Пластинчасті теплообмінники у складі котелень для нагрівання води гарячого водопостачання
- ПРО НАС Responsive Layout
- ПРО ХОЛДИНГ
- ПОРТРЕТ КОМПАНІЇ
- ІНФОРМАЦІЙНИЙ БУКЛЕТ
- ПРЕСА ПРО НАС
Пластинчастітеплообмінники у складі котелень для нагрівання води гарячого водопостачання
При використанні пластинчастих теплообмінників у котельнях для нагрівання води гарячого водопостачання існує наступна проблема: пластинчастий теплообмінник внаслідок своїх високих коефіцієнтів теплопередачі дуже сильно охолоджує воду котла, температура зворотної води котла після теплообмінника може падати до 50-30°С.
Але практично всі промислові котли мають обмеження за мінімальною величиною температури води, що повертається в котел. Наслідком подачі в котел води з низькою температурою є конденсація пари в котлі та його швидкий вихід із ладу через корозію. Щоб уникнути цього, намагаються підтримувати температуру зворотної води котла не нижче 60—80°С.
Зі сказаного вище видно, що підключення пластинчастого теплообмінника до котла «безпосередньо» - небажано.
Для того щоб мати температуру зворотної котлової води не нижче за необхідні величини слід підключати пластинчастий теплообмінник до котлового контуру через триходовий клапан, як показано на схемі.
Принципова схема використання пластинчастого теплообмінника для нагрівання гарячої води у складі котельної установки
Пластинчастий теплообмінник гарячого водопостачання.
Датчик температури гарячого водопостачання.
Регулятор температури зворотної води котла.
Т1 - температура в трубопроводі котлової води, що подає.
Т2 – температура у зворотному трубопроводі котлової води.
Т2то — температура зворотної води котла після пластинчастого теплообмінника.
Т3 - температура у трубопроводі нагрітої води ГВП.
В1 - температура у трубопроводі холодної води.
Gк - Витрата води через котел.
Gгвс - витрата води ГВП.
Gтг — загальна витрата котла, що гріє, на установку ГВП.
Хто — витрата котлової води, що гріє, безпосередньо на пластинчастий теплообмінник.
Gб - байпасується витрата котла, що гріє.
Gп — витрата гарячої води котла необхідний для підтримки необхідної температури зворотної води котла.
Підключення пластинчастого теплообмінника через триходовий клапан вирішує відразу дві задачі:
— не допускає зниження температури зворотної казанової води нижче необхідної величини (до певної межі);
— дозволяє підтримувати задану температуру гарячої води, при цьому клапан керується сигналом від термодатчика температури гарячої води.
Насправді вирішення проблеми А стало наслідком вирішення проблеми Б, тобто застосування триходового клапана для автоматизації підтримки температури гарячого водопостачання призвело до нормалізації температури зворотної води котла.
Однак для того, щоб ця умова виконувалася, потрібно, щоб автоматика підтримки температури гарячого водопостачання підтримувала температуру ГВП не вище за ту, на яку був розрахований пластинчастий теплообмінник, або максимальний розбір води гарячого водопостачання не повинен бути вищим за розрахунковий.
Додатково як пристрій, що захищає котел від заниження температури зворотної котлової води, встановлюється компенсуючий насос із регулятором температури зворотної котлової води. Його функція полягають у недопущенні заниження температури зворотної котлової води при збільшенні аналізу води гарячого водопостачання вище номінального.
Як приклад розглянемо різні режими роботи котельної установки потужністю 1 Гкал/год живильною котловою водою тільки пластинчастий теплообмінник ПН № 35ТС-10/1 з теплообмінною площеюповерхні 6,65 м2. Теплообмінник підібраний точно на повне навантаження казана. Теплові параметри системи наступні: Т1/Т2=95/70°С, В1/Т3=5/60°С. Котел працює по підтримці постійної температури котла, що подає. Постійність витрати Gтг забезпечується роботою нерегульованого циркуляційного насоса котла. Температура зворотної води котла не повинна опускатися нижче 70°С. Для запобігання заниженню температури зворотної котлової води встановлено насос, що компенсує, і регулятор температури зворотної води налаштований на підтримку температури 70°С.
Розрахунки температур на виходах теплообмінника проводились на комп'ютерній програмі розрахунку пластинчастих теплообмінників. Розрахунки температури змішаної води Т2 велися за такою формулою (тільки для води): Т2=(Gб Т1+Gто Т2то+Gп Т1)/Gк. Результати зведено до наступної таблиці.
Споживання гарячої води Gгвс, т/год
Розглянемо докладніше отримані дані
Режими 1—3 — це режими, за яких теплообмінник працює на менш номінальних потужностях. При цьому автоматика теплообмінника підтримує задану температуру гарячого водопостачання 60°З триходовий клапан перерозподіляє потоки гріючої відповідно до споживаної потужності. Пальник котла працює періодично і підтримує температуру котлової води, що подає дорівнює 95°С. Температура зворотної казанової води вище 70°С. У цих режимах клапан регулятора температури зворотної води котла закритий.
Режим 4 - це режим роботи на номінальній потужності. При цьому автоматика пластинчастого теплообмінника підтримує задану температуру гарячого водопостачання 60°С, і триходовий клапан перерозподіляє потоки котла, що гріє, відповідно до споживаної потужності. Пальник котла працює постійноі підтримує температуру котлової води, що подає дорівнює 95°С. Температура зворотної води котла дорівнює 70°С. Клапан регулятора температури зворотної води котла закритий.
Режими 5—7 — це режими підвищеного розбору гарячої води від номінального режиму 4. У цих режимах автоматика підтримки температури гарячого водопостачання подає весь потік котла, що гріє, на пластинчастий теплообмінник і повністю перекриває байпас, прагнучи підтримати температуру гарячої води. Однак через обмежену потужність котла це не вдається і призводить до зниження температури гарячої води. Пальник котла працює, постійно і підтримує температуру котлової води, що подає дорівнює 95°С. Регулятор температури зворотної води котла підтримує температуру «обратки» рівної 70°С шляхом підмішування гарячої котлової води Т1 до охолодженої Т2ТО. Це позаштатні режими роботи для такої установки, однак єдиною проблемою є лише зниження температури гарячого водопостачання, котел працює в нормальному режимі.
Висновком всього вищевикладеного є таке:
- використання пластинчастих теплообмінників у складі котелень для отримання гарячої води можливе без будь-яких наслідків для котла при підключенні їх через триходовий клапан, який на режимах від номінальної потужності з гарячого водопостачання і нижче підтримує нормальну температуру зворотної котлової води;
— для захисту котла слід використовувати якийсь пристрій, який при перевищенні номінальної витрати води гарячого водопостачання підмішуватиме до переохолодженої зворотної котлової води гарячу котлову воду.