Kaskadni rad kotlova. Kaskadno spajanje kotlova. Spajanje dva ili više glavnih generatora topline

A. Boyko

Korištenje nekoliko plinskih kotlova za jedan sustav grijanja prilično je popularno rješenje među instalacijskim i projektantskim organizacijama. Smatrati praktična pitanja glede postavljanja i korištenja takvih kaskadnih instalacija

Odluka o korištenju nekoliko plinskih (dva ili više) kotlova za jedan sustav grijanja opravdana je toplinskim opterećenjem od 40 kW ili više. To može biti ili velika grijana površina ili prisutnost toplinskih opterećenja u obliku bazena, garaža, kupki, staklenika itd.

Korištenje više kotlova za jedan sustav grijanja ima niz prednosti u odnosu na jedan kotao istog ukupnog kapaciteta. Prvo, nekoliko malih kotlova manje veličine i težine puno je lakše i jeftinije dostaviti u kotlovnicu i tamo instalirati umjesto jednog velikog i teškog kotla. Postaje posebno važno ovaj trenutak pri ugradnji krovnih ili polupodrumskih kaskadnih kotlova.

Osim toga, pouzdanost sustava je znatno poboljšana. Ako se jedan od kotlova prisilno zaustavi, sustav će nastaviti raditi, osiguravajući najmanje 50% snage (ako su instalirana dva kotla).

Među ostalim čimbenicima u korist kaskadne instalacije su jednostavnost održavanja zbog manje veličine svakog kotla (održavanje svakog kotla može se provesti bez zaustavljanja cijelog sustava); povećanje ukupnog resursa kotlova (u jesen i proljeće, samo dio kotlova može se upravljati isključivanjem drugog dijela ručno ili korištenjem kaskadne automatizacije).

Osim toga, ako u budućnosti bude potrebno zamijeniti neki dio, onda je poznato da su dijelovi za kotlove manjih snaga dostupniji i jeftiniji zbog veće serijske proizvodnje.

Regulacija kotla u kaskadi

Najčešće, kako bi se pojednostavile sheme pri dijeljenju kotlova, nije predviđena kaskadna automatizacija, a potrebna izlazna temperatura postavljena je na svakom kotlu. No, po želji se mogu koristiti kaskadne regulacije koje se spajaju na kontakte namijenjene za spajanje pojedinačnih sobnih termostata.

Spajanje kotlova u kaskadu pomoću kaskadne upravljačke jedinice je složeno rješenje i ima više visoka efikasnost. Ovaj blok osigurava izmjenični rad svih kotlova i jamči isti broj radnih sati za svaki generator topline. Jedinica optimizira rad sustava i osigurava da se uključi samo potreban broj generatora topline, ovisno o potrebnoj snazi.

Kod rada s modulirajućim plamenicima, kaskadna regulacija, osim gore opisanog principa, nastoji osigurati da kotlovi rade u djelomičnom načinu rada (u modulacijskom načinu). Najučinkovitija je uporaba kaskadne upravljačke jedinice zajedno s kondenzacijski kotlovi. U ovom slučaju, snaga koju isporučuju kotlovi najviše odgovara potrošenoj snazi. Na primjer, kada se dijele tri zidna kotla serije LUNA Duo-tec MP s kapacitetom od 100 kW (BAXI (Italija)), snaga koja se oslobađa glatko se mijenja od 30 do 300 kW, ovisno o potrebama sustav. To znači da će radni regulacijski omjer takvog sustava biti 1:10. Shematski dijagram takvog sustava prikazan je na sl.

Riža. Shema sustava grijanja s kaskadom Luna Duo-Tec MP kotlova, jednim visokotemperaturnim krugom, dva niskotemperaturna kruga i kotlom PTV-a:
QAC 34 - senzor vanjska temperatura; AVS 75 - vanjski programabilni modul za proširenje; AGU 2.550- unutarnji modul nastavci; OCI 345 - ploča sučelja za spajanje ostalih regulatora preko LPB-sabirnice; QAD 36 - osjetnik temperature na stezaljku; QAZ 36 - senzor temperature vode u spremniku PTV-a; QAA 55 - senzor sobne temperature; QAA 75 - regulator klime daljinski upravljač; MV - ventil za miješanje; RT - sobni mehanički termostat

Kondenzacija

Kondenzacijski kotlovi su zbog niske potrošnje goriva trenutno najekonomičnije instalacije koje troše plin. Kao dio kaskadnog sustava predstavljaju novu alternativu industrijskim sustavima grijanja.

