Diagrama pentru conectarea cazanelor pe gaz la o cascadă. Instalarea in cascada a cazanelor de incalzire. Tubulatura cazanului cu racord in cascada

Conectarea în cascadă a cazanelor de încălzire este o soluție tehnică eficientă care îmbunătățește calitatea controlului sistemului și reduce consumul de combustibil. Conectarea cazanelor în cascadă oferă o serie de avantaje semnificative în funcționarea sistemelor de încălzire și apă caldă medii și mari. Materialul articolului examinează principiile de funcționare și construcție a cascadei, descrie caracteristicile acestei soluții de inginerie termică.

O analiză a funcționării echipamentelor cazanului arată că în 80% din timp, generatoarele de căldură funcționează la o putere care nu depășește capacitatea nominală de 50%. Adică, puterea de căldură este luată în timpul sezonului de încălzire cu aproximativ 30 - 35%. Acest lucru se datorează schimbării temperaturii mediu inconjurator, schimbarea modului de consum de apă caldă și așa mai departe.

Puterea cazanelor este întotdeauna calculată la maxim - aceasta se face pentru a acoperi necesarul total de căldură. Fiecare cazan are o putere termică minimă în funcționare, este de la 25 la 40% din capacitatea nominală.

Cu o scădere a consumului de căldură, centrala va produce o cantitate de căldură în acest interval. Această cantitate nu este întotdeauna necesară - excesul de combustibil va fi ars exact așa.

Soluția la această problemă a fost cazane în cascadă... Mai multe generatoare de căldură sunt instalate în cascadă - acest lucru vă permite să schimbați calitativ controlul puterii, să îl faceți treptat sau neted. Reglarea lină face posibilă producerea exactă a cantității necesare de căldură.

Această proprietate a cascadei mărește flexibilitatea sistemului. Cu un generator de căldură puternic instalat, această flexibilitate nu poate fi atinsă.

Cascadele combină cel mai adesea gaz și. Mai mult, pentru a integra automatizarea, cazanele trebuie să fie de aceeași marcă (producător). Este posibilă conectarea cazanelor de la diferiți producători, dar aceasta necesită utilizarea unor unități suplimentare, circuite de control și automatizări.

Diagrama cascadei cazanului

Conexiunea în cascadă este un exemplu clasic de aplicare a unui header cu pierderi reduse. Cazanele din circuitul primar sunt conectate în paralel cu colectoarele directe și pe retur. La rândul lor, colectoarele sunt conectate la comutatorul hidraulic.

Pe fiecare cazan este instalată și o supapă de reținere pentru alimentare (dacă nu există una încorporată). Supapa împiedică curgerea lichidului de răcire prin cazanul în gol și pierderea de căldură pe schimbătorul său de căldură.

Un filtru de plasă este instalat pe conducta de retur a cazanului pentru a proteja cazanul de contaminare. Fiecare cazan este oprit de supape de închidere cu o îmbinare demontabilă. Acest lucru vă permite să scoateți cazanul pentru reparații și întreținere fără a opri sistemul.

Grupul colector al cazanului este echipat cu un grup de siguranță - o supapă de siguranță, o aerisire automată și un termomanometru. Grupul se instalează fără greșeală, chiar dacă există grupuri de siguranță a cazanului încorporate.

Un element obligatoriu al sistemului este (expansomat). Poate fi conectat atat la circuitul cazanului cat si la circuitul consumatorului. Este calculat pentru volumul total de lichid de răcire din sistem.

Alegerea colectoarelor cazanelor se bazează pe faptul că aria lor de curgere nu trebuie să fie mai mică decât secțiunea transversală totală a conductelor de alimentare a cazanelor din cascadă. Săgeata hidraulică trebuie să aibă, de asemenea, un diametru al duzelor de conectare nu mai mic decât diametrul colectoarelor.

Controlul cascadei cazanului

Circuitul primar este controlat în următoarele moduri:

Control manual al funcționării fiecărui cazan individual;
Control în trepte prin intermediul comutatoarelor în cascadă;
Reglare lină de către unitatea de control în cascadă (BKU).

Controlul manual se realizează prin setarea parametrilor de funcționare ai fiecărui cazan, în primul rând temperatura. Această opțiune de ajustare necesită prezența constantă a unei persoane.

Controlul pasului se realizează folosind comutatoare în cascadă. Ei controlează sistemul ca un set de trepte de putere; atunci când sarcina se schimbă, pornesc (opresc) cazanele individuale ale cascadei.

Cea mai eficientă este reglarea lină cu ajutorul SCU. În acest caz, se realizează pasul minim de schimbare a puterii. Cazanele trebuie sa fie echipate cu arzatoare modulante. Unitățile de control în cascadă pot fi integrate cu senzori de temperatură a camerei și sisteme de automatizare dependente de vreme.

Epuizarea unei cascade de cazane

Extragerea fumului din sistem depinde de tipul cazanelor pe gaz și se realizează prin următoarele metode:

Coșuri coaxiale separate;
Coșuri de fum separate ale cazanelor turbo;
Grup de evacuare a fumului cu supape de reținere a fumului;
Evacuare naturală de fum - de grup sau individual.

Cu evacuarea fumului de grup, la coșul comun sunt conectate nu mai mult de 4 cazane. Cu evacuare colectivă a fumului, fiecare cazan este echipat cu o supapă de reținere a fumului. Împiedică pătrunderea fumului în încăpere atunci când generatorul de căldură este inactiv.

