Blandepotter og blanderør hvor godt fungerer de på gaskedelanlæg?

Transkript

1 Blandepotter og blanderør hvor godt fungerer de på gaskedelanlæg? Dansk Gasteknisk Center (DGC) har gennemført et lille måleprogram på tre mellemstore gaskedelanlæg i kaskadeinstallation udstyret med såkaldte blandepotter eller blanderør. Undersøgelsens formål er at afklare, hvorvidt opblanding af varmt kedelfremløbsvand i kedelreturen finder sted og dermed ringere brændselsudnyttelse Af Jan de Wit og Bjørn K. Eliasen, Dansk Gasteknisk Center a/s Blandepotter installeres mellem kedlerne og varmeanlæg- get, se Figur 1. Blandepotten er grundlæggende et vertikalt rør (deraf undertiden betegnelsen blanderør) med fire tilslutningsstutse, hvor der er direkte forbindelse mellem de to kred- Envistar se, blandepotten sidder imellem. Opvarmning af varmtvandsbeholder ( ladekreds ) kan være tilkoblet på enten kedel- eller varmeanlægssiden af blandepotten. Blandepotter installeres for at sikre, at hvis der fra varmeanlægssiden optræder større temperaturforskel mellem frem- og returløbstemperatur (delta T), end kedlerne termisk kan kla- Ventilationsaggregat til etagebyggeri ved renovering og nybyggeri Ekstremt lavt energiforbrug Nemt for installatøren Dækker boliger/aggregat Nemt for lejeren Nemt for boligejeren Energioptimeret automatik skræddersyet til etagebyggeri Patenteret afrimningsteknik (ODS), som giver optimeret årsvirkningsgrad Højeffektiv modstrømsveksler som varmegenvindingsenhed ET PATE NTE R G AFRIMNIN S OD Kan opdeles og transporteres ind gennem en 900 mm bred åbning IV Produkts partner i Danmark Århus Peter Søgren peter@ivprodukt.dk København Christine von Bülow christine@ivprodukt.dk 32

2 <821 <821 <821 <1<1 <1 <2 Figur 1. Principskitse af gaskedelinstallation med blandepotte /3/. re, da laves opblanding af varmt fremløbsvand i returen til kedlerne, så kedlerne ikke udsættes for kritisk delta T. <2 Sådan opblanding sker, når flo- <2 wet på kedelsiden (primærsiden) er større end på varmeanlægssiden (sekundærsiden), se Figur 2. Desto større flowet på kedelsiden er i forhold til flo- wet på anlægssiden, desto større opblanding og højere returtemperatur til kedler. Dette er til ugunst for brændselsudnyttelsen, idet det mindsker den røggaskondensation, der ellers ville kunne finde sted. Denne situation bør mere være undtagelsen end reglen, idet den hæver returtemperaturen til kedlerne og mindsker kon- densationsmuligheden og dermed energieffektiviteten for disse. Er flowet på sekundærsiden størst, vil der ske opblanding med returvand til anlægsfremløbet, der så vil få lavere temperatur end kedelfremløbet. De gaskedler, der indgår i kaskadeløsninger, er oftest gaskedler med et moderat vandindhold. Disse har typisk en maksimalt acceptabel delta T på cirka 20 til 25 grader. Det er derfor vigtigt at styre fremløbstemperaturen til varmeanlægget, så der ikke optræder for stor afkøling over dette. Det betyder, at korrekt og anlægsspecifik indstilling/tilpasning af varmekurven er nødvendig. Styring af fremløbstemperaturen bør være udetemperatur baseret og generelt så lav som komfortmæssigt muligt, eventuelt med kortere temperaturhævning efter nateller weekendsænkning. Styring af flowet over blandepot- <3 Figur 2. Når vandflowet på kedelsiden er større end flowet i den sekundære kreds, sker der opblanding af varmt kedelfremløbsvand i kedelreturen /3/. <3 <3 <4 består af tre figurer: Figur 3. Styring af flowet i kedelkredsen er her baseret på måling af temperaturfori blandepotten. På figuren er flowet i kedelkredsen mindre end flowet i <4skel øverst består varmeanlægskredsen /3/. <4 består af af tre trefigurer: figurer: 33