Korištenje kondenzacijskih kotlova snage od 45 do 150 kW u kaskadama omogućuje: veću snagu u uvjetima ograničen prostor; olakšati ugradnju krovnih kotlova zbog male specifična gravitacija opreme (po jedinici snage). Osim toga, kondenzacijska tehnologija pruža manje vibracija i buke u usporedbi s tradicionalnim kotlovima s prisilnim propuhom, a prisutnost ugrađenog ventilatora omogućuje korištenje dimnjaka malog promjera (mogu se izostaviti veliki i skupi dimnjaci).

Ekološka prihvatljivost kondenzacijskih kotlova, odnosno vrlo nizak sadržaj CO i NO x u usporedbi s drugim kotlovima koji koriste tradicionalna goriva, omogućuje upotrebu takvih sustava u veliki gradovi i zaštićena područja. Među nedostacima kondenzacijske tehnologije - visoka cijena(što se, međutim, nadoknađuje kratkoročno povrat zbog povećanja cijena plina), potreba za organiziranjem uklanjanja i neutralizacije kondenzata.

S obzirom na pogreške koje se često susreću tijekom instalacije i održavanja kotlova, moguće je odrediti glavne preporuke u vezi s tim.

Posebno treba istaknuti da kada zajednički rad nekoliko kotlova za jedan sustav grijanja sa promjenjivi protok vode (nekoliko zasebno podesivih zona grijanja), preporučuje se korištenje hidrauličkog separatora ("hidraulička strelica").

Osim toga, kada se kotao koristi za grijanje male površine (manje od 100 m2), toplo se preporuča korištenje sobnog termostata zajedno s kotlom (kako bi se smanjio broj uključivanja/isključivanja kotla). Također se preporučuje provesti zasebno podešavanje snage kruga grijanja.

Inače, preporuke za ugradnju kaskadnih kotlova ne razlikuju se od preporuka za ugradnju ostalih kotlova. Dakle, prije spajanja generatora topline na sustav grijanja, potrebno je temeljito isprati sve cijevi kotla i sustava grijanja kako bi se uklonile eventualne strane čestice. Vrlo je preporučljivo ugraditi filter na povratnu cijev sustava grijanja i zaporne slavine na dovodne i povratne cijevi sustava grijanja.

Kaskadno spajanje kotlova, kotlovi u kaskadi

Ako trebate grijati prostor veći od 400 m², možete odabrati Wotan kotao kapaciteta oko 40 kW ili 2 kotla, prema bilo kojoj 24 kW.

Zašto staviti određeni broj kotlova umjesto 1.? Evo nekoliko prednosti:

Aparat od 2 kotla najmanje snage možda zaslužuje jeftiniji i lakši za prolaz. Konkretno, to se odnosi na izbor između jednog podnog kotla i 2 montirana kotla: mnogi instalateri koji se bave grijanjem vikendice nikada u životu nisu instalirali podni kotao.

U slučaju kvara 1. kotlova, 2. će djelomično pokriti preopterećenje, što je posebno važno u našim vremenskim uvjetima.

Rezervni dijelovi za najmanje masivne kotlove su pristupačniji i jeftiniji.

Takozvana "sezonska učinkovitost" je veća, jer nakon završetka sezone grijanja neće biti potrebno "grditi" ogroman kotao samo za opskrbu toplom vodom s 20% preopterećenja.

Tradicionalno, ako govorimo o grijanju vikendice, postavljaju se 2 viseća kotla. U isto vrijeme, jedan od njih daje odgovor za 1. kat, drugi - za 2. kat. Maksimalno što su instalateri sposobni je odrediti kontrolu svakog kotla ovisno o vremenskim prilikama.

Ali, s uređajem najviše 1. kotla, oni se mogu spojiti u "kaskadu".

Kaskada kotlova koristi se u kućama s površinom od 400 metara ili više ili u prisutnosti velikih toplinskih opterećenja - nešto poput ventilacije, rezervoara, bezbrojnih kuća za goste, garaža, kupaonica, gospodarskih zgrada, zimskih vrtova, staklenika itd.

