en hydrofoorinstallaties

Expansievaten in zonneboilers

Expansievaten in zonneboilers en hydrofoorinstallaties • expansievaten in zonneboilers

• expansievaten in hydrofoorinstallaties • additieven en belgaqua Karel de Grote-Hogeschool Antwerpen

Onderzoeksgroep E&DO - E. Janssen


Inhoud • Onderzoeksvragen (probleemstelling) • Testopstelling • Testen • Besluiten en aanbevelingen

Onderzoeksvragen / Testopstelling / Testen / Besluiten en aanbevelingen

Karel de Grote-Hogeschool Antwerpen



Onderzoeksvragen • stagnatie, gedrag bij oververhitting plaats van het expansievat dimensionering van het expansievat onderhoud van het expansievat aanbevelingen ontgassing





Viessmann Vitosol 100 optisch rendement warmteverliescoëfficiënt k1 warmteverliescoëfficiënt k2

=

= 0,84 % = 3,36 W/m2.K = 0,013 W/m2.K2

* *2 − k ⋅ T − k ⋅ T ⋅G 0 1 2

Stilstandstemperatuur temperatuur op het warmste punt bij een globale stralingsintensiteit G = 1000 W/m2 en wanneer er geen warmte wordt ontnomen ( =0) . Onderzoeksvragen / Testopstelling / Testen / Besluiten en aanbevelingen




collectorrendement

1,0 0,9

=

0,8 0,7

−k 1 ⋅ T − k 2 ⋅ T ⋅ G T * = Tabsorber − Tomgeving *

*2

0

bvb. Viessmann Vitosol 100 0

= 0,84

k 1 = 3,36

0,6

k 2 = 0,013

0,5

G = 1000 W/m2 Tomgeving = 40 °C Stilstandtemperatuur = 211 °C

0,4 0,3 0,2 0,1

T*

0,0 0

0,05

0,1

0,15

0,2





Stilstandtemperatuur • veroudering spectraal selectieve laag • veroudering glycol • stoom in collector, leidingen, pomp…





Stilstandtemperatuur • veroudering spectraal selectieve laag




















Stilstandtemperatuur • veroudering glycol

Tyfocor G-LS niet langdurig boven 170 °C boven 200 °C: thermische ontbinding





Stilstandtemperatuur • stoom in collector, leidingen, pomp…





Stilstandtemperatuur • stoom in collector, leidingen, pomp…









stoom vloeistof





stoom vloeistof





stoom vloeistof





stoom vloeistof





stoom vloeistof







Onderzoeksgroep E&DO - E. Jansen






stoom vloeistof

stoom vloeistof





stoom vloeistof

stoom vloeistof





stoom vloeistof





stoom vloeistof





stoom vloeistof





stoom vloeistof





stoom vloeistof





stoom vloeistof




stoom vloeistof


stoom vloeistof




















Meting (loggen): • Massa expansievat • Systeemdruk (Bara) • Temperatuur: – Boiler – Collector – Leiding – Expansievat

• Zonne-intensiteit Onderzoeksvragen / Testopstelling / Testen / Besluiten en aanbevelingen








Regelsequentie: • Tcollector - Tboiler = 5 °C • Tcollector - Tboiler = 3 °C • Tboiler > 70…68 °C • Tcollector > 120…118 °C

pomp aan pomp uit pomp uit…aan pomp aan…uit





collectorrendement

1,0 0,9

=

0,8

−k 1 ⋅ T − k 2 ⋅ T ⋅ G *

0

*2

0,7

Tcollector = 120°C

0,6

G = 800 W/m 2

0,5

Qnuttig = 300 W/m 2

0,4 0,3 0,2 0,1

T*

0,0 0

0,05

0,1

0,15

0,2





Regelsequentie: pomp aan • Tcollector - Tboiler = 5 °C pomp uit • Tcollector - Tboiler = 3 °C pomp uit…aan • Tboiler > 70…68 °C • Tcollector > 120…118 °C pomp aan…uit • Tcollector > 140 °C of Tboiler > 90 °C pomp blijft uit stoomvorming




Expansievaten in zonneboilers Stoomvorming: temperatuur collectoren 180

160

13:55:12

140

Temperatuur °C.

120

100

80

60

40

20

0 7:40:48

10:04:48

12:28:48

14:52:48

17:16:48

19:40:48

22:04:48

T ijd

vertrek°C

Retour°C





Stoomvorming: massa expansievat 14 13:55:08

12

Massa [Kg]

10 8

6 4 2 0

Tijd





Stroompanne: temperatuur bij collector en boiler 150

15:10:13

140 130

Temperatuur [°C]

120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 7:12:00

8:24:00

9:36:00

10:48:00

12:00:00

13:12:00

14:24:00

15:36:00

16:48:00

18:00:00

Tijd Collector Vertrek°C

Collector Retour°C

Boiler Boven°C

Boiler bij Regelsonde°C





Stroompanne: temperatuur bij divicon 120

Temperatuur [°C]

100

80

60

40

20

0 7:40:48

8:52:48

10:04:48

11:16:48

12:28:48

13:40:48

14:52:48

16:04:48

17:16:48

18:28:48

Tijd Vertrek naar collector°C

Retour van collector°C





Stroompanne: massa expansievat 12

10

15:10:19

Massa [Kg]

8

6

4

2

0

Tijd Onderzoeksvragen / Testopstelling / Testen / Besluiten en aanbevelingen








Regelsequentie: pomp aan • Tcollector - Tboiler = 5 °C pomp uit • Tcollector - Tboiler = 3 °C pomp uit…aan • Tboiler > 70…68 °C • Tcollector > 120…118 °C pomp aan…uit • Tcollector > 140 °C of Tboiler > 90 °C pomp blijft uit stoomvorming • Tboiler > 70 °C en Tcollector < Tboiler pomp aan (nachtkoeling) Onderzoeksvragen / Testopstelling / Testen / Besluiten en aanbevelingen




• anti-legionella • mengpomp energiemeting




Expansievaten in zonneboilers Nachtelijke afkoeling 70

60

Boilertemperatuur °C.

