Schema de conectare a cazanelor pe gaz în cascadă. Instalarea in cascada a cazanelor de incalzire. Conductă cazan pentru racord în cascadă

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 ia în considerare principiile de funcționare și construcție a cascadei, descrie caracteristicile acestei soluții termice.

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 termică 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 valoare minimă a puterii termice în funcționare, ea fiind cuprinsă între 25 și 40% din capacitatea nominală.

Când consumul de căldură scade, centrala va produce căldură în acest interval. Această cantitate nu este întotdeauna necesară - excesul de combustibil va fi ars exact așa.

Soluția la această problemă a fost cascada cazanului. 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. În cazul instalării unui singur generator de căldură puternic, nu este posibilă obținerea unei astfel de flexibilități.

Cascadele combină cel mai adesea gaz și. Mai mult, pentru integrarea automatizărilor, cazanele trebuie să fie de aceeași marcă (producător). Este posibilă conectarea cazanelor de la diferiți producători, dar acest lucru necesită utilizarea de noduri suplimentare, circuite de control și automatizare.

Diagrama cascada cazanului

Conexiunea în cascadă este o aplicație clasică a unui header cu pierderi reduse. Cazanele din circuitul primar sunt conectate în paralel la galeriile de mers înainte și retur. Colectorii, la rândul lor, sunt conectați la o săgeată hidraulică.

Pentru fiecare cazan de alimentare este instalată și o supapă de reținere (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, care protejează cazanul de contaminare. Fiecare cazan este oprit de supape de închidere cu racord pliabil. Acest lucru vă permite să scoateți cazanul pentru reparații și întreținere fără a opri sistemul.

Grupul colector al cazanelor este echipat cu un grup de siguranță - o supapă de siguranță, o aerisire automată și un termomanometru. Montarea grupului este obligatorie, chiar dacă există grupuri de siguranță încorporate în cazan.

Un element obligatoriu al sistemului este (expansomat). Poate fi conectat atat la circuitul cazanului cat si la circuitul consumatorului. Se calculează pe volumul total al lichidului 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. Întrerupătorul hidraulic trebuie să aibă, de asemenea, un diametru al conductelor de legătură nu mai mic decât diametrul colectoarelor.

Controlul cascadei cazanului

Funcționarea circuitului primar este controlată în următoarele moduri:

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

Controlul manual se realizeaza prin setarea parametrilor de functionare ai fiecarui cazan, in primul rand temperatura. Această opțiune de ajustare necesită prezența constantă a unei persoane.

Controlul pasului se realizează folosind comutatoare în cascadă. Aceștia gestionează 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 BCU. 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 compensate de vreme.

Extragerea fumului unei cascade de cazane

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

Coșuri de fum coaxiale separate;
Coșuri de fum separate ale cazanelor turbo;
Grup de evacuare a fumului cu clapete de fum inversat;
Îndepărtarea naturală a fumului - grup sau individual.

Cu eliminarea fumului de grup, nu mai mult de 4 cazane sunt conectate la un coș comun. 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.

Coșurile de fum sunt construite cu o pantă de 5 până la 10% față de cazane. La construirea unui sistem de evacuare pentru cazane cu o cameră de ardere deschisă, este necesar să se facă 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 promptă și prevenire 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 costului echipamentelor;
Pentru a găzdui cascada, este necesară o cameră mai spațioasă.

Costul crescut al sistemului datorită economiilor 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, calcularea căilor 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 sau mai mult. Aceasta poate fi fie o zonă mare încălzită, fie prezența sarcinilor termice sub formă de piscine, garaje, băi, sere etc.

Utilizarea mai multor cazane pentru un sistem de încălzire are o serie de avantaje în comparație cu un cazan care are aceeași capacitate 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 de instalat 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. Dacă una dintre cazane este forțată să se oprească, sistemul va continua să funcționeze, furnizând cel puțin 50% din putere (dacă sunt instalate două cazane).

Printre alți factori în favoarea unei instalări în cascadă se numără ușurința întreținerii datorită dimensiunii mai mici a fiecărei centrale (întreținerea fiecărei centrale se poate efectua fără oprirea întregului sistem); creșterea 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 unei piese, atunci 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 cazanului în cascadă

Cel mai adesea, pentru a simplifica schemele la partajarea cazanelor, 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 în cascadă folosind o unitate de control în cascadă este o soluție completă 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. Unitatea optimizează funcționarea sistemului și asigură că doar numărul necesar de generatoare de căldură este pornit, în funcție de puterea necesară.

