|
Hedtvandsanlæg
Et hedtvandsanlæg er et varmeanlæg, hvor varmemediet er cirkulerende
vand, hvis temperatur er over 120°C.
Vandet opvarmes i en kedel og cirkuleres ved hjælp af en pumpe til
forbrugsstederne, hvor det afkøles. Derefter føres vandet tilbage til
kedlen til fornyet opvarmning, se figuren herunder.
Cirkulationen foregår i et lukket rørsystem, hvorfor der normalt kun vil
være tab af vand ved pakdåser på pumper og roterende apparater. Man kan
derfor nøjes med et forholdsvis lille vandbehandlingsanlæg og små
fødevands-pumper. Hedtvandsanlæg kan med økonomisk fordel bruges til en
række opvarmningsformål, hvis temperaturen i anlægget kan holdes under
200°C. Ved højere temperaturer bliver pumper og armaturer relativt dyre.
Trykket i hedtvandsanlæg
Vand kan som bekendt ikke opvarmes til temperaturer over 100°C, medmindre
det er underkastet tryk. Det nødvendige tryk for at holde vand på 120'°C
i flydende tilstand er 1 bar overtryk jævnfør damptabel. Hvis dette tryk
pludselig forsvinder, vil en del af vandet øjeblikkeligt fordampe, og
temperaturen på resten af vandet vil være sunket til 100°C.
Ved hedtvandsanlæg gælder det derfor om, at trykket altid er så stort i
anlægget, at vandet ikke fordamper. Selve fordampningen er ikke så
skadelig for anlægget, men det er skadeligt for pumperne, hvis de
skiftevis skal pumpe vand og damp, og særlig alvorlig kan situationen
blive, når dampen kommer hen til en varmeflade, hvor den afkøles. Derved
mister den noget af sit tryk, og hvis dette bliver mindre end vandets, vil
dampen kondenseres momentant og give de såkaldte dampslag. Sådanne
dampslag er yderst farlige for et anlæg og har i flere tilfælde ført
til brud eller utætheder i ventiler eller rørsamlinger.
For at være sikker på at dampslag ikke opstår, må trykket i et
hedtvandsanlæg holdes noget over det damptryk, som vandets temperatur
frembringer. Sikringen af trykket i et hedtvandsanlæg er derfor af
afgørende betydning for, at anlægget kan fungere pålideligt og sikkert.
Rørledninger
I et hensigtsmæssigt indrettet hedtvandsanlæg kan rørledningerne føres
op og ned, som det passer efter de apparater, der skal forsynes med varme.
Det vil ikke som ved dampledninger og kondensledninger være nødvendigt
at lægge dem med fald, så kondensvandet kan aftappes eller
tilbageføres. Der må dog anbringes luftskruer på de højeste steder,
så luften kan fjernes.
Ekspansionssystemer
Da vand udvider sig ved opvarmning, må der i et hedtvandsanlæg være
mulighed for vandudvidelse. En sådan udvidelsesmulighed kan etableres på
fire forskellige måder:
1 .Ved at lade vandet ekspandere i kedlens damprum.
2. Ved etablering af en højtliggende ekspansionsbeholder med damprum.
3. Ved etablering af en trykekspansionsbeholder, hvor trykket opretholdes
med damp, nitrogen eller eventuelt med trykluft.
4. Ved hjælp af en trykholdepumpe i forbindelse med en
ekspansionsbeholder med lavt tryk.
Ekspansion i
kedlens damprum
Denne metode er vist i figuren og forudsætter, at der anvendes en
dampkedel med et stort damprum. Metoden har følgende ulemper. Det hede
vand kan ikke føres op over vandliniens niveau på grund af risikoen for
dampdannelse.
Samkøring af to eller flere kedler er yderst vanskelig, idet man let kan
komme ud for, at vandet pendler fra den ene kedel til den anden, så der
opstår fare for, at dele af hedefladen blottes. I øvrigt vil
myndighederne næppe give tilladelse til brugen af et anlæg bestående af
to eller flere sammenkørende hedtvandskedler af denne type.
Hedtvandkedler med ekspansionsrum i selve kedlen bruges derfor ikke meget
og i hvert fald kun med en enkelt kedel i anlægget.