Cosurile de fum sunt construite cu o panta de 5 pana la 10% fata de cazane. La construirea unui sistem de fum pentru cazane cu o cameră de ardere deschisă, este necesar să se efectueze un calcul aerodinamic al coșului comun pentru a asigura tirajul necesar.

Avantajele și dezavantajele cascadei

Principalele avantaje ale cazanelor în cascadă sunt:

Fiabilitatea sistemului - disponibilitatea constantă a unei rezerve;
Flexibilitatea reglementării - economie de combustibil;
Creșterea duratei de viață a cazanelor - implementarea unui mod de funcționare „cu economisire”;
Posibilitatea de reparare și întreținere promptă a fiecărei unități individuale de cazan;
Condiții de instalare facilitate - în timpul construcției cazanelor de pe acoperiș, livrarea acestora la șantier este facilitată.

Cascada are, de asemenea, următoarele dezavantaje:

Creșterea generală a costurilor echipamentelor;
Este necesară o cameră mai spațioasă pentru a găzdui cascada.

Creșterea costului sistemului datorită economiei de combustibil se plătește de la sine. Racordarea in cascada a cazanelor este benefica atat din punct de vedere tehnic cat si economic. Construcția independentă a cascadei este cu greu posibilă - este nevoie de atragerea de specialiști pentru instalarea și reglarea automatizării, calculele canalelor de fum și așa mai departe.

A. Boyko

Utilizarea mai multor cazane pe gaz pentru un sistem de încălzire este o soluție destul de populară în rândul organizațiilor de instalare și proiectare. Luați în considerare aspectele practice privind instalarea și utilizarea unor astfel de instalații în cascadă.

Decizia de a utiliza mai multe cazane pe gaz (două sau mai multe) pentru un sistem de încălzire este justificată cu o sarcină termică de 40 kW. Aceasta poate fi atât o zonă mare încălzită, cât și prezența sarcinilor termice sub formă de piscine, garaje, saune, sere etc.

Utilizarea mai multor cazane pentru un sistem de încălzire are o serie de avantaje față de un cazan, care are aceeași putere totală. În primul rând, mai multe cazane mici de dimensiuni și greutate mai mici sunt mult mai ușor și mai ieftin de livrat în camera cazanelor și se instalează acolo în loc de un cazan mare și greu. Acest moment devine deosebit de relevant atunci când se instalează cazane în cascadă de acoperiș sau semisubsol.

În plus, fiabilitatea sistemului este mult îmbunătățită. În cazul unei opriri forțate a uneia dintre centrale, sistemul va continua să funcționeze, furnizând cel puțin 50% din putere (când sunt instalate două cazane).

Printre alți factori în favoarea unei instalări în cascadă - ușurința întreținerii datorită dimensiunii mai mici a fiecărei centrale (întreținerea fiecărei centrale se poate efectua fără oprirea întregului sistem); o creștere a resursei totale a cazanelor (toamna și primăvara, doar o parte din cazane pot fi acționate prin oprirea manuală a celeilalte părți sau folosind automatizarea în cascadă).

În plus, dacă în viitor va fi necesară înlocuirea unor piese, este bine cunoscut faptul că piesele pentru cazane de putere mai mică sunt mai accesibile și mai ieftine datorită producției de serie mai mari.

Controlul funcționării cazanelor în cascadă

Cel mai adesea, pentru a simplifica circuitele, atunci când cazanele sunt utilizate împreună, nu este prevăzută nicio automatizare în cascadă, iar temperatura de ieșire necesară este setată pe fiecare cazan. Dar, dacă se dorește, pot fi utilizate unități de control în cascadă, care sunt conectate la contacte destinate conectării termostatelor de cameră individuale.

Conectarea cazanelor într-o cascadă folosind o unitate de control în cascadă este o soluție complexă și are o eficiență mai mare. Acest bloc asigură funcționarea alternativă a tuturor cazanelor și garantează același număr de ore de funcționare pentru fiecare generator de căldură. Blocul optimizează funcționarea sistemului și asigură că doar numărul necesar de generatoare de căldură este pornit, în funcție de puterea necesară.

Atunci când se lucrează cu arzătoare modulate, unitatea de control în cascadă, pe lângă principiul descris mai sus, urmărește să asigure funcționarea cazanelor în regim de putere parțială (modulare). Cea mai eficientă este utilizarea unei unități de control în cascadă împreună cu cazane in condensare... În acest caz, puterea furnizată de centrale se potrivește cel mai bine cu consumul de energie. De exemplu, atunci când trei cazane montate pe perete din seria LUNA Duo-tec MP cu o capacitate de 100 kW (BAXI (Italia)) sunt utilizate împreună, puterea care este eliberată se modifică fără probleme de la 30 la 300 kW, în funcție de nevoi. a sistemului. Aceasta înseamnă că raportul de funcționare al unui astfel de sistem va fi de 1:10. Diagramă schematică un astfel de sistem este prezentat în fig.

Orez. Schema sistemului de încălzire cu o cascadă de cazane Luna Duo-Tec MP, un circuit de temperatură înaltă, două circuite de temperatură joasă și un cazan ACM:
QAC 34 - senzor de temperatură exterioară; AVS 75 - modul de extensie extern programabil; AGU 2.550 - modul de expansiune intern; OCI 345 - placa de interfata pentru conectarea altor regulatoare prin LPB-bus; QAD 36 - senzor de temperatură montat la suprafață; QAZ 36 - senzor de temperatură a apei în cazanul ACM; QAA 55 - senzor de temperatura camerei; QAA 75 - controler de climă telecomandă; MV - robinet de amestec; RT - termostat mecanic de cameră

Condensare

Cazanele in condensatie, datorita consumului redus de combustibil, sunt in prezent cele mai economice instalatii care consuma gaz. Ca parte a unui sistem în cascadă, ele reprezintă o nouă alternativă la sistemele industriale de încălzire.

