Wissen Sie, was Ihre Zügelschleusen für Sie bedeuten?
heimtückisch verschwenden?
Von Emmanuel Quilichini, Ingenieur ENSAM und Vorsitzender von Sunny Shark.
Um ihre nächsten Artikel direkt auf Linkedin zu lesen, Abonnieren Sie seinen Newsletter.
Die Zirkulation des Wassers zum Wärmetauscher eines Teiches über ein Absperrventil im Filterkreislauf ist einfach und zuverlässig, aber diese Einfachheit ist oft teuer in den Betriebskosten.
Obwohl sie nicht mit Strom versorgt werden, verbrauchen sie 24 Stunden am Tag Energie, meist ohne Nutzen.
Beispiel für ein Flanschventil zur Erwärmung des Wassers in einem Teich
Wie wird das Wasser in einem öffentlichen Schwimmbad erhitzt?
Aus praktischen Gründen wird nicht der gesamte Wasserstrom, der ständig gefiltert wird, erwärmt: Wärmetauscher, die einen solchen Durchfluss zulassen können, wären unnötig sperrig und kostspielig. In dieser Konfiguration müsste der gesamte Wasserstrom durch eine Art Schikane fließen, um die Heizung zu gewährleisten.
Daher wird nur ein kleiner Teil dieses Flusses nach dem Filterauslass entnommen, um ihn zu erwärmen und dann wieder in die Kanalisation zurückzuführen, bevor er in das entsprechende Becken zurückfließt.
Wie wird das Wasser in einem Wärmetauscher zirkuliert?
1. Wenn es kein Zirkulationssystem gibt
Wasser fließt nur, wenn ein ausreichender Druckunterschied zwischen dem Ober- und dem Unterlauf vorhanden ist. Wenn es keine Vorrichtung gibt, die den Wasserfluss durch den Wärmetauscher erzwingt, wird der Wärmetauscher nicht nennenswert versorgt, da das Wasser "lieber" durch die Hauptleitung fließt, als durch Rohre mit kleinerem Durchmesser, die seinen Fluss bremsen: eine effiziente Heizung ist nicht möglich.
Fehlen einer Vorrichtung für die Wasserzirkulation
im Heizungskreislauf
Wasserzirkulation im Wärmetauscher mit Hilfe eines Flanschventils
2. Durch die Einrichtung eines Ventils zur Begrenzung des Filtrationsflusses.
Die Installation eines teilweise geschlossenen Ventils in der Hauptleitung zwingt einen Teil des Wassers durch die Rohrleitung zum Heizungswärmetauscher zu fließen, der dann ordnungsgemäß funktionieren kann.
Vorteile :
- Einfachheit und Zuverlässigkeit, da das Risiko eines Ausfalls gering ist und praktisch keine Wartung erforderlich ist.
Nachteile :
- Der Druckverlust im Filterkreislauf führt zu einem erhöhten Energieverbrauch, da der Wasserdruck am Ausgang der Pumpen ansteigt, um den gewünschten Durchfluss trotz des Flansches zu gewährleisten. Dieser Mehrverbrauch kann viel höher sein als die Energiemenge, die für die Zirkulation des Wassers im Wärmetauscher benötigt wird.
- Dieser Druckverlust ist immer vorhanden, wenn die Filtration läuft, auch wenn das Wasser nicht erwärmt werden muss.
- Wenn die Pumpengruppe unterdimensioniert ist, ist es manchmal schwierig, gleichzeitig eine korrekte Filtrationsleistung und eine ausreichende Heizleistung zu gewährleisten, da je nach Einstellung des Ventils das eine zugunsten des anderen geopfert wird.
- Der Wasserdurchfluss im Heizkreislauf ist an den Durchfluss des Filterkreislaufs gekoppelt: Bei einer festen Ventilposition führt jede Verringerung des Filterdurchflusses zu einer geringeren Effizienz der Heizung.