Ekspansion i højtliggende ekspansionsbeholder
Ved at
anbringe ekspansionsbeholderen højt, sikrer man sig, at kedlen og
pumperne altid er fyldt med vand, og man eliminerer ulemper, som
forskellig belastning af kedlerne kan skabe. Kedlernes fremløb er
tilsluttet bunden af ekspansionsbeholderen, så vandet her får fuld
temperatur og damptryk. Vandstanden indstilles til beholdermidten, og den
øverste dampfyldte del af ekspansionsbeholderen er beregnet til at optage
den variation afvandmængden, der skyldes temperaturvariationer
Den fælles ekspansionsbeholder forsynes med vandstandsarmatur og
vandstandsregulator. Der anbringes endvidere sikkerhedsventiler.
Da det ofte er sådan, at hedtvandsanlægget skal køre i døgndrift,
enten for at opretholde en produktion eller til opvarmning af beboelse,
indrettes de enkelte kedler med afspærringsmidler på frem- og
returledningerne, så de kan afspærres og tages ud af drift uden at
standse resten af anlægget. I så tilfælde skal de enkelte kedler hver
for sig forsynes med vandstandsglas og sikkerhedsventil.
Ekspansion i trykekspansionsbeholder
Hedtvandsanlæg med trykekspansionbeholder bruges fortrinsvis i anlæg med
store højdeforskelle. Ved hjælp af damp eller nitrogen, som tilføres
trykekspansionsbeholderen, kan trykket i anlægget indstilles således, at
der uanset vandets temperatur ikke sker dampdannelse, og dermed opstår
dampslag i anlægget.
Når trykket opretholdes med nitrogen eller damp, er det for at undgå
tæringer i anlægget. Nitrogen købes i flasker og er relativt dyr i
anvendelse. I en række tilfælde bruger man derfor damp, som frembringes
af en lille dampkedel beregnet hertil. Man skulle måske tro, at dampen
ved berøring med det kolde vand i trykekspansionsbeholderen ville
afkøles og kondenseres, men det viser sig, at der lægger sig et lag
varmt vand oven på det kolde. Dette begrænser kondenseringen og dermed
dampforbruget.
Man kan udmærket bruge trykluft til at opretholde trykket i anlægget,
men luftens oxygen vil med stor sikkerhed fremkalde tæringer i anlægget.
For at begrænse denne tæringsrisiko til trykekspansionsbeholderen, som
relativt let kan korrosionsbeskyttes, kan vandet i ekspansionsbeholderen
skilles fra vandet i resten af anlægget ved hjælp af en olielås. Da der
herved er en vis mulighed for, at olien på et eller andet tidspunkt
kommer ud i anlægget, hvilket kan være katastrofalt, bruges trykluft
sjældent som trykmedium. Ved nogle anlæg findes dog et trykluft-aggregat
som reserve, så trykluft kan benyttes, hvis nitrogenbeholdningen er
sluppet op.
Anlæg med trykholdepumpe
Sådanne anlæg holdes under tryk ved hjælp af en særlig trykholdepumpe,
der til stadighed pumper vand ind i hedtvandsanlægget. Trykket reguleres
ved hjælp af en pressostat, der styrer en overstrømsventil.
Overskudsvandet føres tilbage til ekspansionsbeholderen. Denne kan køre
med ganske lavt tryk. Rummet over vandet kan holdes oxygenfrit, feks. ved
hjælp af damp, der fremstilles ved at anbringe en hedtvandsslange i
ekspansionsbeholderen.
Hedtvandsfremstillere
Der findes fyrede og ufyrede hedtvandsfremstillere. De fyrede
hedtvandsfremstillere kaldes også hedtvandskedler. De er bygget på samme
måde som dampkedler, men bortset fra kanal-røgrørskedler fremstilles de
uden kedelbeholder.
Figuren viser en hedtvandskedel, type VHA af fabrikat Danstoker.
På vandsiden er cirkulationen styret og går ind nederst på
konvektionsdelen og stiger op gennem denne, indtil det udmunder i to
cirkulationsrør øverst på sektionen. Herfra ledes det lodret ned til
baggavlen og via fordelerrør forneden ind i rørene omkring
forbrændingsrummet. Det opvarmede vand samler sig foroven i kedlen og
tages ud af fremløbsstudsen på kedeltoppen.
Figuren viser en Echrohr hedtvandskedel, type LMH, som leveres af A/S
Vølund. Kedlen er en vandrørskedel, hvor kraftige hjørnerør sammen med
samlerørene udgør kedlens bærende system. Strålingsdelen (fyrrummet)
består af tætte membranvægge udført af sammensvejste finnerør. Der er
naturlig cirkulation i strålingsdelen. Konvektionsdelen er indbygget i
kedlens lodrette røgtræk og består af to sektioner med U-formede
rørslanger. Returvandet trykkes af hedtvandssystemets cirkulationspumpe
gennem konvektionsdelen.
|