Bit kaskadne veze je sljedeća: toplinsko preopterećenje raspoređuje se između 2 ili više kotlova. Takva podjela je osobna za svaku pojedinačnu varijantu u skladu s tehničkim uputama kupca. U procesu rada, kaskadna automatizacija spaja i isključuje kotlove (također kontrolira njihove plamenike) kako bi održala ovaj toplinski režim.

Uvjetno zamislimo da je u kaskadnom sustavu svaki kotao stupanj snage. Logično je pretpostaviti da što je više takvih koraka, sustav će točnije jamčiti proračunsko opterećenje, a s beskonačno velikim brojem koraka potpuno će se podudarati s projektiranim preopterećenjem, osiguravajući najveću učinkovitost sustava.

Ali s velikim brojem kotlova, površina njihove kože, kroz koju dolazi do gubitka topline, također je velika, što kompenzira precijenjenu učinkovitost. Stoga proizvođači obično savjetuju uvođenje ne više od 4 kotla.

Što se tiče plamenika, oni su također razine snage:

jednostupanjski plamenik posjeduje jedan stupanj;

dvostupanjski plamenik - dva stupnja;

modulirajući - može glatko prilagoditi kapacitet kotla u rasponu od 30-100% putem glatke konfiguracije razine dovoda goriva, što sprječava često uključivanje i isključivanje kotla.

Regulator za kaskadu kotlova sa stupnjevitim plamenicima mjeri temperaturu ogrjevnog medija koji se dovodi u sustav, povezuje je s izračunatim vrijednostima i opisuje koji plamenik treba uključiti, a koji isključiti. U kaskadi, jedan od kotlova je pokretač, drugi su robovi, ekstremni se postupno uključuju. U slučaju kvara na pogonskom kotlu, u pravilu se uloga pogona prenosi na drugi kotao.

Regulator za kaskadu kotlova s modulirajućim plamenicima radi po istom principu, samo želi dati kotlu nesavršenu snagu: ako jedan kotao nije dovoljan, uključuje se drugi, dok toplinska snaga glavni kotao je značajno smanjen. To osigurava da oba kotla rade u ugodnijem načinu rada.

Usporedimo sustav od jednog kotla s kaskadom od 4 kotla ukupne toplinske snage 200 kW, ako su plamenici svih kotlova modulirajući:

jedan kotao moći će regulirati snagu u spektru: 200 kW x 30% \u003d 60 kW, što znači od 60 do 200 kW;

4 kotla, svaki po 50 kW, moći će regulirati snagu u rasponu: 50 kW x 30% = 15 kW, 50 kW x 4 kotla = 200 kW, što znači od 15 do 200 kW.

Drugim riječima, toplinska snaga drugog sustava bit će vrlo blizu izračunate, što će dovesti do uštede goriva.

Ovaj članak je preuzet s kotlu.net

Automatsko pokretanje podređenog kotla kada se tnv smanji i ako glavni zakaže. Kotlovi imaju maksimalan tout.

⊕ 2 kotla sa jednostupanjski plamenici.

Plamenici se uključuju pomoću on-off regulatora “Oven” 2TRM1 za održavanje temperature vode na zajedničkom izlazu iz kotlova prema pravocrtnoj krivulji temperature.

Modificirana komandna ploča u kotlovnici sa dva toplovodni kotlovi i plinski jednostupanjski plamenici (Rossen RS-H):

Prije svega, u ovoj krovnoj kotlovnici je napravljeno da se sama pokreće kada se pojavi struja (sa minutom kašnjenja).

U drugom je ugrađena ekonomična verzija kaskadnog upravljanja. Na ploči instaliranoj jedan kat ispod implementirana je mogućnost pomicanja grafikona temperature:

Automatsko pokretanje podređenog kotla kada se tnv smanji i ako glavni zakaže. Glatko upravljanje plamenicima za održavanje temperature vode na zajedničkom izlazu iz kotlova prema zakrivljenoj krivulji temperature.

Automatsko pokretanje podređenog kotla kada se tnv smanji i ako glavni zakaže. Ručno podešavanje temperature vode na izlazu iz kotla.