Când se lucrează cu arzătoare modulante, unitatea de control în cascadă, pe lângă principiul descris mai sus, urmărește să se asigure că cazanele funcționează în regim de putere parțială (în modul de modulare). Cea mai eficientă este utilizarea unei unități de control în cascadă împreună cu cazane in condensare. In acest caz, puterea furnizata de centrale este cea mai consistenta cu puterea consumata. De exemplu, atunci când partajați trei cazane montate pe perete din seria LUNA Duo-tec MP cu o capacitate de 100 kW (BAXI (Italia)), puterea care este eliberată se modifică fără probleme de la 30 la 300 kW, în funcție de nevoile sistem. Aceasta înseamnă că raportul de reglare a funcționării unui astfel de sistem va fi de 1:10. schema circuitului un astfel de sistem este prezentat în fig.

Orez. Schema unui sistem 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 cu clemă; QAZ 36 - senzor de temperatură a apei în rezervorul 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 cu o capacitate de 45 până la 150 kW în cascadă face posibilă: furnizarea de mai multă putere în spații restrânse; facilitează instalarea cazanelor pe acoperiș datorită dimensiunilor mici gravitație specifică echipament (pe unitate de putere). În plus, tehnologia de condensare oferă mai puține vibrații și zgomot în comparație cu cazanele tradiționale cu tiraj forțat, iar prezența unui ventilator încorporat permite utilizarea coșurilor de fum cu diametru mic (se pot renunța la coșurile mari și scumpe).

Ecologicul cazanelor în condensare, și anume conținutul foarte scăzut de CO și NO x în comparație cu alte cazane care folosesc combustibili tradiționali, permite utilizarea unor astfel de sisteme în orașele mari și zonele de protecție a naturii. Printre deficiențele tehnologiei de condensare se numără costul ridicat (care este însă compensat de o perioadă scurtă de rambursare din cauza creșterii tarifelor la gaz), necesitatea de a organiza îndepărtarea și neutralizarea condensului.

Având în vedere 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 debit variabil de apă (mai multe zone de încălzire controlate separat), se recomandă utilizarea unui separator hidraulic („săgeată hidraulică”).

În plus, atunci când utilizați cazanul pentru încălzire suprafata mica(mai putin de 100 m2) este foarte recomandata folosirea unui termostat de camera impreuna cu centrala (pentru a reduce numarul de porniri/opriri a centralei). De asemenea, se recomandă să efectuați o setare separată a puterii 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 recomandată instalarea unui filtru pe conducta de retur a sistemului de încălzire și robinete de oprire pe conductele de alimentare și retur ale sistemului de încălzire.

Racordarea în cascadă a cazanelor- aceasta este o tehnică eficientă pentru creșterea puterii unitare a dispozitivului 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 această sarcină la un moment dat. Fiecare cazan reprezintă propriul „pas” de ieșire de căldură în puterea totală a sistemului. Controlerul inteligent (microcontroller) monitorizează constant temperatura de alimentare a lichidului de răcire și determină ce pași ai sistemului trebuie porniți pentru a menține temperatura setată.

De obicei, exemplele sunt circuite simple racordarea încălzirii și alimentării cu apă caldă cu un cazan pe gaz, selectat din condițiile de sarcină maximă a acestuia. De fapt, s-a dovedit în practică că sezonul de incalzire aproximativ 80% din timp, capacitatea cazanului este utilizată cu cel mult 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 risipi resursele de energie în mod inutil și va compensa în mod ineficient costurile de căldură. În acest caz, conectarea 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 de conectare a încălzirii și alimentării cu apă caldă cu un cazan pe gaz, selectate din condițiile sarcinii sale maxime. De fapt, practica a confirmat că în timpul sezonului de încălzire, aproximativ 80% din timp, capacitatea cazanului este utilizată cu cel mult 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 risipi resursele de energie în mod inutil și va compensa în mod ineficient costurile de căldură. În acest caz, conectarea în cascadă a cazanelor este o soluție eficientă.

Cazan;
Separator hidraulic.

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 prin program se rezolvă problema determinării raportului optim dintre puterea cazanului și sistemul de încălzire. Astfel, în extrasezon și în iernile calde, cazanul în cascadă poate funcționa mult timp la temperaturi scăzute ale lichidului de răcire, ceea ce reduce costul radiației de căldură și perioadele de așteptare a sistemului. În același timp, se îmbunătățesc 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 inactiv. Prin urmare, se recomandă în general limitarea la patru a numărului de cazane dintr-o cascadă.