Utilizarea cazanelor în condensație în cascade cu o capacitate de la 45 la 150 kW face posibilă: furnizarea de mai multă putere într-un spațiu limitat; facilitează instalarea cazanelor de pe acoperiș datorită dimensiunilor mici gravitație specifică echipament (pe unitate de putere). În plus, tehnologia de condensare oferă mai puține vibrații și nivel de zgomot în comparație cu cazanele tradiționale cu arzătoare cu tiraj forțat, iar prezența unui ventilator încorporat permite utilizarea coșurilor de fum cu diametru mic (puteți face fără coșuri mari și scumpe).

Ecologicul cazanelor cu condensare, și anume conținutul foarte scăzut de CO și NO x în comparație cu alte cazane care utilizează combustibili tradiționali, face posibilă utilizarea unor astfel de sisteme în orașele mari și zonele de mediu. Printre dezavantajele tehnologiei de condensare se numără costul ridicat (care, însă, este compensat de perioada scurtă de amortizare din cauza creșterii tarifelor la gaz), necesitatea organizării drenării și neutralizării condensului.

Ținând cont de erorile care se întâlnesc des în timpul instalării și întreținerii cazanelor, se pot determina principalele recomandări în acest sens.

În special, trebuie remarcat faptul că atunci când mai multe cazane lucrează împreună pentru un sistem de încălzire cu un debit de apă variabil (mai multe zone de încălzire reglabile separat), se recomandă utilizarea unui separator hidraulic ("săgeată hidraulică").

În plus, atunci când utilizați cazanul pentru încălzire suprafata mica(mai putin de 100 m 2) se recomanda insistent folosirea unui termostat de camera impreuna cu centrala (pentru a reduce numarul de porniri/opriri a centralei). De asemenea, se recomandă să setați separat puterea circuitului de încălzire.

În caz contrar, recomandările pentru instalarea cazanelor în cascadă nu diferă de recomandările pentru instalarea altor cazane. Deci, înainte de a conecta generatorul de căldură la sistemul de încălzire, este necesar să spălați bine toate conductele cazanului și sistemul de încălzire pentru a îndepărta eventualele particule străine. Este foarte recomandat să instalați un filtru pe conducta de retur a încălzirii și robinete de închidere pe conductele de alimentare și retur de încălzire.

Racordarea în cascadă a cazanelor este o tehnică eficientă de creștere a puterii unitare a unui dispozitiv de încălzire, care este folosită de specialiștii în încălzire de mulți ani. Conceptul de recepție este simplu: împărțim sarcina termică totală între două sau mai multe cazane controlate independent și includem în cascadă doar acele cazane care satisfac cererea pentru o anumită sarcină la un anumit moment. Fiecare boiler reprezintă propriul „pas” de capacitate de încălzire în capacitatea totală a sistemului. Un controler inteligent (microcontroller) monitorizează constant temperatura de tur a agentului de încălzire și determină ce trepte ale sistemului trebuie pornite pentru a menține temperatura setată.

De obicei, sunt luate în considerare exemple scheme simple racordarea încălzirii și alimentării cu apă caldă cu un cazan pe gaz, selectat în funcție de condițiile de sarcină maximă a acestuia. De fapt, practica a confirmat că în sezonul de incalzire Aproximativ 80% din timp, capacitatea cazanului este utilizată nu mai mult de 50%, iar în timpul sezonului de funcționare, sarcina este, în medie, de 25-45%. În consecință, cu o sarcină atât de neuniformă și adesea scăzută, un cazan de mare capacitate va consuma inutil resurse de energie și va compensa ineficient costurile de căldură. În acest caz, o conexiune în cascadă a cazanelor este o soluție eficientă.

Exemplu de conectare în cascadă a trei cazane

De obicei, de exemplu, se iau în considerare scheme simple pentru conectarea încălzirii și a alimentării cu apă caldă cu un cazan pe gaz, selectat în funcție de condițiile sarcinii sale maxime. De fapt, practica a confirmat că în timpul sezonului de încălzire, aproximativ 80% din timp, capacitatea cazanului este utilizată nu mai mult de 50%, iar în timpul sezonului de funcționare, sarcina este, în medie, de 25-45% . În consecință, cu o sarcină atât de neuniformă și adesea scăzută, un cazan de mare capacitate va consuma inutil resurse de energie și va compensa ineficient costurile de căldură. În acest caz, o conexiune în cascadă a cazanelor este o soluție eficientă.

Cazan;
Antet cu pierderi reduse.

Cascada cazanelor asigură fără probleme funcționarea cazanului la puterea necesară (într-o gamă largă) indiferent de anotimp datorită conexiune serială unul după altul mai multe cazane „mici”. Cu ajutorul controlului în cascadă cu control programat se rezolvă problema determinării raportului optim dintre puterea cazanului și sistemul de încălzire. Astfel, în afara sezonului și în timpul iernilor calde, o boiler în cascadă poate funcționa mult timp la temperaturi scăzute ale lichidului de răcire, ceea ce reduce costul radiației de căldură și perioadele de mod de așteptare a sistemului. In acelasi timp, conditii de temperatura obiect, adică confortul utilizatorului.