⊕ Uključivanje 3 kotla:

Automatsko pokretanje podređenog kotla kada se tnv smanji i ako glavni zakaže. Plamenik se uključuje dvopoložajnim regulatorom za održavanje temperature vode na izlazu iz kotla prema pravocrtnoj temperaturnoj krivulji.

Ručno uključivanje kotla u shemu regulacije "na vremenskim uvjetima". Plamenici se uključuju dvopoložajnim regulatorom za održavanje temperature vode na zajedničkom izlazu iz kotlova prema pravocrtnoj krivulji temperature s prekidom.

I evo mojih prijedloga prije projektiranja jedne kvartalne kotlovnice. U isto vrijeme i za instalaciju malo:

Prijedlozi za rekonstrukciju kotlovnice “Intelektualna zona”

● Kao generatori topline koristite tri kotla iste toplinske snage - vodocijev, svaki po 6,5 Gcal/h, do 115°S, do 16 kgf/cm2. Kotlovi moraju biti plinonepropusni, sposobni raditi pod tlakom,

● Plamenici kotla moraju imati „automatski plamenik“, samo jedan servo pogon i raditi s glatkom promjenom toplinske snage (20–100%). “Automatika plamenika” treba imati takav “firmware” da ne gasi plamenike svaka 24 ili 72 sata,

● kao elektroničke kontrolere koristiti ne slobodno programabilne komadne kontrolere, već samo masovno proizvedene i široko korištene uređaje tvrtke Oven,

● Podijelite uređaje za automatizaciju u funkcionalne jedinice i montirajte ih u autonomne ploče smještene u neposrednoj blizini izvršnih tijela. Na primjer: "Štit mrežne pumpe”, „Štit kotla br. 1”, „Štit mreže grijanja” itd.,

● postaviti štitnike na mjestima gdje vodovodi ne prolaze preko njih,

● za deflektore predvidjeti takva mjesta ispod kojih barem neće biti električne opreme,

● napraviti kratkospojni krug kotla (recirkulacijske pumpe nisu potrebne),

● za kontrolu temperature mrežne vode koristite uređaj "Pećnica" TPM32 i par identičnih leptir ventila Du350 s električnim pogonom:

● na izlazima iz kotlova predvidjeti leptir zaklopke sa skalom i nazubljenim zaključavanje položaja,

● odsjeći svaki ogranak “bojler-pumpe”, osigurati ventile,

● instalirajte sve crpke na visini ne većoj od 1 metra od poda,

● za uklanjanje zraka, osigurati in najviše točke kolektori zraka s odvodnim cijevima i kuglastim ventilima spuštenim na visinu od 1 m iznad poda, kao i crijeva spuštena na visinu od 0,5 m od poda,

2007-10-22

Kaskadno spajanje kotlova je učinkovita tehnika za povećanje jedinične snage uređaja za grijanje, koju stručnjaci za grijanje koriste već dugi niz godina. Koncept prijema je jednostavan: podijelimo ukupno toplinsko opterećenje između dva ili više neovisno reguliranih kotlova i uključimo u kaskadu samo one kotlove koji zadovoljavaju potražnju za tim opterećenjem u Određeno vrijeme. Svaki kotao predstavlja svoj "korak" toplinskog učina u ukupnoj snazi sustava. Inteligentni regulator (mikrokontroler) stalno prati temperaturu dovoda rashladne tekućine i određuje koje stupnjeve sustava treba uključiti da bi se održala zadana temperatura.

Glavne prednosti kaskadnog sustava grijanja:

povećana pouzdanost (ako jedan kotao ne uspije, ostatak može djelomično ili potpuno pokriti potrebno toplinsko opterećenje);
povećana učinkovitost (konvencionalni kotlovi gube dosta učinkovitosti kada rade na djelomičnoj snazi);
pojednostavljenje instalacije ( pojedinačni elementi kaskadu je puno lakše dostaviti na gradilište i ugraditi nego jedan kotao velikog kapaciteta).

Očito, sustav od nekoliko kotlova umjesto jednog može učinkovitije osigurati uvjete za proračunska opterećenja. Na temelju toga može se pretpostaviti da što je više koraka u kaskadnom sustavu, to će bolje zadovoljiti opterećenja. sistem grijanja. Ovo je posebno učinkovito kada su potrebne male snage.