Dezavantajele unei conexiuni în cascadă includ faptul că instalarea mai multor cazane de capacitate mică și instalarea de componente suplimentare pentru a controla cascada crește costul sistemului de încălzire și necesită mai mult spațiu decât pentru a instala un cazan puternic și, de asemenea, complică. racordarea cascadei la coșul de fum.

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

separator hidraulic(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 pentru reducerea rezistenței hidraulice. Astfel, debitul lichidului de răcire în ambele circuite va depinde complet doar de performanța respectivelor pompe de circulație, a căror influență reciprocă este exclusă în acest caz.

Separatorul hidraulic (săgeata) asigură echilibrul hidraulic (și deci echilibrul de temperatură) celor două circuite. La utilizarea unui separator hidraulic, debitul lichidului de răcire în circuitul secundar este asigurat numai atunci când este corespunzător pompă de circulație, care permite sistemului să răspundă la sarcina termică la un moment dat. Când pompa circuitului secundar este oprită, nu există circulație în ea și toată apa care circulă sub influența pompei 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 de lichid de răcire, iar în circuitul secundar, acesta poate fi reglat eficient în funcție de sarcina termică. ÎN sisteme moderneîncălzire, această funcție este standard.

Separatorul hidraulic gata de fabricatie oferit spre vanzare este selectat conform catalogului in functie de puterea necesara a cazanului (kW) si debitul maxim de lichid de racire in sistem (l/h).

2007-10-22

Cascada cazanului este o tehnică eficientă pentru creșterea puterii unității a unui dispozitiv de încălzire, care a fost 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 această sarcină la un moment dat. Fiecare cazan reprezintă propriul „pas” de ieșire de căldură în puterea totală a sistemului. Controlerul inteligent (microcontroller) monitorizează constant temperatura de alimentare a lichidului de răcire și determină ce pași ai sistemului trebuie porniți 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 la fața locului și de instalat decât un cazan de mare capacitate).

Evident, un sistem de mai multe cazane în loc de unul este capabil să ofere mai eficient condițiile pentru sarcinile de proiectare. Pe baza acestui fapt, se poate presupune că cu cât sunt mai mulți pași în sistemul în cascadă, cu atât va satisface mai bine sarcinile sistemului de încălzire. Acest lucru este eficient în special atunci când sunt necesare puteri reduse.

Cu toate acestea, odată cu creșterea numărului de etape, crește și aria suprafeței de transfer de căldură a sistemului (pierderea de căldură prin carcasa cazanului), prin care se produce pierderea de căldură. Acest lucru, pe termen lung, poate anula beneficiile eficienței sporite a unui astfel de sistem. Prin urmare, utilizarea a mai mult de patru pași nu este întotdeauna recomandabilă. O limitare inerentă a unui sistem în cascadă „simplu” (cazane cu arzătoare cu o singură treaptă sau cu două trepte) este controlul pas cu pas al capacității de încălzire (puterea sistemului) și nu un proces reglat continuu.

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

Spre deosebire de utilizarea arzătoarelor pe etape, cazanele cu arzătoare modulante sunt capabile să modifice fără probleme volumul de alimentare cu combustibil și, prin urmare, să controleze nivelul producției de căldură într-o gamă largă de valori. Până în prezent, cazanele montate de putere crescută cu arzătoare modulate sunt larg reprezentate pe piața echipamentelor de încălzire, capabile să modifice fără probleme performanța cazanului în intervalul 30-100% din puterea termică nominală.

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

Coeficientul total de reglare a funcționării cazanelor instalate într-un sistem în cascadă depășește semnificativ coeficientul unui cazan individual. De exemplu, dacă se folosesc trei cazane într-un sistem în cascadă cu o putere termică maximă de 50 kW și minim 10 kW, controlul puterii totale va fi între 150 și 10 kW. Prin urmare, raportul de reglare a funcționării unui astfel de sistem va fi de 15:1.

Condiții necesare pentru o cascadă „modulată”.

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

Reglarea independentă a debitului vehiculului de căldură se realizează prin echiparea fiecărui cazan cu o pompă de circulație individuală. La instalarea în paralel a pompelor de circulație, trebuie instalate supape de reținere pentru a preveni returul lichidului de răcire prin cazanele în gol în aval de pompe. Alimentarea cu lichid de răcire a fiecărui cazan cu ajutorul pompelor de circulație individuale face posibilă creșterea presiunii în schimbătorul de căldură al cazanului în funcțiune pentru a preveni cavitația și vaporizarea explozivă.