Cu toate acestea, odată cu creșterea numărului de cazane în cascadă, crește pierderile de căldură prin schimbătoarele de căldură și corpurile cazanelor nefuncționale. Prin urmare, se recomandă în general limitarea la patru a numărului de cazane dintr-o cascadă.

Dezavantajele conexiunii în cascadă includ faptul că instalarea mai multor cazane mici și instalarea de componente suplimentare pentru a controla cascada crește costul sistemului de încălzire și necesită mai mult spațiu decât instalarea unui cazan puternic și, de asemenea, complică conectarea cascadei. spre horn.

După cum se poate vedea din figură, această schemă include un dispozitiv suplimentar - un antet cu pierderi reduse. Să ne dăm seama ce fel de dispozitiv este și pentru ce este folosit?

Antet cu pierderi reduse(săgeata) este un element modern al sistemului de încălzire. Este conceput pentru a separa circuitele primare (generatoare de căldură) și secundare (consumatori), creând o zonă de rezistență hidraulică redusă. Astfel, debitul lichidului de răcire în ambele circuite va depinde complet doar de performanța respectivelor pompe de circulație, a căror influență reciprocă este exclusă.

Headerul cu pierderi reduse (săgeata) asigură echilibrul hidraulic (și deci echilibrul temperaturii) celor două circuite. La utilizarea unui colector cu pierderi reduse, debitul de lichid de răcire în circuitul secundar este asigurat numai atunci când este corespunzător pompă de circulație, care permite sistemului să reacționeze la sarcina termică la un moment dat. Când pompa circuitului secundar este oprită, nu există circulație și toată apa circulată de pompa circuitului primar este ocolită prin colectorul cu pierderi reduse. Astfel, atunci când se utilizează un comutator hidraulic în circuitul primar, este posibil să se mențină un debit constant al lichidului de răcire, iar în circuitul secundar, acesta poate fi reglat eficient în funcție de sarcina termică. V sisteme moderneîncălzirea acestei funcții este standard.

Un divizor hidraulic gata de fabricație oferit spre vânzare este selectat din catalog în funcție de puterea necesară a cazanului (kW) și de debitul maxim al agentului de încălzire din sistem (l / h).

2007-10-22

Cazanele în cascadă reprezintă o tehnică eficientă de creștere a capacității unitare a unui dispozitiv de încălzire, care este folosită de specialiștii în încălzire de mulți ani. Conceptul de recepție este simplu: împărțim sarcina termică totală între două sau mai multe cazane controlate independent și includem în cascadă doar acele cazane care satisfac cererea pentru o anumită sarcină la un anumit moment. Fiecare boiler reprezintă propriul „pas” de capacitate de încălzire în capacitatea totală a sistemului. Un controler inteligent (microcontroller) monitorizează constant temperatura de tur a agentului de încălzire și determină ce trepte ale sistemului trebuie pornite pentru a menține temperatura setată.

Principalele avantaje ale unui sistem de încălzire în cascadă:

fiabilitate crescută (dacă un cazan se defectează, restul poate acoperi parțial sau complet sarcina termică necesară);
eficiență crescută (cazanele convenționale pierd destul de mult din eficiență atunci când funcționează la putere parțială);
simplificarea instalării (elementele individuale ale cascadei sunt mult mai ușor de livrat și asamblat decât un cazan de mare putere).

Este evident că un sistem de mai multe cazane în loc de unul este capabil să asigure mai eficient condițiile sarcinilor de proiectare. Pe baza acestui fapt, se poate presupune că cu cât sunt mai mulți pași într-un sistem în cascadă, cu atât va satisface mai bine sarcina sistemului de încălzire. Acest lucru este eficient în special atunci când sunt necesare puteri reduse.

Cu toate acestea, odată cu creșterea numărului de pași, crește și suprafața de transfer de căldură a sistemului (pierderea de căldură prin carcasa cazanului), prin care are loc pierderea de căldură. Acest lucru poate „nega” în cele din urmă beneficiile eficienței sporite a unui astfel de sistem. Prin urmare, utilizarea a mai mult de patru etape nu este întotdeauna recomandabilă. O limitare inerentă a unui sistem „simplu” în cascadă (cazane cu arzătoare cu o treaptă sau două trepte) este o reglare pas cu pas a producției de căldură (puterea sistemului) și nu un proces controlat continuu.

Desi folosirea a mai mult de doua trepte reduce semnificativ capacitatea de incalzire a fiecarui cazan, solutia ideala ar fi un sistem in cascada „modulator” (cazane cu arzatoare modulante). Arzatoarele modulante permit reglarea puterii infinit variabila in functie de cererea de caldura. Cea mai recentă tendință în sistemele în cascadă este sistemul în cascadă modulat.

Spre deosebire de utilizarea arzătoarelor în trepte, cazanele cu arzătoare modulante sunt capabile să modifice fără probleme volumul de alimentare cu combustibil și, în consecință, să controleze nivelul producției de căldură într-o gamă largă de valori. Astăzi pe piața echipamentelor de încălzire există cazane articulate de putere sporită cu arzătoare modulante, capabile să modifice fără probleme performanța cazanului în intervalul de 30-100% din puterea termică nominală.

