Otazky

Výměníky tepla v systémech TUV: Úspory na novém schématu zapojení

Nákupem a instalací zařízení pro výměnu tepla pro systémy zásobování teplou vodou pro sítě ohřevu vody můžete snížit své náklady téměř o 30 %. Těchto úspor je dosaženo použitím deskových výměníků tepla Ridan, zapojených podle schématu „nízké návratnosti“. Hovoříme o použití paralelního okruhu se sníženou teplotou zpátečky, spotřebovávajícího podobné množství chladicí kapaliny topení, namísto dvoustupňových okruhů zásobování teplou vodou.

Historická odchylka

Donedávna se v ruských podmínkách používaly trubkové výměníky tepla (typ OST) v systémech zásobování teplem, včetně přípravy teplé vody pro obyvatelstvo. Jejich široké použití je způsobeno relativní snadností výroby; mohly být vyráběny téměř v jakémkoli mechanickém výrobním prostředí. Pokud jde o jejich technické a provozní vlastnosti, vyvstává však řada otázek o vhodnosti jejich dalšího použití pro systémy ohřevu vody.

Hlavními nevýhodami trubkových výměníků tepla jsou extrémně nízký koeficient prostupu tepla a v důsledku toho vysoké ukazatele hmotnosti a velikosti; pro zajištění vysokého odvodu tepla je nutné instalovat vícedílné konstrukce, které jsou těžké a zabírají velkou plochu. To přirozeně ovlivňuje cenu samotných výměníků, náklady na jejich instalaci a údržbu.

Vzhled deskového výměníku tepla v Rusku v 80. letech minulého století byl jako účinek explodující bomby. Na jedné straně tlaková vlna prorazila hradbu technického konzervatismu a deskový výměník se prohlásil za účinný prostředek přenosu tepla. Byly ale také oběti výbuchu – ti, kteří se popálili kvůli nesprávnému výběru nebo nesprávné instalaci výměníku tepla. Postupem času byly nuance vyhlazeny a deskový výměník tepla pevně zaujal své místo v ruských systémech zásobování teplem.

Hlavní oblastí použití deskových výměníků tepla v městském zásobování teplem jsou v současnosti teplovodní systémy, kde efektivně nahrazují zastaralý trubkový výměník tepla.

Zásady výstavby stávajících schémat zásobování teplou vodou (TUV).

V současné době v Rusku existují tři hlavní systémy zásobování horkou vodou, které využívají výměníky tepla: paralelní jednostupňový systém zásobování horkou vodou; dvoustupňový smíšený systém TUV; dvoustupňový sekvenční systém TUV.

Nejjednodušší a nejlevnější je paralelní obvod. Ohřev vody probíhá v jednom výměníku tepla. Deskový výměník TUV je instalován paralelně k topnému systému, v sérii s regulačním ventilem. Regulace se provádí jedním ventilem a spočívá v udržování konstantní teploty ohřívané vody v závislosti na objemu spotřeby vody.

Schéma je jednoduché a spolehlivé. Při obvyklém přístupu k výběru výměníku tepla (pro teplotní režim v bodě „zlomu“ teplotního grafu) pro zásobování teplou vodou je však toto schéma z hlediska spotřeby topného média nejvíce nehospodárné. Ve srovnání s dvoustupňovým systémem spotřebuje zařízení vybavené systémem paralelního zásobování horkou vodou více chladicí kapaliny při stejném zatížení. Použití takového schématu v městském měřítku vede ke zvýšení počtu čerpacích stanic a průměrů potrubí topné sítě.

Aby se snížila spotřeba chladicí kapaliny a tím i náklady na její dopravu, vyvinuli ruští inženýři dvoustupňová schémata, která umožňují využít teplo vratné vody topného systému pro předehřev počáteční studené vody. Princip je založen na ekonomizéru a ohřívači. Teplá voda je v tomto případě připravována pomocí dvou výměníků tepla. Deskový výměník prvního stupně je instalován na vratném potrubí otopného systému v sérii s ním. Funguje jako ekonomizér. V něm se studená voda ohřeje na 30-40°C, poté se přivede do druhého stupně a horkým chladivem se ohřeje na požadovanou teplotu, obvykle 60°C. Druhý stupeň je v závislosti na okruhu zapojen paralelně nebo sériově s topným systémem.

Přečtěte si více
Typy hydroponických systémů - hlavní typy hydroponického pěstování, vlastnosti a metody

Použití dvoustupňových okruhů umožňuje při stejném zatížení dodávky teplé vody ušetřit až 40 % chladicí kapaliny vzhledem k její spotřebě pro paralelní okruh. To je obrovské plus, protože kromě úspory chladicí kapaliny v takových schématech je vratná teplota výrazně nižší, než vyžaduje teplotní plán, což vede ke zvýšení účinnosti zdroje tepla.