In al doilea rand, racordurile de tur si retur pentru fiecare cazan trebuie realizate in paralel (mai ales cand se folosesc cazane in condensatie). 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 anumit cazan cu puțin timp înainte ca arzătorul să fie pornit. În plus, pot menține pompele în funcțiune pentru o perioadă de timp după ce arzătorul a fost oprit. Primul asigură că schimbătorul de căldură al cazanului este încălzit de către purtătorul de căldură de alimentare cu căldură 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 utilizați 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 de lichid de răcire prin cazanele în funcțiune, indiferent de debitul sistemului de încălzire. O soluție naturală la această problemă este utilizarea unui separator hidraulic de joasă presiune.

Etapele instalării sistemului

Conectarea sistemului în cascadă se realizează în trei etape:

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

Mulțumită sistem modular instalarea, care poate fi comparată cu asamblarea unui designer pentru copii, se realizează o viteză mare de instalare și fiabilitatea sistemului. Principalele etape ale instalării unei instalații de generare a căldurii 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 potrivire hidraulică a cazanului constă din mai multe etape standard de conectare: 1. două cazane în cascadă; 2. al treilea cazan în cascadă; 3. grupuri de securitate în cascadă (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 rapide(așa-numiții „americani”).

Pachetul include toate elementele necesare, de la robinete la garnituri. Acest echipament vă permite să efectuați rapid și precis instalarea cascadei.

Control modulat

Controlerul cu mai multe trepte pentru un sistem simplu în cascadă, folosind controlul proporțional-integral-derivat (PID), măsoară constant temperatura agentului de încălzire furnizat sistemului, o compară cu valoarea calculată și determină ce arzător trebuie pornit și care ar trebui oprit. Pentru a controla cascada cazanelor și a obține un consum economic de combustibil, este necesar să folosiți automatizări speciale.

Unul dintre cazanele din cascadă acționează ca „master” și este pornit în primul rând, restul, „slave”, sunt conectați după cum este necesar. Automatizarea controlului vă permite să transferați rolul „masterului” de la un cazan la altul, precum și să efectuați secvența de pornire a cazanelor „slave” și diferențele de temperatură pentru pornirea fiecărei trepte ulterioare.

În cazul unei defecțiuni a cazanului plumb, prioritatea este schimbată automat. Dacă nu există cerere de căldură din niciuna dintre zone, regulatorul va opri toate cazanele și, la primirea unui semnal de cerere, le va pune în funcțiune. După oprirea ultimului cazan, pompa de circulație este oprită 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 parțială. Immergas recomandă utilizarea controlerelor din seria Honeywell Smile SDC 12-31 pentru cazanele Victrix 50 (fig. 4). Deși diferiți producători oferă sisteme diferite control, abordarea general acceptată este următoarea: pornirea cazanului, apoi modularea funcționării acestuia la un nivel de putere termică care să satisfacă sarcina necesară.

Dacă este necesară o alimentare suplimentară de căldură, 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 funcționarea ambelor cazane la puteri termice mai mici și, prin urmare, într-un mod mai blând, în contrast cu funcționarea unui cazan la putere maximă.

Acest lucru mărește suprafața de schimb de căldură, prin urmare, crește probabilitatea de condensare a 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 pornește, iar puterea termică a celei de-a doua și a treia etape 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 ale controlerelor

Majoritatea controlerelor în cascadă sunt capabile să funcționeze în cel puțin două moduri de funcționare. În modul de încălzire, este implementat principiul de control în funcție de vreme, adică. valoarea de referință a temperaturii pentru agentul de încălzire furnizat sistemului depinde de temperatura exterioară. Cu cât temperatura exterioară este mai mică, cu atât valoarea de referință a temperaturii pe tur este mai mare.

Acest sistem elimina necesitatea unui mixer intre cazan si consumatorii de incalzire. În modul ACM, sistemul este programat să controleze sistemul atunci când valoarea setată a temperaturii de alimentare nu depinde de temperaturile exterioare. Cu alte cuvinte, este setată o anumită valoare a temperaturii, suficient de ridicată, 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 ACM și sistemelor antigivrare. Modularea puterii cazanului duce la o scădere semnificativă a diferenței dintre temperatura necesară și cea reală a lichidului de răcire, ceea ce previne „activarea” frecventă (pornire/oprire) a cazanului.

