur, wówczas zagadnienie sprowadza się do obserwacji strumieni wpływających i wypływających z baterii buforów ciepła.

Na początek załóżmy, że bufory są do połowy wypełnione czynnikiem grzewczym o wysokiej temperaturze tw (rys. 1), który znajduje się w górnej części buforów. Górną część buforów zajętą przez czynnik grzewczy o wysokiej temperaturze nazwiemy umownie „poduszką gorącej wody”. Pozostałą część buforów wypełnia czynnik o niskiej temperaturze tn, którą nazwiemy „poduszką zimnej wody”. Poduszkę gorącej i zimnej wody oddziela umowne lustro, stanowiące granicę obszaru z gorącą i zimną wodą.

Trzy przypadki Możemy wyodrębnić trzy możliwe relacje strumieni czynnika grzewczego, zasilającego bufory Vzź i odbiorniki ciepła Vzo:

1. Vzo = Vzź

2. Vzo < Vzź

3. Vzo > Vzź.

* Przypadek 1

Jeśli strumień czynnika zasilającego bufory ciepła, pochodzący ze źródła ciepła Vzź, ma taką samą wartość co strumień Vzo, który zasila odbiorniki ciepła, wówczas mamy swoisty stan równowagi w buforach ciepła, poduszka gorącej wody nie ulega zmianie, nie kurczy się, ani się nie powiększa. Lustro oddzielające obszary gorącej i zimnej wody nie przemieszcza się w pionie.

* Przypadek 2

W sytuacji gdy pobór czynnika grzewczego przez odbiorniki Vzo jest mniejszy od strumienia czynnika grzewczego wytworzonego przez źródła ciepła Vzź, nierównomierność poboru w stosunku do produkcji kompensowana jest wzrostem objętości poduszki gorącej wody.

Namacalnym objawem jest obniżanie się lustra oddzielającego poduszkę gorącej i zimnej wody (rys. 2). Stan taki może się utrzymywać do momentu osiągnięcia przez lustro oddzielające poziomu „2”. Dalsze obniżanie poziomu lustra wiąże się ze swoistym zakłóceniem, polegającym na mieszaniu się czynnika o wysokiej temperaturze (tp), z gorącej poduszki, z czynnikiem powracającym z instalacji (Vpo) o niskiej temperaturze (tn). W efekcie tego zakłócenia podnosi się temperatura czynnika powracającego do źródła ciepła (t > tn). Stan taki uznawany jest za niekorzystny, ponieważ często pogarsza parametry pracy źródła ciepła. W przypadku prostych systemów regulacyjnych, sterujących pracą źródła ciepła, zalecane jest wyłączenie źródła ciepła wraz z pompą obiegową lub redukcja mocy i wydajności pompy obiegowej.

W przypadku zaawansowanych systemów regulacyjnych z płynną regulacją mocy grzewczej źródła ciepła oraz płynną regulacją wydajności pompy obiegowej, podwyższona temperatura czynnika grzewczego powracającego do źródła ciepła powinna być sygnałem do redukcji mocy grzewczej oraz wydajności pompy obiegowej. Redukcja mocy grzewczej i wydajności pompy obiegowej powinna trwać do momentu, aż temperatura czynnika powracającego do źródła nie obniży się do wartości pierwotnej (tp).

* Przypadek 3

W sytuacji gdy pobór czynnika grzewczego przez odbiorniki Vzo jest większy od strumienia czynnika grzewczego wytworzonego przez źródła ciepła Vzź , nierównomierność poboru w stosunku do produkcji kompensowana jest kurczeniem się objętości poduszki gorącej wody.

3.Namacalnym objawem jest podnoszenie się lustra oddzielającego poduszkę gorącej i zimnej wody (rys. 3). Stan taki może się utrzymywać do momentu osiągnięcia przez lustro oddzielające poziomu „3”. Dalsze podnoszenie się poziomu lustra wiąże się ze swoistym zakłóceniem, które polega na mieszaniu się czynnika o niskiej temperaturze (tn), z zimnej poduszki, z czynnikiem grzewczym o wysokiej temperaturze z (tw) gorącej poduszki. W efekcie tego zakłócenia obniża się temperatura czynnika zasilającego odbiorniki ciepła (t < tw). Stan taki jest niekorzystny, ponieważ obniża wydajność cieplną odbiorników ciepła. W przypadku prostych, jak i zaawansowanych systemów regulacyjnych, sterujących pracą źródła ciepła, należy zwiększyć moc cieplną źródła. Jeśli źródło lub źródła ciepła pracują przy pełnej mocy, zaś zwiększony pobór czynnika grzewczego jest cykliczny i chwilowy, to należy rozważyć możliwość zwiększenia pojemności buforów ciepła lub innego połączenia buforów ciepła z instalacją i źródłem ciepła.

Wniosek Ważnym wnioskiem, jaki można wysnuć, jest fakt, że robocza pojemność (także cieplna) baterii buforów ciepła ograniczona jest przestrzenią pomiędzy najbliższymi króćcami zasilania (poziom „3”) i powrotu (poziom „2”). Aby zwiększyć pojemność roboczą buforów ciepła, należy tę przestrzeń rozszerzyć, jeśli mamy do dyspozycji odpowiednią ilość wolnych króćców.

Przedmiotem następnego artykułu będzie zwiększenie przestrzeni roboczej buforów ciepła poprzez inny sposób połączenia z instalacją.

Grzegorz Ojczyk

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij