PL219372B1

PL219372B1 - Method for improving the efficiency of water boiler plant and the water boiler plant

Info

Publication number: PL219372B1
Application number: PL396959A
Authority: PL
Inventors: Władysław Szaflik; Dorota Leciej-Pirczewska
Original assignee: Univ West Pomeranian Szczecin Tech
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2015-04-30
Also published as: PL396959A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób poprawy sprawności kotłowni wodnej i kotłownia wodna, w której źródłem ciepła jest kocioł kondensacyjny współpracujący ze sprzęgłem hydraulicznym.The subject of the invention is a method of improving the efficiency of a water boiler room and a water boiler room in which the heat source is a condensing boiler cooperating with a hydraulic coupler.

Zastosowanie sprzęgła hydraulicznego w układzie hydraulicznym kotłowni z kotłami kondensacyjnymi jest rozwiązaniem znanym i często zalecanym przez producentów kotłów. W układzie takim powstają dwa praktycznie niezależne obiegi grzewcze - pierwotny i wtórny. W obiegu pierwotnym może występować jeden lub kilka kotłów. W zależności od zmieniającego się w ciągu pracy kotłowni zapotrzebowania na ciepło poszczególne kotły mogą być uruchamiane lub wyłączane z pracy, a przy palnikach dwustopniowych czy modulowanych mogą zmieniać się stopnie ich pracy. Włączanie i wyłączanie poszczególnych kotłów powoduje włączanie i wyłączanie pomp kotłowych lub zmianę ich prędkości obrotowej. Zmiany te są wynikiem zmieniającego się w czasie zapotrzebowania na ciepło. Znane rozwiązanie współpracy kotła kondensacyjnego ze sprzęgłem hydraulicznym zaprezentowane m.in. w pracy K. Mizielińskiej „Metody hydraulicznego oddzielenia obiegów kotłowych od obiegów grzewczych”, COW 10/97 czy w „Poradniku Projektanta systemów grzewczych firmy De Dietrich” zakłada, że przy poprawnym zwymiarowaniu układu ze sprzęgłem przepływ w obiegu pierwotnym powinien być nieco większy niż w obiegu wtórnym. Taki warunek zabezpiecza sprzęgło przed strumieniem wstecznym i zapewnia podwyższanie temperatury wody powracającej do kotłów. W tym przypadku poprawne zwymiarowanie polega na zapewnieniu, aby suma wydajności pomp w obiegach kotłowych była większa od sumy wydajności pomp w obiegach grzewczych. Dla kotłów kondensacyjnych wpływa to na obniżenie ich sprawności. „Poradnik Projektanta kotłowni wodnych z kotłami niskotemperaturowymi i kondensacyjnymi firmy Brotje” czy „Materiały informacyjne firmy Viessman. Technika kondensacyjna” zalecają, aby suma wydajności pomp w obiegach kotłowych była mniejsza niż suma wydajności pomp w obiegach grzewczych. W rozwiązaniu tym występuje strumień wsteczny w sprzęgle, nie następuje podwyższanie temperatury wody powracającej do kotła, ale powoduje to obniżenie temperatury wody płynącej do obiegu grzewczego. Inne znane rozwiązanie zaprezentowane w pracyThe use of a hydraulic clutch in the hydraulic system of a boiler room with condensing boilers is a solution known and often recommended by boiler manufacturers. In such a system, two practically independent heating circuits are created - primary and secondary. One or more boilers can be present in the primary circuit. Depending on the heat demand changing during the boiler room operation, individual boilers can be started up or shut down, and with two-stage or modulating burners their degrees of operation can change. Switching on and off of individual boilers causes switching on and off of boiler pumps or changing their rotational speed. These changes result from the demand for heat that changes over time. A well-known solution for the cooperation of a condensing boiler with a hydraulic coupler, presented, among others in the work of K. Mizielińska "Methods of hydraulic separation of boiler circuits from heating circuits", COW 10/97 or in the "De Dietrich Designer's Guide to heating systems" assumes that with the correct dimensioning of the system with a clutch, the flow in the primary circuit should be slightly higher than in secondary circuit. This condition protects the clutch against backflow and ensures that the temperature of the water returning to the boilers is increased. In this case, the correct dimensioning consists in ensuring that the sum of the pump capacity in the boiler circuits is greater than the sum of the pump capacity in the heating circuits. For condensing boilers, it reduces their efficiency. "Designer guide for water boiler houses with low-temperature and condensing boilers by Brotje" or "Information materials by Viessman. Condensing technology ”recommends that the sum of the pump capacities of the boiler circuits should be lower than the sum of the pump capacities of the heating circuits. In this solution, there is a reverse flow in the clutch, the temperature of the water returning to the boiler is not increased, but it reduces the temperature of the water flowing to the heating circuit. Another known solution presented in the paper