Unele controlere sunt, de asemenea, responsabile pentru funcționarea pompei principale de circulație și sunt conectate la sistemul de management al clădirii al clădirii. Generația modernă de cazane de putere redusă cu arzătoare modulante economisește spațiu, Eficiență ridicată, funcționare silențioasă și fiabilitate. Aceasta este soluția ideală pentru sisteme de temperatură scăzută; aceste cazane sunt ideale pentru încălzire prin pardoseală, sisteme antigivrare, încălzire piscine, sisteme de apă caldă, precum și sisteme cu pompe de căldură, incl. geotermală.

Au câștigat deja un post în domeniul încălzirii caselor 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 material, sunteți invitat să luați în considerare soluția producției de căldură dintr-o nouă perspectivă. Se vor lua în considerare opțiunile și selecția cazanelor, ținând cont de oportunitățile pe care le pot oferi tehnologie moderna implementat în sistemele în cascadă de cazane Therm. Alegerea optimă echipamentele generatoare de căldură vor ajuta la reducerea semnificativă a costurilor fără a compromite cerințele de confort.

Dacă comparăm costurile de exploatare a clădirilor rezidențiale sau a altor facilități înainte și după instalarea cazanelor în cascadă Thermona, atunci economiile de costuri pot ajunge la o sumă incredibilă - până la 40% pe an. Rentabilitatea investiției vine foarte repede. Pe lângă eficiența ridicată și modularea lină a puterii pe o gamă foarte largă, un cazan în cascadă poate fi amplasat direct într-o instalație încălzită. Sistemul de cazan în cascadă răspunde precis și rapid la cerințele de încălzire în schimbare ale instalației și nu prezintă pierderile de inerție tipice sistemelor de încălzire centrală neîndemânatice, precum și camerele cazanelor cu un cazan masiv și voluminos.

Ce este o cascadă de cazane

Cascada cazanelor este un sistem special pentru conectarea mai multor cazane, permițându-le să funcționeze ca un singur întreg. Caracteristica de proiectare a cazanelor Therm și automatizarea acestora vă permite să creșteți fără probleme puterea generată de la 24% din puterea nominală a unui cazan uzat. Dacă aveți nevoie de mai multă putere (până la 1440 kW), cazanele în cascadă vă vor oferi beneficii mari. În primul rând, instalarea centralelor Therm DUO 50T, DUO 50FT, DUO 50, TRIO 90T, TRIO 90 și 45KD folosește eficient spațiul ocupat. Centrala termică are cel mai mare raport dintre spațiul ocupat și puterea 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 pierderea reală de căldură a instalației și la capacitatea 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 comutarea în cascadă, puteți porni exact numărul de cazane care este necesar în acest moment, care este reglementat de automatizarea cu microprocesor electronic.

S-a confirmat în practică că în perioada de încălzire în 80% din timp puterea cazanului este solicitată doar cu 50%. Adică pentru sezonul în ansamblu, centrala este folosită doar la 30% din capacitatea maximă. Aceasta înseamnă că de cele mai multe ori funcționează la putere minimă cu eficiență scăzută. În timp ce circuitul în cascadă asigură puterea necesară la un moment dat, conectând numărul necesar de cazane una câte una și aducându-le în modul optim, economic. Controlul în cascadă, controlat de software, elimină impactul factorului de dezechilibru al puterii de generare a căldurii și nevoia de căldură a consumatorului. Gama de variație 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 chiar și în timpul opririi sistemului. Pregătirea este crescută și condițiile de temperatură de încălzire sunt optimizate pentru a crește confortul de utilizare.

Până de curând, funcționarea unui cazan în cascadă putea fi susținută doar de echipamente scumpe, cu o automatizare complet schimbată a cazanului plumb. 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 de funcționare și accesul la informații despre acțiunile efectuate de fiecare cazan, de exemplu, la diagnosticarea defecțiunilor sau la punerea în funcțiune a unei centrale în cascadă. Boilerul 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 cascadă