Međutim, s povećanjem broja stupnjeva povećava se i površina površine prijenosa topline sustava (gubitak topline kroz kućišta kotla), kroz koji dolazi do gubitka topline. To, dugoročno gledano, može poništiti prednosti povećane učinkovitosti takvog sustava. Stoga korištenje više od četiri koraka nije uvijek preporučljivo. Inherentno ograničenje "jednostavnog" kaskadnog sustava (kotlovi s jednostupanjskim ili dvostupanjski plamenici) - postupna regulacija toplinske snage (snage sustava), a ne kontinuirani regulirani proces.

Iako korištenje više od dva stupnja značajno smanjuje ogrjevni kapacitet svakog kotla, "modulirajući" kaskadni sustav (kotlovi s modulirajućim plamenicima) bio bi idealno rješenje. Modulirajući plamenici omogućuju bezstupanjsko podešavanje snage ovisno o potrebi topline. Najnoviji trend u kaskadnim rješenjima je modulirani kaskadni sustav.

Za razliku od upotrebe stupnjevitih plamenika, kotlovi s modulirajućim plamenicima mogu glatko mijenjati volumen opskrbe gorivom i stoga kontrolirati razinu toplinske snage u širokom rasponu vrijednosti. Trenutno na tržištu oprema za grijanješiroko zastupljena montirani kotlovi povećana snaga s modulirajućim plamenicima, sposobnim za glatku promjenu učinka kotla u rasponu od 30-100% nazivne toplinske snage.

Sposobnost kotlova s modulirajućim plamenicima da smanje potrošnju goriva često se naziva faktor regulacije rada plamenika (tj. omjer maksimalnog toplinskog učinka kotla prema minimalnom). Na primjer, radni regulacijski koeficijent plamenika kotla s maksimalnim toplinskim učinkom od 50 kW i minimalna potrošnja 10 kW goriva bit će jednako 50 kW / 10 kW, odnosno 5:1.

Ukupni koeficijent regulacije rada kotlova instaliranih u kaskadnom sustavu znatno premašuje koeficijent pojedinog kotla. Na primjer, ako se koriste tri kotla u kaskadnom sustavu s maksimalnim toplinskim učinkom od 50 kW i minimalnim 10 kW, ukupna regulacija kapaciteta bit će između 150 i 10 kW. Stoga će radni regulacijski omjer takvog sustava biti 15:1.

Nužni uvjeti za "moduliranu" kaskadu

Postoje tri važni uvjeti, koje treba izvesti pri projektiranju "moduliranog" kaskadnog sustava. Prvo, priključci mreže i regulatora moraju biti izvedeni na takav način da je moguće neovisno podešavanje cirkulacije protoka kroz svaki kotao. Voda ne smije cirkulirati kroz kotao koji ne radi jer će se u protivnom toplina medija za grijanje odvesti kroz izmjenjivač topline ili kućište kotla. To se također odnosi na jednostavni kaskadni sustav.

Neovisno podešavanje protoka nositelja topline postiže se opremanjem svakog kotla zasebnom cirkulacijskom pumpom. Prilikom paralelne instalacije cirkulacijskih crpki kako bi se spriječilo obrnuti tok treba instalirati rashladnu tekućinu kroz neradne kotlove nizvodno od crpki povratni ventili. Dovod rashladne tekućine u svaki kotao uz pomoć pojedinačnih cirkulacijskih pumpi omogućuje povećanje tlaka u izmjenjivaču topline radnog kotla kako bi se spriječila kavitacija i eksplozivno isparavanje.

Drugo, priključci polaza i povrata za svaki kotao moraju biti izvedeni paralelno (posebno kod korištenja kondenzacijskih kotlova). To vam omogućuje održavanje iste temperature vode na ulazu u svaki kotao i, ako je potrebno, isključivanje protoka rashladne tekućine između krugova. Niska temperatura rashladne tekućine koja se dovodi u kotao doprinosi kondenzaciji vodene pare iz proizvoda izgaranja i povećanju učinkovitosti sustava.