3 Figur 4. Eksempler på målinger over blandepotte fra anlæg #1. Målinger fra vejrmæssigt mild periode i november Der er god balance mellem flow på kedel- og varmean<5og der sker ikke opblanding. lægsside, 34

4 Blandepotter og... Fortsat ten sker normalt ved omdrejningstalsregulering af pumpen i kedelkredsen. Ved eksempelvis at styre efter nogle få graders temperaturforskel mellem kedelfremløbet og temperaturen øverst i blandepotten tæt ved fremløbet mod varmeanlægget kan det sikres, at der ikke er for stort flow i kedelkredsen, se Figur 3. Der er i tidligere undersøgelser set eksempler på anlæg, hvor der sker utilsigtet og betragtelig uopdaget iblanding af varmt fremløbsvand i returen; simple termometre kunne have vist dette og ført til udbedring /1/ og /2/. Projektudførelse DGC har i samarbejde med blandt andet HMN Naturgas, kedelleverandører samt installatører udvalgt i alt fire forskellige anlæg med gaskedler i ka- skadekobling og med blandepotte. Disse anlæg er forskellige mht. antal kedler, alder, og hvilken type bygninger der opvarmes. Der er tale om traditionel boligopvarmning (boligblokke), plejehjem, hotel/kursuscenter. På de to af anlæggene har der været temperaturfølere, der kunne tilgås via fjernovervågning. På et af anlæggene installerede DGC følere og dataopsamling, og på det sidste anlæg kunne downloades data fra anlæggets CTS anlæg. For det sidste anlæg viste de senere analyser, at en vigtig temperaturmåler lige ved blandepotten ikke giver korrekt signal i forhold til, hvad der skal bruges i undersøgelsen her; anlægget har derfor måttet udelades i det følgende. Måleperioden var fra starten af november 2014 til medio januar Det betyder, at såvel perioder med relativ høj udetemperatur (cirka 10 C), og kolde perioder med nattetemperaturer ned mod 10 C er indeholdt. Anlæggene er ret forskellige, både hvad angår antal kedler og med hensyn til forbrugsmønstrene. I nogle af anlæggene optræder stor dynamik flere gange om dagen i forhold til varmeefterspørgsel. Med sådan dynamik stilles der store krav til styring af indkobling af kedler, fremløbstemperaturen og de to vandflow omkring blandepotten. DGC har indledningsvis undersøgt de fire driftstemperaturer omkring blandepotterne over længere perioder; siden er temperaturforløb i udvalgte perioder (morgen/aften, lune og koldere perioder) undersøgt nærmere. Generelt ses i lange perioder kun meget kortvarig opblanding af fremløbsvand i kedelreturen på de fleste af anlæggene. Returtemperaturen til kedlerne hæves kun kortvarigt, oftest i Indregulering og optimering af indeklima og energiforbrug forbindelse med dynamik i varmeefterspørgslen. Disse konstaterede kortvarige hævninger af returtemperaturen påvirker næppe årsvirkningsgraden for disse anlæg nævneværdigt eller målbart. For et af de tre anlæg kunne man for situationer, hvor to kedler var i drift, konstatere, at returtemperaturen til kedlerne lå cirka 4 til 5 C over anlægsreturen. Varigheden af denne to-kedel-drift var dog kort, og det kan tænkes, at kedel- og anlægsretur ville have nærmet sig hinanden, såfremt styringen havde stabiliseret driften over tid. For et af anlæggene var der i perioder med moderat udetemperatur en utrolig god overensstemmelse mellem anlægsretur og returtemperatur til kedlerne. Men da en periode med koldt vejr satte ind, kunne der konstateres opblanding af varmt vand i kedel retur. Der kunne ligeledes i samme periode også undertiden ses væ- Testo 480: Dit indeklima- og ventilationsinstrument Fuld fleksibilitet med stort følerprogram til både indeklima og indregulering Nem dokumentation til effektiv håndtering af indeklimaspørgsmål Danske menuer sikrer hurtig betjening og øget brugervenlighed Testo forhandler HASSELLUNDEN 11A DK-2765 SMØRUM TLF

