عملکرد هدر بالانس (Low Loss Header) در شرایط مختلف دبی
هدر بالانس یا Low Loss Header قطعه ای است که بین مدار اولیه و مدار ثانویه سیستم های گرمایشی قرار می گیرد و وظیفه آن ایجاد تعادل هیدرولیکی بین این دو مدار است. در این ساختار، مدار اولیه و مدار ثانویه از نظر هیدرولیکی مستقل از یکدیگر عمل می کنند. به همین دلیل عملکرد پمپ مدار اولیه تنها بر مدار اولیه و عملکرد پمپ مدار ثانویه تنها بر مدار ثانویه تاثیر می گذارد. در صورتی که اختلافی میان دبی دو مدار ایجاد شود، این اختلاف از طریق هدر بالانس جبران خواهد شد.
پارامترهای نمایش داده شده در نمودار
برای درک بهتر عملکرد هدر بالانس، ابتدا لازم است پارامترهای نمایش داده شده در نمودار معرفی شوند.
دبی مدار اولیه (Q1)
Q1 بیانگر دبی آب در مدار اولیه است. این دبی توسط پمپ مدار اولیه ایجاد شده و از سمت مولد گرما وارد هدر بالانس می شود.
دبی مدار ثانویه (Q2)
Q2 دبی مدار ثانویه است. این مقدار توسط پمپ مدار ثانویه ایجاد شده و میزان جریان مورد نیاز مصرف کننده را نشان می دهد.
جریان جبرانی (Q3)
Q3 جریانی است که در داخل هدر بالانس برای جبران اختلاف بین دبی مدار اولیه و مدار ثانویه ایجاد می شود. این جریان تنها زمانی شکل می گیرد که مقدار Q1 و Q2 برابر نباشند.
دماهای T1 تا T4
در نمودار چهار دمای مختلف نمایش داده شده است که وضعیت دمای آب در مدارهای اولیه و ثانویه را مشخص می کنند.
- T1 : دمای خروجی مدار اولیه
- T2 : دمای رفت مدار ثانویه
- T3 : دمای برگشت مدار ثانویه
- T4 : دمای برگشت مدار اولیه
مقایسه این چهار دما وضعیت اختلاط جریان ها را در هر یک از حالت های عملکرد هدر بالانس مشخص می کند.
حالت اول: دبی مدار اولیه و مدار ثانویه برابر است
QPrimary = QSecondary
در نخستین حالت، دبی مدار اولیه و دبی مدار ثانویه با یکدیگر برابر هستند. در این شرایط مقدار آبی که توسط مدار اولیه تولید می شود، دقیقا برابر با مقدار آبی است که مدار ثانویه به آن نیاز دارد.
از آنجا که اختلافی میان دبی دو مدار وجود ندارد، جریانی برای جبران اختلاف در داخل هدر بالانس ایجاد نمی شود و آب خروجی از مدار اولیه بدون اختلاط وارد مدار ثانویه خواهد شد.
وضعیت دماها
مطابق نمودار:
- T1 = T2
- T3 = T4
برابر بودن دمای رفت مدار اولیه و مدار ثانویه نشان می دهد که هیچ اختلاطی میان آب گرم خروجی و آب برگشتی رخ نداده است. همچنین برابر بودن دمای برگشت دو مدار بیانگر آن است که آب برگشتی بدون تغییر وارد مدار اولیه می شود.
نتیجه عملکرد
- اختلاف دبی وجود ندارد.
- جریان جبرانی داخل هدر تشکیل نمی شود.
- تمام آب خروجی مدار اولیه مستقیما وارد مدار ثانویه می شود.
- هیچ اختلاطی بین آب رفت و برگشت رخ نمی دهد.
حالت دوم: دبی مدار اولیه کمتر از مدار ثانویه است
QPrimary < QSecondary
در این حالت، دبی مدار ثانویه بیشتر از دبی مدار اولیه است. به عبارت دیگر، مدار مصرف کننده به جریان بیشتری نسبت به مقدار تامین شده توسط مدار اولیه نیاز دارد.
