VPF RHOSS – Korak napred u sistemima sa promenljivim protokom

vpf

Specijalni gorionik

Potrošnja energije instalacione opreme u vazdušnim sistemima za klimatizaciju (pumpe, ventilatori i dr.) više se ne zanemaruje prilikom projektovanja sistema visoke klase energetske efikasnosti. Postrojenja koja se danas uglavnom koriste, sastoje se iz primarnog cirkulacionog kruga (strana čilera) i sekundarnog kruga (korisnička strana), obe sa konstantnim protokom i hidraulički odvojene. S jedne strane ovakvo rešenje garantuje stabilnost i pouzdanost sistema, a sa druge strane visoku potrošnju energije za pogon cirkulacionih pumpi. (slika 1).

Potrošnja energije može se znatno smanjiti korišćenjem sistema sa promenljivim protokom vode VPF umesto sistema sa konstantnim protokom. Ono što je važno je održavanje pouzdanosti i sigurnosti sistema na maksimalnom nivou.

vpf sistem

TRADICIONALNI SISTEMI SA PROMENJLJIVIM PROTOKOM VODE

Sistemi sa promenljivim protokom koji se trenutno najčešće koriste imaju primarni krug sa stalnim protokom vode i sekundarni, hidraulički odvojen, sa promenljivim protokom. U ovom slučaju, najveći deo energije koji se troši za pumpanje vode vezan je za pumpu sa stalnim protokom. (slika 2)

vpf sistem

Način da se potrošnja energije dodatno smanji je upotreba sistema sa jednom cirkulacionom pumpom promenljivog protoka i by-pass vodom, što predstavlja najčešće korišćeni VPF sistem. (slika 3) Ovaj sistem, koji koriste neki proizvođači čilera (toplotnih pumpi), s jedne strane delimično smanjuje potrošnju električne energije, ali sa druge strane uvodi rizik od nestabilnosti usled oscilacija protoka koje mogu uticati na pouzdan rad čilera. By-pass ventil osigurava minimalni protok vode kroz isparivač čilera i predstavlja najkritičniju komponentu sistema.

vpf sistem

VPF RHOSS

RHOSS, kontinuirano istražujući modele za dodatnu uštedu energije, svoje uređaje je opremio sistemom VPF RHOSS. Predloženo rešenje podrazumeva primarni i sekundarni cirkulacioni krug sa promenljivim protokom vode, hidraulički odvojene. (slika 4)

Na ovaj način, VPF RHOSS u odnosu na tradicionalne VPF sisteme, s jedne strane dodatno smanjuje potrebnu energiju za pogon pumpi, a sa druge strane eliminiše suštinska kritična pitanja, garantujući visoku stabilnost bez oscilacija i povećanu pouzdanost u radu čilera. Takođe, kod paralelne instalacije više čilera, pojednostavljuje se upravljanje, preciznost temperature isporučene vode, kao i pouzdanost čak i kada postoje poremećaji ili kolebanja usled faktora koji su obično van kontrole.

 

Jasno je da su smanjenje protoka vode i ušteda energije potrebne za pumpanje u direktnoj vezi. Kod VPF RHOSS, smanjenje potrošnje energije je značajno i predstavlja razliku u odnosu na tradicionalne VPF sisteme. Čileri i toplotne pumpe mogu da prihvate varijacije u protoku vode kroz isparivač sve dok on ostaje unutar određenog intervala i promene nisu suviše brze. VPF RHOSS omogućava, uz veliku fleksibilnost, varijacije protoka u sekundarnom krugu (na strani korisnika) prema opterećenju i nema ograničenja za modulaciju, osim onih koji se odnose na rad same pumpe. Paralelno sa pumpom na sekundarnoj strani, pumpa u primarnom krugu (na strani čilera) smanjuje protok sa smanjenjem opterećenja, zaustavljajući modulacioni rad onda kada je dostignuta zadana, minimalna sigurnosna vrednost protoka. Svaka dalja oscilacija u protoku odvija se u hidrauličnom odvajaču bez uticaja na dalji rad čilera.

 

TEHNIČKA ANALIZA BENEFITA VPF RHOSS SISTEMA

VPF RHOSS, kao što smo rekli, predstavlja soluciju sa inverterski upravljanim cirkulacionim pumpama u primarnom i sekundarnom krugu, obe sa promenljivim protocima. Pumpa u primarnom krugu protok prilagođava opterećenju redukujući energiju potrebnu za rad pumpe prema P=f(Q)3 Precizna kontrola protoka i maksimalna ušteda energije kod VPF RHOSS je moguća jedino uz uslov da je primarni cirkulacioni krug sa fiksnom (konstantnom) geometrijom.

grafikon vpf

Koncept je zasnovan na jednačini koja povezuje apsorbovanu snagu cirkulacione pumpe u zavisnosti od protoka (Q) i napora (Dp), odnosno od broja obrtaja od koga zavise obe veličine. Treća veličina koja se pojavljuje u jednačini je stepen iskorišćenja cirkulacione pumpe (ɳ), koja je konstantna ako se radna kriva cevovoda ne menja.

grafikon vpf 2

 

OPERATIVNA STABILNOST I GARANCIJA POUZDANOSTI

Već smo naglasili da se smanjenje energije potrebne za pogon cirkulacionih pumpi u direktnoj vezi sa smanjenjem protoka zasnovanom na promeni opterećenja koje zahteva sistem. Određeni uslovi moraju biti zadovoljeni, a ovo se pre svega odnosi na minimalni protok kroz isparivač čilera koji može biti 40%-50% vrednosti nominalnog protoka. Ovaj protok se dostiže na oko 75% nominalnog rashladnog opterećenja, ispod koga protok mora ostati konstantan.

Kod tradicionalnih VPF sistema, by-pass ventil garantuje minimalni protok vode u isparivaču, ali njegov rad postaje kompleksniji kada je u sistemu instaliran manji broj potrošača. Oscilacije protoka u sistemu mogu da budu izazvane i dinamikom regulacije kao i usled problema izazvanih neispravnim radom komponenti. Ispitivanja izvedena u laboratoriji za istraživanja i razvoj RHOSS, pokazala su da pri 50% nominalnog protoka vode kroz čiler kod tradicionalnih VPF sistema, čak i sa pravilno podešenim vrednostima by-pass ventila i minimalnim oscilacijama sekundarnog kruga, postoje velike oscilacije u realnom protoku kroz isparivač čilera koje značajno prevazilaze dozvoljene limite.

grafikon vpf 3

VPF RHOSS nadomešćuje navedeni problem time što je primarni cirkulacioni krug nezavistan u odnosu na oscilacije protoka u sekundarnom krugu zahvaljujući hidrauličnom odvajaču protoka. Ovo omogućava pravilan rad cirkulacionih pumpi i realnu mogućnost za uštedu energije.

grafikon vpf 4