Cazanele aflate în prezent pe piață pot fi de diferite modele - cazane cu o putere constantă, cazane cu două ieșiri constante și cazane cu control al puterii modulante (aproximativ de la 40% la 100% din putere). În mod obișnuit, sunt oferite unități de control pentru secvențierea cazanelor („comutatoare în cascadă”), care pot porni și opri centralele pe rând. Schema standard de comutare 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%. În schimb, cascada cazanului THERM funcționează cu o 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 posibile opțiuni de cazan. Puteți schimba atât locația cazanelor, cât și aspectul încăperii cazanelor în sine. Boilerul poate fi amplasat aproape oriunde - la subsol, o extensie separată sau la mansardă. Cazanele și echipamentele separate ale camerei 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 murale THERM, atunci când sunt utilizate singure, își reglează continuu propria putere 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 schimbare lină a capacității cazanului 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% putere pentru 16 cazane incluse în cascadă. Implementarea este foarte simplă - o placă de interfață de comutare este instalată în fiecare cazan conectat, care este conectată folosind două fire la alte cazane și o cascadă cu drepturi depline este gata. Fără utilizarea unui comutator în cascadă scump. Este la fel de ușor să controlezi cascada ca întreg. Este necesar să porniți toate cazanele și apoi să setați temperatura de încălzire pe primul. Tot restul cazanele se vor face singure. Elimina nevoia de laborios si configurație complexă fiecare cazan, reglajul de control al cazanului plumb etc. Dacă este necesar, creșteți numărul de cazane, este necesar să vă conectați sistem de incalzire un alt cazan, instalați o interfață în el, conectați două fire și porniți cascada.

Totul este foarte simplu. Este suficient să setați comutatoarele pe toate interfețele, în funcție de numărul de serie al cazanului în cascadă, setați comutatorul situat în cazanul principal în funcție de numărul total de cazane și cascada va începe să funcționeze. Această setare inițială, pentru a evita complicațiile, trebuie efectuată de un tehnician de service. În viitor, astfel de setări nu se mai fac. În cazul controlului încălzirii apei de încălzire în funcție de temperatura exterioară (reglare echitermică), este suficient să instalați un singur senzor suplimentar, iar camera cazanelor în cascadă va funcționa în funcție de condițiile meteorologice. Reglarea echitermală este recomandată cu tărie a fi utilizată în cazanele care încălzesc clădiri industriale sau de birouri pentru a elimina complet erorile asociate acțiunilor 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 și problema ACM este rezolvată. Orice cazan THERM conectat la cascada THERM, cu exceptia cazanului principal, poate incalzi apa calda menajera. Astfel, numarul maxim de cazane conectate la cascada, care pot incalzi apa pentru apa calda menajera, este de pana la 15 unitati.

Pe scurt, principalele avantaje ale cazanelor THERM:

rentabilitate excepțională a investiției;
soluție de comunicare în cascadă economică și foarte eficientă;
economii mari de costuri comparativ 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 vizuală;
control simplu și vizual;
adaptare optimă pentru conectarea unui rezervor de apă caldă menajeră;
amprentă mică;
diagnosticare și monitorizare la distanță a cazanelor;
respect pentru mediu.

Cazane utilizate în cazane 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. Poti include in cascada si cazane cu o capacitate de 28, 20, 17 sau 14 kW. Soluția tehnică a sistemului în cascadă a cazanelor vă permite să includeți în cascadă toate cazanele THERM cu control automat DIMS, iar acestea sunt cazane cu afișaj digital, cu excepția cazanelor cu încălzire instantanee a circuitului ACM. Pentru cazanele mari în cascadă, este posibilă în primul rând utilizarea cazanelor TRIO 90 sau versiunea cu evacuare forțată TRIO 90T (avantajele DUO 50 FT). Un subiect separat îl reprezintă cazanele în cascadă de la cazanele în condensație Therm 45 KD.

Combinația dintre controlul inteligent al cazanelor Thermona și principiul de condensare al cazanelor conduce la o reducere drastică a costurilor de încălzire și încălzire ACM, menținând în același timp parametrii de emisie foarte mici din procesul de ardere a gazelor. Primul impuls pentru dezvoltarea cazanului în condensație THERM 45 KD a fost în principal utilizarea acestuia în cazanele în cascadă. La dezvoltarea unui sistem de cazane în cascadă de cazane în condensație, Thermona a folosit propria experiență, obtinut in proiectarea sistemelor de cazane in cascada de la cazane traditionale. Sistemul cazanului în cascadă în ansamblu este conceput pentru a oferi utilizatorului final o soluție cuprinzătoare și atentă pentru încălzire și circuitul ACM. Prin urmare, cascada cazanului Therm 45 KD îndeplinește toate cerințele pentru o sursă de căldură și nu numai. În același timp, camera cazanelor în cascadă permite 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 la cazanele pe gaz THERM poate fi asamblată cu ajutorul centralelor electrice Therm. Toate centralele electrice THERM pot fi conectate împreună. Controlul inteligent al cascadei cazanelor 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 cazanului. Nu pot fi interconectate numai sistemele de control în cascadă pentru cazane pe gaz și electrice.