199609. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés forróvízközegű, közvetlen rendszerű távhőellátási hőközpontok által mechanikusan keltett tranziens nyomáshullámok csökkentésére
HU 199609 A A találmány tárgya kapcsolási elrendezés forróvízközegű, közvetlen rendszerű távhőellátási hőközpontok által mechanikusan keltett tranziens nyomáshullámok csökkentésére. Ismert, hogy a forróvízközegű távhőellátási rendszerekben hazai és külföldi gyakorlatban egyaránt alkalmazott megoldás a közvetlen rendszerű fogyasztói hőközpont. A közvetlen rendszerű hőközpont felületi hőcserélő nélkül kapcsolódik a forróvizes távhőellátó rendszerre és azzal közös hidraulikai rendszert képez. A közvetlen rendszerű hőközpont a távfűtési hálózat és a fogyasztói rendszer eltérő paraméterei következtében általában nyomás- és hőmérséklettranszformációs feladatokat kell megoldjon. A nyomás nyomáscsökkentővel, a hőmérsékletcsökkentés pedig általában szivattyús, injektoros vagy gravitációs visszakeveréssel történik. A hazai távfűtési rendszerekben is igen gyakori, hogy a távfűtési primer rendszer nyomásviszonyai olyan nagy mértékben térnek el a szekunder rendszerétől, hogy a távfűtési primer rendszer visszatérő vezetékének nyomása is nagyobb, mint a fogyasztói rendszeré, ennek következtében a házi rendszer lehűlt vizét külön visszaemelő szivattyúval kell a primer forróvíz hálózatba szállítani. Az ismert kapcsolásokra jellemző, hogy a fogyasztói hőközpont valamelyik főberendezése üzemzavar, külső segédenergia kimaradás miatti kiesése vagy egyszerűen a fogyasztói berendezés védelmét szolgáló szerelvények hirtelen működése mechanikusan keltett tranziens nyonláshullámokat indít el a távfűtési rendszerben. Egy-egy hőközpont esetén, mivel az ezeken átáramló primer tömegáram, (ill. térfogatáram) a forróvízhálózati ossz keringetett tömegáramnak szokásos esetben a törtrésze, általában nem okoz figyelemre méltó problémát a hőközpont leállása. Más a helyzet például a segédenergia városrészekre vagy egész rendszer kiterjedő üzemzavara esetén, amikor például az összes érintett fogyasztói hőközpontban a visszaérnél© szivattyúk hirtelen kiesnek. A szivattyúk időállandója.1...2 s, a forróvíz rendszerben a hullámsebesség 1200.. 1500 m/s, a forróvíz rendszer kiterjedése gyakran több ezer méter, azaz egy ilyen típusú kiesés hirtelen zárásnak minősül, és az Allievi-elmélet, illetve Zsukovszki-tétel szerint számított maximális nyomásemelkedés lép fel (részletesen lásd dr. Garbai L. — dr. Dezső Gy.: áramlás energetikai csőzevetékrendszerekben, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1986., 11. fejezet: Nemállandósult áramlás). A tranziens nyomáshullámok csökkentésének egyik lehetséges módja, hogy bármely, a fogyasztónál bekövetkező primer térfogatáramcsökkenés esetén biztosítjuk az állandó, vagy közel állandó térfogatáramot és ezzel a távfűtőrendszer szempontjából — függetlenül a fogyasztói hőközpont (ok) üzemviteli szempontjától — állandósult állapotot hozunk létre, melyben mechanikusan keltett tranziens 1 nyomáshullámok keletkezésével nem kell számolni. A tranziens nyomáshullámok csökentésének második lehetséges módja, hogy a hőközponthoz érkező primer előremenő és visszatérő vezeték közötti nyomáskülönbség közel állandóságát biztosítjuk az előremenő és viszszatérő vezeték közötti bypass ág nyitásával. Ez esetben ugyanis változatlan marad a gerincvezetéken átáramló térfogatáram, azaz tranziens nyomásváltozás nem lép fel. Pl. ha a hálózat valamely pontján az előremenő vezetéken tranziens nyomásnövekedés ! ^ fel, akkor ennek közvetlen oka az adott helyen a térfogatáram gyors csökkenése. A keletkező nyomáshullám hangsebességgel elindul a vezetéken, azonban ha a növekvő nyomáskülönbség hatására a beépített bypass vezeték kinyit és annyi térfogatáramot enged át, hogy a gerincvezeték térfogatárama ne változzon, akkor tranziens nyomáslengés sem léphet fel. A tanziens nyomáshullámok csökkentésének harmadik lehetséges módja, hogy a primer előremenő vezeték nyomásának közel állandóságát biztosítjuk oly módon, hogy a második esetben említett bypass ágat nyitjuk a nyomás emelkedésekor, nyomáscsökkénéskor pedig zárjuk. A tanziens nyomáshullámok csökkentésé nek negyedik lehetséges módja, hogy a primer visszatérő vezeték nyomását biztosítjuk közel állandónak, oly módon, hogy az említett bypass ágat nyitjuk a visszatérő vezeték nyomásának csökkenésekor, nyomásnövekedéskor pedig zárjuk. Lehetséges a harmadik és negyedik mód együttes alkalmazása is. A fellépő hatások magyarázata a harmadik és negyedik esetben, ill. azok kombinációjakor megegyezik a második esetbeli magyarázattal. A találmány szerinti egyik kapcsolási elrendezés lényege azon a felismerésen alapszik, hogy a fogyasztói hőközpontok tápláló vezetékére jeladót építünk, mely folyamatosan jelzi az átáramló térfogatáramot és a térfogatáram csökkenésekor a fogyasztói hőközpontot megkerülő bypass ági beavatkozó szervet nyit, mégpedig olyan arányban, hogy a fogyasztói hőközponton és a bypass ágon átáramló térfogatáram eredője állandó vagy közel állandó legyen. A bypass ágon hűtetlen forróvíz is átáramolhat, mely egyes esetekben a primer visszatérő alacsony nyomása stb. következtében elgőzölöghet. Ezért a találmány szerinti 1. megoldás egy célszerű kialakítása esetén a bypass ágba, vagy a közös visszatérő ágba hőmérsékletszabályozót is beépítünk, mely a bypass ág nyitása esetén a forróvizet (a hőmérsékletszabályozásra jellemző jelentős holtidővel és időállandóval) fokozatosan zárja és ily módon megakadályozza jelentősebb mennyiségű forróvíz visszatérőbe való áramlását és lassú zárásával lökéshullámmentes átmenettel állítja le az áramot. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