Neki kaskadni regulatori za kotlove s modulirajućim plamenicima opremljeni su funkcijom "vremenske odgode", tj. mogu uključiti cirkulacijsku crpku određenog kotla neposredno prije paljenja plamenika. Osim toga, mogu omogućiti rad crpki neko vrijeme nakon što se plamenik isključi. Prvi osigurava zagrijavanje izmjenjivača topline kotla pomoću toplog dovodnog nosača topline sustava, čime se sprječava toplinski šok zbog značajne temperaturne razlike (i kondenzacije dimnih plinova za konvencionalne kotlove) kada se plamenik pali.

Drugi je iskoristiti zaostalu toplinu izmjenjivača topline, a ne odvoditi je kroz ventilacijski sustav nakon završetka rada kotla. I treće, vrlo je važno da cirkulacijske crpke osiguraju odgovarajući protok rashladne tekućine kroz radne kotlove, bez obzira na brzinu protoka sustava grijanja. Prirodno rješenje ovog problema je korištenje niskotlačnog hidrauličkog separatora.

Faze instalacije sustava

Spajanje kaskadnog sustava provodi se u tri faze:

hidrauličko balansiranje kotlova i sustava;
priključak na jedan kolektor dima;
kaskadne postavke automatizacije.

Zahvaljujući modularni sustav instalacija, koja se može usporediti s montažom dječjeg dizajnera, postiže se velika brzina ugradnje i pouzdanost sustava. Glavne faze instalacije kaskadnog postrojenja za proizvodnju topline prikazane su na sl. 2. Naravno, glavni način koordinacije nekoliko jedinica za proizvodnju topline i sustava za opskrbu toplinom je niskotlačni hidraulički razvodnik.

Metode proračuna odabira i ugradnje dobro su poznate. Sustav hidrauličkog usklađivanja kotla sastoji se od nekoliko standardnih koraka spajanja: 1. dva kotla u kaskadi; 2. treći kotao u kaskadi; 3. kaskadne sigurnosne grupe (slika 3). Ovisno o potrebna snaga možete sastaviti kaskadu od dva ili tri kotla. Osnovni materijal su poniklane cijevi debelih stijenki koje se spajaju pomoću brze spojke(tzv. "Amerikanci").

Paket uključuje sve potrebne elemente, od zapornih slavina do brtvila. Ova oprema vam omogućuje brzo i precizno postavljanje kaskade.

Modulirano upravljanje

Višestupanjski regulator za jednostavan kaskadni sustav, korištenjem proporcionalno-integralno-derivacijske (PID) regulacije, konstantno mjeri temperaturu ogrjevnog medija koji se dovodi u sustav, uspoređuje je s izračunatom vrijednošću i određuje koji plamenik treba uključiti i koje treba isključiti. Za upravljanje kaskadom kotlova i postizanje ekonomične potrošnje goriva potrebno je koristiti posebnu automatizaciju.

Jedan od kotlova kaskade djeluje kao "master" i uključuje se prvi, ostali, "podređeni", spajaju se po potrebi. Automatizacija upravljanja omogućuje prijenos uloge "glavnog" s jednog kotla na drugi, kao i provođenje redoslijeda uključivanja "podređenih" kotlova i temperaturnih razlika za uključivanje svakog sljedećeg stupnja.

U slučaju kvara vodećeg kotla prioritet se automatski mijenja. Ako nema zahtjeva za toplinom iz bilo koje zone, regulator će isključiti sve kotlove, a kada primi signal zahtjeva, pokrenut će ih. Nakon gašenja posljednjeg kotla, cirkulacijska pumpa se nakon određenog vremena isključuje.

U većini "moduliranih" kaskadnih sustava način upravljanja je drugačiji. U pravilu, cilj je povećati vrijeme rada kotlova u niskom temperaturnom području i na djelomičnoj snazi. Immergas preporučuje korištenje Honeywell Smile SDC 12-31 serije kontrolera za njihove Victrix 50 kotlove (sl. 4). Iako različitih proizvođača nude različite sustave upravljanja, općeprihvaćeni pristup je sljedeći: uključivanje kotla, zatim modulacija njegovog rada na razinu toplinske snage koja zadovoljava potrebno opterećenje.

