Блог

Apr 24, 2024

Изучение последствий изменения направления потока в циркуляторах.

Уникальные концепции проектирования иногда требуют, чтобы компоненты работали в нестандартных условиях. Одним из примеров может быть использование балансировочных клапанов для регулирования потока через несколько рядов солнечных коллекторов в одной системе.

Уникальные концепции проектирования иногда требуют, чтобы компоненты работали в нестандартных условиях.

Одним из примеров может быть использование балансировочных клапанов для регулирования потока через несколько рядов солнечных коллекторов в большой солнечной тепловой системе с обратным дренажем. В более типичной солнечной тепловой системе, работающей на антифризе, использование балансировочных клапанов было бы обычным явлением. Но в дренажной системе антифриза нет; вода вытекает из массива коллекторов и внешних трубопроводов всякий раз, когда выключается циркуляционный коллектор коллектора.

Если в этой части системы установлены балансировочные клапаны, они будут подвергаться тысячам циклов замораживания/оттаивания в течение срока службы системы. Любая остаточная вода внутри клапана обязательно замерзнет. Не приведет ли это к долгосрочному повреждению этого клапана? Дизайнерам нужны ответы на такие вопросы, прежде чем определять продукт. Производители могут иметь или не иметь таких ответов.

Существуют концепции гидравлического проектирования, в которых поток должен проходить обратно через неработающий циркуляционный насос, возможно, тысячи раз за срок службы системы. Одним из примеров является периодическое изменение направления потока в цепи с несколькими последовательно соединенными вторичными нагрузками, как показано на рисунке 1.

В этой системе используется особый тип фитинга, в котором вторичные контуры, включая контур котла, подключаются к первичному контуру. Один из таких фитингов, «Твин-Ти», производится компанией Taco Inc. На рис. 2 показан пример этого фитинга.

Другой вариант — изготовить фитинг путем припаивания перегородки к крестовине, как показано на рисунке 3.

Первичный поток может поступать в линию этих фитингов с любого направления. Однако направление потока через вторичный контур не изменится. Внутренняя перегородка предотвращает прямое смешивание между подачей и обраткой вторичного контура. Подающие и возвратные порты вторичного контура также расположены в одном и том же месте давления вдоль первичного контура, что обеспечивает превосходное гидравлическое разделение.

Периодическое изменение направления потока через первичный контур со временем обеспечит одинаковую среднюю температуру подаваемой воды в каждый вторичный контур. Это устраняет присущий недостаток снижения температуры подаваемой воды в контурах, где несколько потребителей подключены последовательно. Чем больше расчетное падение температуры в первичном контуре при работе всех контуров, тем больше выгода от периодического изменения направления потока.

Логика работы системы, показанной на рисунке 1, проста: один циркуляционный насос первичного контура работает в течение заданного времени; Затем он отключается, и другой первичный циркулятор работает в течение того же времени. Дуплексный контроллер циркуляционного насоса можно использовать для отслеживания часов работы каждого циркуляционного насоса первичного контура и их выравнивания с течением времени. Поток первичного контура всегда будет проходить назад через выключенный циркуляционный насос.

Другое применение, в котором полезно реверсирование потока, - это когда змеевиковый теплообменник внутри бака-аккумулятора используется как для подвода тепла, так и для отвода тепла. Реверс потока будет необходим для сохранения температурного расслоения внутри резервуара и максимизации средней разницы температур, при которой работает теплообменник. На рис. 4 показана возможная конфигурация трубопроводов.

Верхний узел трубопровода на рисунке 4 показывает, как тепло добавляется к аккумулированию тепла. Нагрузочный циркулятор может быть включен или выключен. Если включено, он забирает горячую воду, поступающую от источника тепла в точке А. Любой поток, не поступивший в нагрузку, проходит через гидравлический сепаратор и вниз через змеевиковые теплообменники.

Тройники, где контур нагрузки подключается к системе (например, точки A и B на рисунке 4), должны располагаться как можно ближе к гидравлическому сепаратору. Чтобы предотвратить смешивание внутри гидравлического сепаратора, скорость потока от источника тепла всегда должна быть равна или превышать скорость потока, создаваемую циркуляционным насосом.

Нижний узел трубопровода на рисунке 4 показывает, как тепло извлекается из теплоаккумулятора и передается в нагрузку. Поток теперь проходит от нижней части змеевиков к верху, оптимизируя перепад температур на змеевиках. Если источник тепла включится, поток обратится вспять.