Capacitatea cazanelor cu arzătoare modulante de a reduce consumul de combustibil este adesea numită factor de reglare a funcționării arzătorului (adică raportul dintre puterea termică maximă a cazanului și minim). De exemplu, raportul de reglare a funcționării unui arzător al unui cazan cu o putere termică maximă de 50 kW și un consum minim de combustibil de 10 kW va fi de 50 kW / 10 kW sau 5: 1.

Coeficientul total de reglare a funcționării cazanelor instalate în sistemul în cascadă depășește semnificativ coeficientul unui cazan individual. De exemplu, dacă sunt utilizate trei cazane într-un sistem în cascadă cu o putere termică maximă de 50 kW și un minim de 10 kW, controlul capacității totale va fi efectuat în intervalul de la 150 la 10 kW. Prin urmare, raportul de funcționare al unui astfel de sistem ar fi 15: 1.

Cerințe pentru o cascadă „modulată”.

Există trei condiții importante care trebuie îndeplinite la proiectarea unui sistem de etape „modulat”. În primul rând, conductele de rețea și controlere trebuie implementate astfel încât să fie posibilă reglarea independentă a circulației debitului prin fiecare cazan. Apa nu trebuie să circule printr-un cazan care nu funcționează, altfel căldura mediului de încălzire va fi disipată prin schimbătorul de căldură sau carcasa cazanului. Acest lucru se aplică și unui sistem simplu în cascadă.

Reglarea independentă a debitului mediu de încălzire se realizează prin echiparea fiecărui cazan cu o pompă de circulație individuală. Când pompele de circulație sunt instalate în paralel, supapele de reținere trebuie instalate în aval de pompă pentru a preveni refluxul agentului de încălzire prin cazanele inactiv. Alimentarea cu agent de incalzire a fiecarui cazan folosind pompe de circulatie individuale permite cresterea presiunii in schimbatorul de caldura al cazanului in functiune pentru a preveni cavitatia si vaporizarea exploziva.

În al doilea rând, conectarea conductelor de tur și retur pentru fiecare cazan trebuie efectuată în paralel (mai ales la utilizarea cazanelor în condensație). Acest lucru vă permite să mențineți aceeași temperatură a apei la intrarea în fiecare cazan și, dacă este necesar, să excludeți fluxul de lichid de răcire între circuite. Temperatura scăzută a lichidului de răcire furnizat cazanului contribuie la condensarea vaporilor de apă din produsele de ardere și la creșterea eficienței sistemului.

Unele regulatoare în cascadă pentru cazane cu arzătoare modulante sunt echipate cu o funcție de „întârziere”, adică. sunt capabili să pornească pompa de circulație a unui cazan specific cu puțin timp înainte de a porni arzătorul. În plus, pot menține pompele în funcțiune o perioadă după ce arzătorul a fost oprit. Primul asigură că schimbătorul de căldură al cazanului este încălzit de către purtătorul de căldură furnizat cald al sistemului, ceea ce previne șocul termic din cauza unei diferențe semnificative de temperatură (și condensului gazelor de ardere pentru cazanele convenționale) atunci când arzătorul este aprins.

Al doilea este să eliminați căldura reziduală a schimbătorului de căldură și să nu o eliminați prin sistemul de ventilație după terminarea funcționării cazanului. Și în al treilea rând, este foarte important ca pompele de circulație să asigure un debit adecvat al agentului termic prin cazanele în funcțiune, indiferent de debitul sistemului de încălzire. O soluție naturală la această problemă este utilizarea unui separator hidraulic de joasă presiune.

Pașii de instalare a sistemului

Conectarea sistemului în cascadă se realizează în trei etape:

racordarea hidraulica a cazanelor si sistemelor;
racordare la un singur colector de fum;
setări de automatizare în cascadă.

Mulțumită sistem modular instalare, care poate fi comparată cu colecția unui designer pentru copii, se obține o viteză mare de instalare și fiabilitatea sistemului. Principalele etape ale instalării unei unități generatoare de căldură în cascadă sunt prezentate în Fig. 2. Desigur, principala modalitate de a coordona mai multe unități generatoare de căldură și un sistem de alimentare cu căldură este un colector hidraulic de joasă presiune.

Metodele de calcul al selecției și instalării sunt bine cunoscute. Sistemul de coordonare hidraulică a cazanelor constă din mai multe etape standard de conectare: 1. două cazane în cascadă; 2. al treilea cazan din cascadă; 3. grupuri de siguranţă ale cascadei (fig. 3). În funcție de puterea necesară, se poate asambla o cascadă de două sau trei cazane. Materialul de bază este țevi nichelate cu pereți groși, care sunt conectate folosind cuplaje cu deconectare rapidă(așa-numitele „femei americane”).

Setul de livrare include toate elementele necesare, de la supape de închidere la garnituri. Un astfel de set complet permite ca instalarea cascadei să fie realizată cât mai rapid și precis posibil.

Control modulat

Un controler în mai multe etape pentru un sistem simplu în cascadă, care utilizează controlul proporțional-integral-derivat (PID), măsoară constant temperatura agentului de încălzire care curge în sistem, o compară cu o valoare calculată și determină ce arzător trebuie pornit și care ar trebui dezactivat. Pentru a controla o cascadă de cazane și a obține un consum economic de combustibil, este necesar să folosiți automatizări speciale.

Unul dintre cazanele cascadei joacă rolul de „master” și este pornit mai întâi, restul, „sclavi”, sunt conectați după cum este necesar. Controlul automatizării vă permite să transferați rolul de „master” de la un cazan la altul, precum și să efectuați secvența de pornire a cazanelor „slave” și diferențele de temperatură de pornire la fiecare treaptă ulterioară.