در این وضعیت، بخشی از کمبود دبی از طریق هدر بالانس تامین می شود. بنابراین بخشی از آب برگشتی مدار ثانویه با آب گرم خروجی مدار اولیه مخلوط شده و سپس وارد مدار ثانویه خواهد شد.
در نمودار، این جریان جبرانی با Q3 نمایش داده شده است.
وضعیت دماها
مطابق نمودار:
- T1 > T2
بیشتر بودن دمای T1 نسبت به T2 نشان می دهد که آب گرم خروجی مدار اولیه پیش از ورود به مدار ثانویه با بخشی از آب برگشتی مخلوط شده است. در نتیجه دمای رفت مدار ثانویه نسبت به دمای خروجی مدار اولیه کاهش پیدا می کند.
نتیجه عملکرد
- دبی مدار اولیه کمتر از دبی مدار ثانویه است.
- اختلاف دبی توسط هدر بالانس جبران می شود.
- بخشی از آب برگشتی وارد مسیر رفت می شود.
- اختلاط آب رفت و برگشت در داخل هدر رخ می دهد.
- دمای رفت مدار ثانویه نسبت به دمای خروجی مدار اولیه کاهش پیدا می کند.
حالت سوم: دبی مدار اولیه بیشتر از مدار ثانویه است
QPrimary > QSecondary
در این حالت، دبی مدار اولیه بیشتر از دبی مدار ثانویه است. در نتیجه تمام جریان تولید شده توسط مدار اولیه وارد مدار مصرف کننده نمی شود.
بخشی از جریان اضافی از طریق هدر بالانس مستقیما به مسیر برگشت منتقل شده و دوباره وارد مدار اولیه می شود. در این وضعیت نیز اختلاف دبی توسط هدر بالانس جبران خواهد شد.
وضعیت دماها
مطابق نمودار:
- T1 = T2
- T3 > T4
برابر بودن T1 و T2 نشان می دهد که دمای رفت مدار ثانویه همان دمای خروجی مدار اولیه است. بیشتر بودن T3 نسبت به T4 نیز بیانگر آن است که بخشی از آب گرم خروجی مدار اولیه مستقیما وارد مسیر برگشت شده و باعث افزایش دمای برگشت مدار اولیه می شود.
نتیجه عملکرد
- دبی مدار اولیه بیشتر از دبی مدار ثانویه است.
- بخشی از جریان خروجی مدار اولیه مستقیما وارد مدار برگشت می شود.
- جریان جبرانی در داخل هدر شکل می گیرد.
- دمای رفت مدار ثانویه بدون تغییر باقی می ماند.
- دمای برگشت مدار اولیه افزایش پیدا می کند.
توضیحات تکمیلی لولاس هدر
بر اساس نمودار Operation of Balance Header، عملکرد هدر بالانس در سه وضعیت قابل بررسی است.
حالت اول
زمانی که دبی مدار اولیه و مدار ثانویه برابر باشند، هیچ اختلاطی در داخل هدر ایجاد نمی شود و دمای رفت و برگشت دو مدار با یکدیگر برابر خواهد بود.
حالت دوم
در صورتی که دبی مدار اولیه کمتر از دبی مدار ثانویه باشد، بخشی از آب برگشتی برای جبران اختلاف دبی وارد مسیر رفت شده و باعث کاهش دمای رفت مدار ثانویه می شود.
حالت سوم
در صورتی که دبی مدار اولیه بیشتر از دبی مدار ثانویه باشد، بخشی از آب گرم خروجی مستقیما به مسیر برگشت هدایت شده و در نتیجه دمای برگشت مدار اولیه افزایش پیدا می کند، در حالی که دمای رفت مدار ثانویه بدون تغییر باقی می ماند.
این سه حالت، تمامی وضعیت های نمایش داده شده در نمودار عملکرد هدر بالانس را پوشش می دهند و نشان می دهند که رفتار هیدرولیکی سیستم مستقیما به نسبت دبی مدار اولیه و مدار ثانویه وابسته است.