5 Blandepotter og... Fortsat sentlig opblanding af returvand i anlægsfrem forsyningen. Begge omtalte situationer viser for stor ubalance mellem de to flow over blandepotten. Konklusion Pilotundersøgelsen har vist, at blandepotter kan fungere fint for gaskedelinstallationer. Dette betyder, at en velreguleret blandepotte ikke giver unødig opblanding af varmt fremløbsvand i returen til kedlerne og kan beskytte kedlerne mod for stor temperaturforskel mellem frem og retur. Ovenstående kræver en god pumpestyring af henholdsvis kedelpumper i forhold til varmeanlægspumpe(r). Det er ligeledes vigtigt, at man har lagt sin varmekurve (styring af fremløbstemperatur i forhold til udetemperaturen) passende. Generelt skal varmekurven her lægges, så fremløbstemperaturen er så lav som komfortmæssigt muligt, således at der ikke optræder for stor temperaturforskel mellem frem og retur på anlægssiden. Det sidste vil nemlig kunne betyde, at der over blandepotten gribes ind og foretages iblanding af varme fremløbsvand i returen til kedlerne for at beskytte disse mod for stor temperaturforskel. Produktionen af varmtvand kræver oftest kedeltemperatur på over 60 oc, til tider helt op mod 70 oc. Tilkobling og udførelse af såvel produktion som cirkulation skal ske hensigtsmæssigt, så kedlerne ikke tvinges til i for lang tid at arbejde med forhøjet temperatur; dette vil kunne føre til, at der må ske opblanding af fremløbsvand i kedelretur over blandepotten for at undgå for stor temperaturforskel over kedlerne. Visse anlæg kan have et stort cirkulationstab og derfor kræve meget hyppig opvarmning af denne kreds fra kedlerne. I sådan en situation bør tilkobling og varmeforsyning til varmtvandskreds ikke ske på sekundærside af blandepotte. Man kan på enkel vis holde øje med, om der sker opblanding i større omfang. Dette kan gøres ved at installere et termometer på henholdsvis den kolde anlægsreturledning umiddelbart før blandepotte og på den kolde kedelretur fra blandepotten, se nærmere i /2/. n Note fra forfatterne: Arbejdet med dette pilotprojekt har været finansieret af gasselskabernes Fagudvalg for Gasanvendelse og Installationer (FAU GI) og Svenskt Gastekniskt Center (SGC). En række kedelleverandører og installatører har deltaget i forbindelse med dataopsamling mv. Tak til Weishaupt, Milton Megatherm, Gasmanden samt anlægsejere og driftspersonale. Ved henvendelse til DGC kan et notat rekvireres, hvori der er gengivet flere måleresultater, end pladsen her i artiklen tillader. Referencer: /1/ Energiudnyttelse på blokvarmecentraler, Jan de Wit, DGC-rapport, november 2010 ( /2/ DGC-vejledning nr. 65: Udnyt energien optimalt på naturgasfyrede blokvarmecentraler, 2012 ( /3/ Gasanvänding i Bostader og Lokaler; SGC Gasakademin, ( Figur 5. Temperaturforløb omkring blandepotte i kold periode (22/12 31/ ). I første del af denne periode ses tidspunkter, hvor anlægsfremløbstemperatur (grøn kurve) dykker ift. kedel frem (blå). Her er flowet på varmeanlægsside væsentligt større end på kedelside og forårsager, at varmeanlæggets fremløbstemperatur dykker. Dette er uheldigt både af komforthensyn, og fordi det forventeligt yderligere vil øge flowet i varmeanlægskredsen, da termostatventiler formentlig lukker yderligere op. Senere ses perioder, hvor returtemperatur til kedler (rød) væsentligt overstiger returtemperatur fra anlægssiden (lilla). Dette skyldes, at flow på kedelsiden er væsentligt højere end anlægssidens flow. Dette er uheldigt, da kedlerne da ikke vil kondensere så meget, som de ellers kunne og brændselsudnyttelsen (virkningsgraden for kedlerne) dermed reduceres. 36