În cazul unei defecțiuni la boilerul plumb, prioritatea se schimbă automat. Dacă cererea de căldură nu vine din niciuna dintre zone, regulatorul va opri toate cazanele, iar atunci când este primit un semnal de cerere, le va porni. După oprirea ultimului cazan, pompa de circulație se oprește după o anumită perioadă de timp.

În majoritatea sistemelor în cascadă „modulate”, metoda de control este diferită. De regulă, scopul este de a crește durata de funcționare a cazanelor în intervalul de temperatură scăzută și la putere incompletă. Immergas recomandă utilizarea controlerelor Honeywell Smile SDC 12-31 pentru cazanele sale Victrix 50 (fig. 4). Deși diferiți producători oferă sisteme diferite control, abordarea general acceptată este următoarea: pornirea cazanului, apoi modularea funcționării acestuia la nivelul de putere termică care satisface sarcina necesară.

Dacă este necesară căldură suplimentară, capacitatea de încălzire a primului cazan este redusă semnificativ, al doilea cazan este pornit și apoi capacitatea de încălzire a ambelor cazane este modulată în mod corespunzător pentru a satisface sarcina necesară. O astfel de schemă asigură că ambele cazane funcționează la capacități de încălzire mai mici și, prin urmare, într-un mod mai blând, în contrast cu funcționarea unui cazan la putere maximă.

Acest lucru crește suprafața schimbului de căldură, prin urmare, crește probabilitatea condensului vaporilor de apă din produsele de ardere, precum și eficiența sistemului. Să presupunem că sarcina continuă să crească și două cazane care funcționează la un nivel relativ ridicat de capacitate de încălzire nu își pot îndeplini condițiile.

Apoi, al doilea cazan reduce consumul de combustibil, al treilea este pornit, iar puterea termică a celei de-a doua și a treia trepte este modulată în paralel. În unele sisteme, primul cazan este, de asemenea, capabil să reducă consumul de combustibil atunci când treptele rămase sunt activate, prin urmare, toate cele trei trepte de putere pot fi controlate în paralel.

Moduri de operare a controlerului

Majoritatea controlerelor în cascadă sunt capabile de cel puțin două moduri de funcționare. În modul de încălzire, este implementat principiul de control în funcție de vreme, adică. Valoarea de referință pentru temperatura agentului de încălzire care curge în sistem depinde de temperatura exterioară. Cu cât temperatura exterioară este mai mică, cu atât temperatura dorită pe tur este mai mare.

Acest sistem elimina necesitatea unui mixer intre cazan si consumatorii de incalzire. În modul ACM, reglarea software a sistemului se efectuează atunci când valoarea setată a temperaturii transportatorului de căldură de alimentare nu depinde de temperaturile exterioare. Cu alte cuvinte, este setată o anumită valoare a temperaturii, suficient de mare, care asigură un nivel ridicat de transfer de căldură prin schimbătorul de căldură secundar.

Acest mod este de obicei folosit pentru a asigura o temperatură mai mare a agentului de căldură furnizat prin schimbătorul de căldură consumatorilor de apă caldă și sistemelor antigivrare. Modularea puterii cazanului duce la o scădere semnificativă a diferențelor dintre temperaturile necesare și cele reale ale agentului de încălzire, ceea ce previne „activarea” (pornirea/oprirea) frecventă a cazanului.

Unele controlere sunt, de asemenea, responsabile pentru funcționarea pompei principale de circulație și sunt legate de sistemul de management al clădirii. Generația modernă de cazane de putere redusă cu arzătoare modulante asigură economii de spațiu, Eficiență ridicată, funcționare silențioasă și fiabilitate. Aceasta este soluția ideală pentru sisteme de temperatură scăzută; astfel de cazane sunt ideale pentru încălzirea în pardoseală, sistemele antigivrare, încălzirea piscinei, sistemele de alimentare cu apă caldă, precum și sistemele cu pompe de căldură, inclusiv. geotermală.

Au câștigat deja o poziție în domeniul încălzirii locuințelor private. Ca parte a unui sistem în cascadă, cazanele cu arzătoare modulante reprezintă o nouă alternativă la sistemele industriale de încălzire.

Astăzi problema încălzirii este foarte acută și este adesea luată în considerare, acordându-i o mare atenție. Atât profesioniștii, cât și consumatorii obișnuiți sunt implicați în proces. În acest articol, sunteți invitat să luați în considerare o soluție de producere a căldurii dintr-o nouă perspectivă. Se vor lua în considerare opțiunile și selecția cazanelor, ținând cont de posibilitățile pe care le poate oferi tehnologie moderna integrat în sistemele în cascadă a cazanelor Therm. Alegerea optimă echipamentele generatoare de căldură vor ajuta la reducerea semnificativă a costurilor fără a economisi cerințele de confort.

Dacă comparăm costurile de exploatare a clădirilor rezidențiale sau a altor obiecte înainte și după instalarea cazanelor în cascadă Thermona, atunci economiile de costuri pot ajunge la valori incredibile - până la 40% pe an. Rentabilitatea investiției vine foarte repede. Pe lângă eficiența ridicată și modularea lină a puterii într-o gamă foarte largă, un cazan în cascadă poate fi amplasat direct într-o instalație încălzită. Sistemul în cascadă a cazanului reacționează cu acuratețe și rapiditate la cerințele în schimbare pentru încălzirea instalației și nu are pierderile inerțiale caracteristice sistemelor de încălzire centrală lente, precum și pentru cazanele cu un cazan masiv și voluminos.