3. Durch die Installation einer eigenen Umwälzpumpe für den Heizkreislauf.
Die Installation einer Umwälzpumpe verringert den Druckverlust im Hauptfilterkreislauf, verbraucht aber Energie für den Betrieb der Umwälzpumpe.
Vorteile :
- Vermeidung von Druckverlusten durch das Flanschventil und damit Senkung des Stromverbrauchs der Filterpumpen. Bei richtiger Dimensionierung ist der Verbrauch dieser Pumpe viel geringer als der Mehrverbrauch, den sie verhindert.
- Entkoppelung von Filter- und Heizrate, so dass diese unabhängig voneinander eingestellt werden können und die Heizung unabhängig vom Wetter effizient bleibt. FiltrationsrateDie Kosten für die Nutzung der Immobilie, einschließlich der Reduzierung während der Leerstandszeit, werden von der Regierung festgelegt.
- Möglichkeit, den Betrieb dieser Umwälzpumpe auf den Heizbedarf zu beschränken, um den eigenen Stromverbrauch zu begrenzen (wobei jedoch ein regelmäßiges Einschalten oder eine reduzierte Dauerleistung erforderlich ist, um einen toten Arm in der Kanalisation zu vermeiden).
Nachteile :
- Hinzufügen einer zusätzlichen Pumpe und mögliche Änderung des bestehenden Kreislaufs (Kosten)
- Die neue Pumpe muss gewartet werden und es besteht die Gefahr eines Ausfalls.
- Zu hoher Stromverbrauch der Umwälzpumpe, wenn diese überdimensioniert und/oder schlecht gesteuert ist.
Wasserzirkulation im Wärmetauscher mit Hilfe einer Umwälzpumpe
Warum kann ein Flanschventil mehr Energie verbrauchen als eine Heizungsumwälzpumpe?
Prinzip der Berechnung der Auswirkungen des Flutventils
Die direkte Folge dieser Formeln ist, dass die Leistungsaufnahme des Ventils viel höher ist als die Nutzleistung, wenn die Heizleistung im Vergleich zur Filterleistung gering ist, was in den meisten Fällen der Fall ist.
Vereinfachtes Zahlenbeispiel
Dieses Beispiel soll lediglich Größenordnungen aufzeigen (für ein genaueres Ergebnis müssten die Effizienz der Pumpen, ihre Betriebskurve und andere Parameter berücksichtigt werden, aber das ist hier nicht das Thema):
- Filtrationsrate = 200 m3/h oder 0,0556 m3/s
- Heizungsdurchfluss = 20 m3/h oder 0,0056 m3/s
- Durchfluss durch das Ventil = 200 - 20 = 180 m3/h oder 0,05 m3/s
- Erforderlicher Druckverlust für die Heizung = 0,3 bar oder 30.000 Pa
Mechanische Leistungsaufnahme des Ventils = 0,05 x 30.000 = 1.500 W
Mechanische Nutzleistung für den Heizkreis = 0,0056 x 30.000 = 167 W
Wir sehen in diesem Beispiel, dass fast 90% der vom Ventil "verbrauchten" Energie nicht für den gewünschten Zweck genutzt wird, was besonders ineffizient ist. Diese Ineffizienz steht in direktem Zusammenhang mit der Tatsache, dass der Heizstrom im Vergleich zum Gesamtfilterstrom gering ist.
In diesem Beispiel beträgt diese Verschwendung 1.500 - 167 = 1.333 W, d.h. 1.333 W x 24 Stunden x 350 Tage/Jahr = 11,2 MWh pro Jahr für das betreffende Becken.
Die Größenordnung des entsprechenden Wirtschaftspotenzials beträgt daher :
11,2 MWh x 220 €/MWh ≈ 2.500 €/Jahr
Anmerkung : In der Praxis beeinflussen viele Parameter die potenziellen Einsparungen und es gibt Fälle, in denen sie weniger signifikant sind, insbesondere wenn die Filtrationsrate niedriger ist, oder wenn der Heizkreislauf besonders kurz ist, einen großen Rohrdurchmesser hat und/oder die Heizrate im Vergleich zur gesamten Filtrationsrate hoch ist.