K. Mizielińskiej „Nie bójmy się kotłów kondensacyjnych! Układy hydrauliczne w kondensacyjnych źródłach ciepła”, Polski Instalator 11-12/97 polega na takim zwymiarowaniu układu, aby suma wydajności pomp w obiegach kotłowych była równa sumie wydajności pomp w obiegach grzewczych. R. Egger w artykule „Rozwój, trendy, zastosowanie i podłączenie. Wiszące gazowe kotły jedno- i dwufunkcyjne (2)”, Polski Instalator 1/99, czy D. Schlapmann „Układy hydrauliczne (1)”, Polski Instalator 4/96 nie zalecają stosowania sprzęgieł w układach z kotłami kondensacyjnymi.K. Mizielińska “Don't be afraid of condensing boilers! Hydraulic systems in condensing heat sources ”, Polski Instalator 11-12 / 97 consists in dimensioning the system in such a way that the sum of pump efficiency in boiler circuits is equal to the sum of pump efficiency in heating circuits. R. Egger in the article "Development, trends, application and connection. Hanging gas boilers and combi boilers (2) ”, Polski Instalator 1/99, or D. Schlapmann“ Hydraulic systems (1) ”, Polski Instalator 4/96 do not recommend the use of couplings in systems with condensing boilers.

Sposób poprawy sprawności kotłowni wodnej według wynalazku wykorzystujący regulację wydajności pompy, charakteryzuje się tym, że mierzy się temperaturę na przewodzie powracającym z instalacji - przed sprzęgłem hydraulicznym oraz temperaturę na przewodzie powracającym do kotła za sprzęgłem hydraulicznym. Jeżeli temperatura wody powracającej do kotła wzrośnie w stosunku do temperatury wody powracającej z instalacji wówczas zmniejsza się wydajność pompy obiegu kotłowego, dzięki czemu poprawia się sprawność kotłowni.The method of improving the efficiency of the water boiler according to the invention, which uses pump capacity control, is characterized by the fact that the temperature is measured on the pipe returning from the installation - before the hydraulic coupler and the temperature on the pipe returning to the boiler after the hydraulic coupling. If the temperature of the water returning to the boiler increases in relation to the temperature of the water returning from the system, the efficiency of the boiler circuit pump decreases, which improves the boiler room efficiency.

Kotłownia wodna, w której źródłem ciepła jest kocioł kondensacyjny współpracujący ze sprzęgłem hydraulicznym wyposażona w pompę, przewody, zawory, czujniki, regulatory charakteryzuje się tym, że ma dwa czujniki temperatury, pierwszy czujnik temperatury umieszczony na przewodzie powracającym z instalacji, przed sprzęgłem hydraulicznym oraz drugi czujnik temperatury umieszczony na przewodzie powracającym do kotła, za sprzęgłem hydraulicznym. Obydwa czujniki podłączone są do regulatora, do którego podłączona jest także pompa obiegu kotłowego o zmiennej prędkości obrotowej. Jeżeli wzrasta temperatura wody powracającej do kotła w stosunku do temperatury wody powracającej z instalacji wówczas z regulatora wysyła się sygnał zmniejszający wydajność pompy obiegu kotłowego.A water boiler room, in which the heat source is a condensing boiler cooperating with a hydraulic coupler, equipped with a pump, pipes, valves, sensors, regulators, is characterized by the fact that it has two temperature sensors, the first temperature sensor located on the pipe returning from the installation, before the hydraulic coupler and the second temperature sensor located on the return pipe to the boiler, after the hydraulic coupling. Both sensors are connected to the controller, to which the variable speed boiler circuit pump is also connected. If the temperature of the water returning to the boiler increases in relation to the temperature of the water returning from the system, then the controller sends a signal that reduces the efficiency of the boiler circuit pump.