Ce este o cascadă de cazane

O cascadă de cazane este un sistem special pentru conectarea mai multor cazane, permițându-le să funcționeze ca un întreg. Caracteristica de proiectare a cazanelor termice și automatizarea acestora permite o creștere lină a puterii generate de la 24% din puterea nominală a unui cazan uzat. Dacă este necesară o putere crescută (până la 1440 kW), cazanele în cascadă vor oferi mari avantaje. În primul rând, instalarea cazanelor Therm DUO 50T, DUO 50FT, DUO 50, TRIO 90T, TRIO 90 și 45KD utilizează eficient spațiul necesar. Centrala termică are cel mai mare raport dintre spațiul ocupat și capacitatea instalată, păstrând în același timp toate avantajele conexiunii în cascadă și modularea continuă a puterii.

Este posibil ca cascada să nu includă neapărat cazane de același tip KD, DUO sau TRIO. Cazanele pot fi combinate cu capacități diferite, ceea ce face posibilă adaptarea sistemului la pierderile reale de căldură ale instalației și la performanța necesară de alimentare cu apă caldă. În industria de încălzire, cascada a devenit o modalitate inovatoare de a optimiza instalațiile de generare a căldurii de mare capacitate. Un cazan de mare putere ar funcționa chiar și cu o cerere scăzută de căldură, supraîncălzind sistemul, folosind o conexiune în cascadă, puteți porni exact numărul de cazane de care este necesar în acest moment, care este reglementat de automatizarea cu microprocesor electronic.

În practică s-a confirmat că în timpul sezonului de încălzire, în 80% din timp, capacitatea cazanului este solicitată doar cu 50%. Adică pentru sezonul în ansamblu, centrala este folosită doar la 30% din puterea maximă. Aceasta înseamnă că de cele mai multe ori funcționează la putere minimă cu eficiență scăzută. În timp ce schema în cascadă oferă puterea necesară la un moment dat, conectând una după alta numărul necesar de cazane și aducându-le la modul optim, economic. Controlul în cascadă, controlat prin software, înlătură influența factorului de dezechilibru în puterea de generare a căldurii și nevoia de căldură de la consumatori. Gama de schimbare a puterii în cascadă vă permite să lucrați în mod constant cu o temperatură scăzută a apei de încălzire, ceea ce reduce pierderile de radiații în timpul perioadei de oprire a sistemului. Disponibilitatea este crescută și condițiile de temperatură de încălzire sunt optimizate pentru a crește confortul de utilizare.

Până de curând, funcționarea unei case de cazane în cascadă putea fi susținută doar de echipamente scumpe, cu o automatizare complet schimbată a cazanului principal. O descoperire a fost interfețele de comunicare dezvoltate pentru cazane, conectate la plăci standard și care fac posibilă transferul de informații între cazane și schimbarea fără probleme a puterii tuturor cazanelor conectate la cascadă. Acest lucru a făcut posibilă setarea parametrilor optimi de putere în orice moment în timpul funcționării și obținerea accesului la informații despre acțiunile efectuate de fiecare cazan, de exemplu, la diagnosticarea defecțiunilor sau la punerea în funcțiune a unei cazane în cascadă. Un cazan în cascadă este un „sistem inteligent” cu un mod de funcționare complet automatizat, fără prezența unui „factor uman”.

Astăzi, o soluție tehnică care utilizează hardware și software standardizat este disponibilă pentru proprietarii foarte economici.

De ce cascada

Cazanele aflate în prezent pe piață pot fi de diferite modele - cazane cu o putere constantă, cazane cu două puteri constante și cazane cu control continuu al puterii (aproximativ de la 40% la 100% din putere). În mod obișnuit, sunt oferite unități de control secvențial al cazanelor ("comutatoare în cascadă") care pot porni și opri cazanele alternativ. Schema standard de conectare este de până la 4 cazane în cascadă. În practică, aceasta corespunde unei trepte de putere de intrare de 100 kW, cu un maxim total de 400 kW, adică un salt de 25%. Spre deosebire de aceasta, cascada cazanului THERM funcţionează la putere minimă, de ex. 13 kW (45 KD) continuu până la max. putere 400 kW. Desigur, în acest caz, consumul de gaz va fi mult mai mic. Avantajele cazanelor în cascadă includ un numar mare de opțiuni pentru eventualele camere de cazane. Puteți schimba atât locația cazanelor, cât și aspectul încăperii cazanelor în sine. Boilerul poate fi amplasat aproape oriunde - la subsol, într-o extensie separată sau în pod. Cazanele și echipamentele individuale ale cazanelor în cascadă pot fi instalate în mod arbitrar, astfel încât camera cazanelor, ca un designer pentru copii, să se potrivească exact în spațiul alocat.

De ce o cascadă de cazane THERM

Cazanele suspendate THERM, de unică folosință, își reglează la infinit puterea proprie de la cca. 23% până la 100% (în funcție de tipul de cazane utilizate) din puterea nominală. Cascada cazanului THERM este unică, dar în același timp într-un mod simplu, face posibilă creșterea intervalului de variație lină a performanței centralei de la puterea minimă produsă de un cazan la puterea maximă a tuturor celor 16 cazane conectate în cascadă. Aceasta extinde domeniul de control de la 1,8% la 100% capacitate pentru 16 cazane în cascadă. Implementarea este foarte simplă - o placă de interfață de comutare este instalată în fiecare cazan conectat, conectată cu două fire la alte cazane și o cascadă cu drepturi depline este gata. Nu este necesar un comutator în cascadă costisitor. Este la fel de ușor să controlezi întreaga cascadă. Este necesar să porniți toate cazanele și apoi să setați temperatura de încălzire pe primul. Cazanele se vor ocupa de restul „însele”. Nu este nevoie de timp și configurație complexă a fiecarui cazan, setarea controlului cazanului principal etc. Dacă este necesară creșterea numărului de cazane, acesta trebuie conectat la sistem de incalzire un alt cazan, instalați o interfață în el, conectați două fire și porniți o cascadă.