Gibt es eine einfache Möglichkeit, die mögliche Einsparung bei einem bestehenden Stromkreis mit einem solchen Absperrventil zu quantifizieren?
Ja, wenn Ihre Pumpen mit Frequenzumrichtern ausgestattet sind, die die Leistungsaufnahme der betreffenden Pumpen anzeigen.
Es muss sichergestellt werden, dass der Filtrationsfluss während der gesamten Testdauer konstant bleibt und dass die Position anderer Ventile als des Flanschventils während des folgenden Verfahrens nicht verändert wird:
- Lesen Sie die anfängliche Filtrationsrate ab, die mit dem Durchflussmesser des betreffenden Beckens gemessen wurde.
- Lesen Sie die Leistungsaufnahme jeder einzelnen Pumpe der Beckenpumpengruppe ab und addieren Sie diese, wenn sich das Absperrventil in seiner normalen Position befindet.
- Notieren Sie die übliche Position des Flanschventils (Markierung) und bringen Sie es dann schrittweise in die offene Position 100%.
- Warten Sie, bis sich die Filtrationsrate stabilisiert hat und überprüfen Sie, ob die Rate mit der ursprünglichen Rate identisch ist.
- Lesen Sie die Leistungsaufnahme jeder einzelnen Pumpe der Beckenpumpengruppe ab und addieren Sie diese, wenn das Absperrventil in dieser Position 100% offen ist.
- Bringen Sie das Flanschventil wieder in seine ursprüngliche Position, die in 3) notiert wurde.
Die Differenz zwischen der in 5) berechneten Leistung und der in 2) berechneten Leistung gibt die Auswirkung des Flanschventils in Bezug auf den Stromverbrauch an.
WENN diese Differenz gering ist (z.B. <500W), dann ist der Nutzen, das betreffende Ventil durch eine Umwälzpumpe zu ersetzen, wahrscheinlich begrenzt.
Wenn dieser Unterschied größer als 1.000 W ist, lohnt es sich, das Thema weiter zu untersuchen.
Wenn kein Dimmer vorhanden istWenn es fast geschlossen ist oder sich an der Grenze zur Kavitation befindet (ein lautes Geräusch ist zu hören, wenn Sie versuchen, das Ventil weiter zu schließen), dann ist es wahrscheinlich, dass es einen großen Einfluss auf die Energieeffizienz hat.
Schlussfolgerung
Die Einsparungen, die Sie durch den Verzicht auf diese Ventile erwarten, sind in der Regel gering und die Investitions-, Wartungs- und Erneuerungskosten für die Umwälzpumpen der Heizung, die in dieser Konfiguration installiert werden müssen, können zu Recht in die Waagschale geworfen werden.
Umgekehrt würden große Freizeit- und Sportbecken, die mit solchen Absperrventilen ausgestattet sind, fast alle von einer Umwälzpumpe im Heizungskreislauf profitieren..
Diese Änderung ist im Zusammenhang mit der Optimierung des Verbrauchs der Filterhydraulik von Bedeutung: Es ist notwendig, die Pumpen mit Frequenzumrichtern auszustatten und die Möglichkeit der Durchflussreduzierung bei Nichtbenutzung zu nutzen, wann immer dies möglich ist.
Eine vorherige Studie ist in jedem Fall nützlich, um den Nutzen zu bestätigen und die Umwälzpumpen zu dimensionieren, falls erforderlich.
Die richtige Steuerung ermöglicht es, das Beste aus diesen Geräten herauszuholen und die Gesamtenergieeinsparungen des Pools, einschließlich Filterung und Heizung, zu optimieren: Genau das ermöglicht der Smart Pooling®. von Sunny Shark.