Zastosowanie automatyki, czujników i regulatora, według wynalazku w układzie hydraulicznym kotłowni umożliwia taką współpracę kotła kondensacyjnego i sprzęgła hydraulicznego, która nie powoduje podwyższania temperatury wody powracającej do kotła i jednocześnie nie powoduje przepływu wstecznego przez sprzęgło, co znacznie poprawia sprawność kotłowni.The use of automation, sensors and a regulator according to the invention in the hydraulic system of the boiler room enables such cooperation of the condensing boiler and the hydraulic coupling that does not increase the temperature of the water returning to the boiler and at the same time does not cause reverse flow through the coupling, which significantly improves the boiler room efficiency.

Rozwiązanie według wynalazku pokazane jest na rysunku przedstawiającym schemat blokowy kotłowni wodnej oraz w przykładzie realizacji.The solution according to the invention is shown in a drawing showing a block diagram of a water boiler plant and in an exemplary embodiment.

P r z y k ł a dP r z k ł a d

Kotłownia wodna zawierająca dwa obiegi grzewcze - pierwotny i wtórny, wyposażona w kondensacyjny kocioł 6 gazowy połączony ze sprzęgłem hydraulicznym 4, przewody, zawory. W kotłowniWater boiler room with two heating circuits - primary and secondary, equipped with a 6 gas condensing boiler connected with a hydraulic coupler 4, pipes, valves. In the boiler room

PL 219 372 B1 niezależnie od ilości kotłów 6 zainstalowana jest jedna pompa obiegu kotłowego 5 o zmiennej prędkości obrotowej. Wydajność pompy ustala się na podstawie wskazań dwóch czujników temperatury 1 i 2. Pierwszy czujnik temperatury 1 zamontowany jest na przewodzie powracającym z instalacji - przed sprzęgłem hydraulicznym 4. Drugi czujnik temperatury 2 zamontowany jest na przewodzie powracającym do kotła 6 - za sprzęgłem hydraulicznym 4. Obydwa czujniki 1 i 2 podłączone są do regulatora 3. Do regulatora 3 podłączona jest także pompa obiegu kotłowego 5. Jeżeli wzrasta temperatura wody powracającej do kotła 6 w stosunku do temperatury wody powracającej z instalacji wówczas regulator 3 wysyła sygnał zmniejszający wydajność pompy obiegu kotłowego 5. Kontrola temperatury przez czujniki 1 i 2 i regulacja wydajności pompy obiegu kotłowego 5 zabezpiecza sprzęgło przed strumieniem wstecznym.Regardless of the number of boilers 6, one variable speed boiler circuit pump 5 is installed. The pump capacity is determined on the basis of the readings of two temperature sensors 1 and 2. The first temperature sensor 1 is mounted on the pipe returning from the system - before the hydraulic coupling 4. The second temperature sensor 2 is mounted on the pipe returning to the boiler 6 - after the hydraulic coupling 4. Both sensors 1 and 2 are connected to the controller 3. The boiler circuit pump is also connected to the controller 3. If the temperature of water returning to the boiler 6 increases in relation to the temperature of water returning from the system, then the controller 3 sends a signal reducing the efficiency of the boiler circuit pump 5. Control temperature via sensors 1 and 2 and the capacity control of the boiler circuit pump 5 protect the clutch against backflow.

Claims

1. Method of improving the efficiency of a water boiler, in which the heat source is a condensing boiler cooperating with a hydraulic coupler using pump efficiency regulation, characterized by the fact that the temperature is measured on the pipe returning from the installation - before the hydraulic coupler and the temperature on the pipe returning to the boiler - behind the clutch and if the temperature of the water returning to the boiler increases in relation to the temperature of the water returning from the system, the efficiency of the boiler circuit pump decreases.

2. Water boiler room, in which the heat source is a condensing boiler cooperating with a hydraulic coupler, equipped with a pump, pipes, valves, sensors, regulators, characterized in that it has two temperature sensors (1, 2) and a regulator (3), the first temperature sensor (1) located on the pipe returning from the system, before the hydraulic coupling (4), and the second temperature sensor (2) located on the pipe returning to the boiler (6), behind the hydraulic coupling (4) and both sensors are connected to the controller ( 3), to which the boiler circuit pump (5) is also connected.