Nicméně podle zákona zachování energie: „pokud někde něco dorazilo, pak se něco někde snížilo“. Aby takové systémy fungovaly, je nutné velmi kompetentně vybrat výměníky tepla, spojující hydraulický režim systému zásobování horkou vodou s topným systémem, protože první stupeň je vždy zapojen do série s topným systémem a je dalším „parazitním“ odporem pro chladicí kapalinu topného systému.

Nesprávný výběr teplovodních výměníků tepla může vést nejen k nedostatku teplé vody pro obyvatele, ale také ke špatnému provozu samotného topného systému, což v zásadě může vést k havarijním situacím. Z toho vyplývá, že výběr zařízení pro takový systém zásobování teplou vodou by měl provádět kvalifikovaný odborník, který je schopen propojit stupně systému zásobování teplou vodou mezi sebou, s topným systémem a s regulačním ventilem.

A samozřejmě, dvoustupňové systémy zásobování teplou vodou jsou dražší, protože pro provoz vyžadují dva deskové výměníky tepla a náklady na instalaci jsou také vyšší. Náklady na takový systém jsou 2-4krát vyšší než paralelní, v závislosti na poměru zatížení vytápění a dodávky teplé vody. Tento nárůst ceny je způsoben především výměníkem prvního stupně, což je patrné zejména při nízkém zatížení. V tomto případě je spotřeba studené vody malá, ale k jejímu ohřevu musí prvním stupněm projít velký průtok chladicí kapaliny z topného systému a druhého stupně. Poměr nákladů v tomto případě může dosáhnout pěti. Přirozeně rostou rozměry/náklady prvního stupně s prakticky nezměněným výkonem.

Jak vidíte, se všemi výhodami dvoustupňových teplovodních otopných systémů existuje i spousta nevýhod. No, technologie bez toho neexistuje. Jak se říká, ideální systémy neexistují. Přesto se nabízí otázka: je možné vytvořit systém zásobování teplou vodou, který by spojoval jednoduchost a spolehlivost paralelního okruhu a úsporu chladiva dvoustupňových okruhů? Zkusme na to odpovědět.

Paralelní okruh TUV se „sníženou zpátečkou“

Vraťme se na začátek článku, kde jsme hovořili o účinnosti deskového výměníku. Co když pro paralelní okruh použijeme výměník, který není navržen, jak by měl být, pro bod zlomu teplotního grafu, ale s výrazným podhodnocením teploty vratné vody?

Takové podhodnocení okamžitě umožňuje efektivní snížení spotřeby topné chladicí kapaliny. Počínaje teplotou zpátečky 25 °C se rozdíl v průtoku u paralelních a dvoustupňových smíšených systémů stává nevýznamným. Nyní se pokusme pochopit, co toto použití deskového výměníku tepla, připojeného podle takového schématu, dává. Za prvé se jedná o jednoduché paralelní schéma, za druhé, spotřeba topného chladiva je maximálně blízká nebo v některých případech nižší než spotřeba pro dvoustupňové schéma.

Přečtěte si více
Rady veterináře pro úspěšný chov šneků Achatina

Vytvoření takového schématu je však možné pouze pomocí deskového výměníku tepla, protože pokus o jeho vytvoření na trubkových zařízeních vede ke zvýšení počtu sekcí a plochy, kterou zabírají, a samozřejmě i nákladů, jako u dvoustupňového schématu.

Při porovnání nákladových a technických ukazatelů dvoustupňového smíšeného systému a nového paralelního systému, navrženého pro stejné provozní podmínky, zjistíme, že ekonomický efekt vašich kapitálových investic z realizace paralelního systému zásobování teplou vodou s podchlazeným vratným potrubím roste s nárůstem odběru teplé vody a je v průměru 25-30 %. Kromě toho jsou náklady na instalaci a provoz jednoho výměníku téměř dvakrát nižší.

Shrnutí

Odmítnutí dvoustupňových schémat a použití nového schématu dodávky teplé vody se sníženou teplotou zpátečky vám umožní dosáhnout následujícího:

  • výrazně ušetřit peníze (až 30%) v počáteční fázi při nákupu a instalaci deskových výměníků tepla pro zásobování teplou vodou;
  • udržovat stejnou spotřebu chladicí kapaliny jako při použití dvoustupňového schématu;
  • zjednodušit celkový systém vytápění: nezávislost otopného systému na systému zásobování teplou vodou.

S přihlédnutím k doporučením SP 41-101-95, s kompetentním technickým a ekonomickým zdůvodněním, je možné připojit systém zásobování teplou vodou podle jakéhokoli schématu, které poskytne maximální zisk z technického hlediska a uspokojí potřebu lidí na teplou vodu.

Pokrok se nezastaví, a pokud nám nové energeticky účinné technologie umožňují vyřešit staré problémy, měly by být použity.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Back to top button