50

40 boiler boven °C boiler beneden °C 30

20

10

0 0:00:00

1:00:00

2:00:00

3:00:00

4:00:00

5:00:00

6:00:00

7:00:00

8:00:00

9:00:00

10:00:00

Tijd





nachtkoeling 59,5

59

Temperatuur Boiler

58,5

58

57,5 y = -79,785x + 60,026 57

56,5

56 0:00:00

0:07:12

0:14:24

0:21:36

0:28:48

0:36:00

0:43:12

0:50:24

0:57:36

1:04:48

1:12:00

Tijd boiler boven°C

Lineair (boiler boven°C)





buitentemperatuur = 10°C

1e deelcurve:

y = -79,785x + 60,026

2e deelcurve:

y = -68,900x + 60,026

3e deelcurve:

y = -58,918x + 60,636

4e deelcurve:

y = -52,695x + 60,304

tijdstip

temperatuur

P = m.c.(dT/dt)

hh : mm : ss

°C

kW

0:20:09

59,0

0:30:09

58,3

2:20:09

54,2

2:30:09

53,7

4:20:09

50,0

4:30:09

49,6

6:20:09

46,4

6:30:09

46,0

1,5

1,0

0,8

0,8





collectorrendement

1,0 0,9 0,8 0,7

Tcollector = 120°C

0,6

G = 800 W/m 2

0,5

Qnuttig = 300 W/m 2

0,4 0,3 0,2 0,1

T*

0,0 0

0,05

0,1

0,15

0,2




Co lle cto raa ns lu i tin

g


150 liter

300 liter





koelvermogen nacht

60 °C

1,5 kW

300 l

7 h

150 l

3,5 h

vermogen collector in fase “collectorkoeling” 120 °C

1 m2

0,3 kW/m2

5 m2

1,5 kW

opwarmtijd 60

150 l

3,5 h

afkoeltijd 90

60 °C

90 °C

60 °C = veilige aanname met mengpomp zonder mengpomp

zonder mengpomp

Besluit: dimensionering boiler Onderzoeksvragen / Testopstelling / Testen / Besluiten en aanbevelingen




Dimensionering expansievat pmin = 1,5 bar (kookpunt: 140 °C) stoom

Vns = Vep + Rt +Vcoll

vloeistof

ps = 6 bar relatief

Systeeminhoud

Collectorinhoud

hoogte

Veiligheidsdruk

Vtt

liter

liter

m

bar relatief

liter

19

6

4

6

15

19

6

10

6

18

19

6

4

3

50

19

0

4

6

4

19

0

10

6

5

19

0

4

3

13





Onderhoud expansievat Voordrukverlies: – geen compensatie, te lage druk… – compensatie glycolvulling, te hoge druk…spui… te lage druk… kookpuntverlaging ! Stoomslag, thermoschock… Onderzoeksvragen / Testopstelling / Testen / Besluiten en aanbevelingen




Besluit ivm gedrag bij oververhitting regeling is doeltreffend

maar:

onderhoud van het expansievat KAP-ventiel, etiket (datum, voordruk)

plaats van het expansievat expansievat aan perszijde van de pomp, voorbij de terugslagklep

dimensionering van het expansievat DFTK17: expansievolume incl. collectorinhoud hogere voordruk, vuldruk en veiligheidsdruk

aanbevelingen ontgassing manueel bovenaan, bellenafscheider onderaan

dimensionering boiler Onderzoeksvragen / Testopstelling / Testen / Besluiten en aanbevelingen



Expansievaten in hydrofoorinstallaties





Situering / Besluiten en aanbevelingen








(Zuigerpomp) betrekkelijk duur vraagt veel onderhoud Jetpomp lawaaierig, zelfaanzuigend Meercellige centrifugaalpomp stiller, niet zelfaanzuigend Dompelpomp geruisloos, plaatsbesparend Situering / Besluiten en aanbevelingen




Jet-pomp

dompelpomp

meercellige CP-pomp





fluid-control

expansievat





Fluid-control eigenschappen: • drukregeling en droogloopbeveiliging • eenvoudig (goedkoop, bedrijfszeker) • energieverlies door nadraaien vooral belangrijk bij kleine lekken… Situering / Besluiten en aanbevelingen




Expansievat en pressiostaat eigenschappen: • droogloopbeveiliging niet standaard • drukschommelingen door hysteresis • onderhoud expansievat Situering / Besluiten en aanbevelingen




Invloed van expansievat op werkingstijd pomp regelgedrag

0

100

200

300

400

500

600

tijd (sec) vraag

met fluidcontrol

met expansievat





Investering:

100

100…150

Energieverbruik:

100

100…35

TVT: te berekenen (afnameprofiel…) Onderhoud:

laag

Risico: levensduur, pendelen droogloopbeveiliging

(bij klein lek) ingebouwd

jaarlijks… (bij VDV) extra




Additieven en belgaqua




Additieven en belgaqua

verwarmingstoestel

ketel

vulleiding Koud water

• zonder additieven: CA (EA voor < 45 kW)

• met additieven:

cat3: CA

cat4: BA

Besluiten en aanbevelingen






en hydrofoorinstallaties

Recommend Documents