Totul este foarte simplu. Este suficient să setați comutatoarele pe toate interfețele în conformitate cu numărul de serie al cazanului în cascadă, instalați comutatorul situat în cazanul principal, în funcție de numărul total de cazane și cascada va începe să funcționeze. Această ajustare inițială, pentru a evita complicațiile, trebuie efectuată de un tehnician de service. În viitor, aceste setări nu se mai fac. În cazul controlului încălzirii apei de încălzire în funcție de temperatura exterioară (reglarea echitermei), este suficient să instalați un singur senzor suplimentar și camera cazanelor în cascadă va funcționa în funcție de condițiile meteorologice. Reglarea Equitherm este recomandată pentru a fi utilizată în încăperile cazanelor care încălzesc clădiri industriale sau de birouri pentru a elimina complet erorile asociate cu acțiunile personalului neinstruit.

Un alt avantaj al cazanelor THERM se manifesta in rezolvarea problemei de alimentare cu apa calda (ACM). Una sau mai multe cazane sunt conectate hidraulic printr-o supapă cu trei căi la cazanul în cascadă, iar termostatul rezervorului este conectat cu două fire la cazanul corespunzător din cascadă, iar problema ACM este rezolvată. Orice cazan THERM conectat la cascada THERM, cu excepția cazanului de control, poate încălzi apa pentru alimentarea cu apă caldă. Astfel, numarul maxim de cazane conectate la cascada care pot incalzi apa calda este de pana la 15 unitati.

Pe scurt principalele avantaje ale cazanelor THERM:

eficiență investițională excepțională;
soluție de comunicare economică și foarte eficientă în cascadă;
economii mari de costuri în comparație cu alte surse de căldură;
lucru complet automatizat;
economie de exploatare excelentă;
modularea largă a puterii cazanului în ansamblu (de exemplu, de la 13 la 720 kW);
fiabilitate ridicată în muncă;
instalare și punere în funcțiune simplă;
soluție tehnică simplă și intuitivă;
control simplu și intuitiv;
adaptare optimă pentru conectarea unui cazan de apă caldă;
amprentă mică;
diagnosticare și monitorizare la distanță a centralelor termice;
respect pentru mediu.

Cazane utilizate în încăperile cazanelor în cascadă

Cel mai adesea, cazanele Therm DUO 50, DUO 50 T, DUO 50 FT, TRIO 90, TRIO 90 T sau centralele Therm 45 KD sunt folosite pentru includerea în cascadă. Este posibil să includă în cascadă și cazane cu o capacitate de 28, 20, 17 sau 14 kW. Soluția tehnică a sistemului în cascadă a cazanelor face posibilă includerea în cascadă a tuturor cazanelor THERM cu automatizare control DIMS, iar acestea sunt cazane cu afișaj digital, cu excepția cazanelor cu încălzire instantanee a circuitului ACM. Pentru cazane mari în cascadă, este posibilă în primul rând utilizarea cazanelor TRIO 90 sau versiunea cu evacuare forțată a gazelor arse - TRIO 90T (avantajele DUO 50 FT). Un subiect separat este cazanele în cascadă de la cazanele în condensație Therm 45 KD.

Combinația dintre controlul inteligent al cazanelor Thermona și principiul de condensare al cazanelor are ca rezultat o reducere dramatică a costurilor de încălzire și încălzire ACM menținând în același timp emisiile foarte scăzute din procesul de ardere. Primul impuls pentru dezvoltarea cazanului în condensație THERM 45 KD a fost în principal utilizarea acestuia în încăperile cazanelor în cascadă. La dezvoltarea unui sistem de cazane în cascadă din cazane în condensare au folosit specialiștii Thermona propria experiență obtinut din proiectarea sistemelor de cazane in cascada de la cazane traditionale. Sistemul cazanului în cascadă în ansamblu este proiectat în așa fel încât să ofere utilizatorului final o soluție completă, bine gândită pentru încălzire și un circuit ACM. Prin urmare, o cascadă de cazane Therm 45 KD va îndeplini toate cerințele pentru o sursă de căldură și nu numai. În același timp, camera cazanelor în cascadă permite, de asemenea, utilizarea unui control echitermic complet compatibil fără a fi nevoie de instalarea unor sisteme de control sau regulatoare suplimentare. Astăzi, nu toți producătorii pot oferi o astfel de soluție.

Aceeași cascadă ca de la cazanele pe gaz THERM poate fi asamblată cu ajutorul centralelor electrice Therm. Toate centralele electrice THERM pot fi conectate împreună. Controlul inteligent al unei cascade de boilere electrice permite utilizarea unei cascade cu control fluid al puterii ca sursă de căldură. O cascadă de cazane electrice THERM vă permite să încălziți apa pentru gospodării. nevoile în cazan. Nu pot fi interconectate numai sistemele de control pentru cascade de cazane pe gaz și electrice.