Ako je potrebna dodatna opskrba toplinom, ogrjevni kapacitet prvog kotla se značajno smanjuje, uključuje se drugi kotao, a zatim se ogrjevni kapacitet oba kotla modulira prema potrebnom opterećenju. Takva shema osigurava rad oba kotla pri nižim toplinskim učincima, a time i u nježnijem načinu rada, za razliku od rada jednog kotla pri punoj snazi.

Time se povećava površina za izmjenu topline, stoga se povećava vjerojatnost kondenzacije vodene pare iz produkata izgaranja, kao i učinkovitost sustava. Pretpostavimo da opterećenje i dalje raste i da dva kotla koja rade na relativno visokoj razini ogrjevnog kapaciteta ne mogu ispuniti uvjete.

Tada drugi kotao smanjuje potrošnju goriva, uključuje se treći, a toplinski učinak drugog i trećeg stupnja modulira se paralelno. U nekim sustavima, prvi kotao također može smanjiti potrošnju goriva kada se aktiviraju ostali stupnjevi, stoga se sva tri stupnja snage mogu paralelno kontrolirati.

Načini rada regulatora

Većina kaskadnih regulatora može raditi u najmanje dva načina rada. U načinu grijanja provodi se princip upravljanja prema vremenskim uvjetima, tj. zadana vrijednost temperature za ogrjevni medij koji se dovodi u sustav ovisi o vanjskoj temperaturi. Što je niža vanjska temperatura, to je viša zadana vrijednost temperature polaza.

Ovaj sustav eliminira potrebu za mješačem između kotla i potrošača grijanja. U načinu PTV, sustav je programiran za upravljanje sustavom kada zadana vrijednost polazne temperature ne ovisi o vanjskim temperaturama. Drugim riječima, postavlja se određena, dovoljno visoka vrijednost temperature, koja osigurava visoka razina prijenos topline kroz sekundarni izmjenjivač topline.

Ovaj način se obično koristi za pružanje više visoka temperatura rashladna tekućina koja se kroz izmjenjivač topline dovodi do potrošača tople vode i sustava protiv zaleđivanja. Modulacija snage kotla dovodi do značajnog smanjenja razlike između potrebne i stvarne temperature rashladne tekućine, što sprječava često "taktiranje" (uključivanje / isključivanje) kotla.

Neki kontroleri također su odgovorni za rad glavnog cirkulacijska pumpa i povezani su s dispečerskim sustavom inženjerske opreme zgrade. Moderna generacija kotlova male snage s modulirajućim plamenicima osigurava uštedu prostora, visoku učinkovitost, tih rad i pouzdanost. to savršeno rješenje u niskotemperaturni sustavi; Ovi kotlovi su idealni za podno grijanje, sustavi protiv zaleđivanja, grijanje bazena, Sustavi PTV-a, kao i sustavi dizalica topline, uklj. geotermalna.

Već su osvojili poziciju u području grijanja privatnih kuća. Kao dio kaskadnog sustava, kotlovi s modulirajućim plamenicima predstavljaju novu alternativu industrijskim sustavima grijanja.

Jedan od prvih koji je razvio i implementirao organizaciju rada kotlova prema kaskadnoj shemi firma Thermona iz Češke. Zatim su, s obzirom na neospornu ekonomsku korist od korištenja kaskada, ovaj princip zajedničkog korištenja nekoliko zidnih plinskih kotlova (uglavnom kondenzacijskih) primijenile tvrtke kao što su Viessmann, Baxi itd.

Dakle, što je "kaskada kotlova"

Potrebno je razumjeti razliku između kaskade kotlova i njihove paralelne veze, gdje svaki od kotlova radi odvojeno, ali u jednom sustavu grijanja (ventilacija, itd.). Savrseno je različite sheme. Kaskada je zglobna hidraulička i električna veza nekoliko kotlova kombinirano jedinstveni sustav kontrolu i rad na osiguravanju zagrijavanja rashladne tekućine za isti objekt.

Postoje kaskadne veze, gdje se kontrola odvija glatkom modulacijom snage - od minimuma jednog od kotlova do maksimalne snage cijele kotlovnice (kao, na primjer, u istoj Thermoni). Postoji još jedan pristup - upravljanje radom kotlova pomoću kaskadne sklopke, koja tijekom rada isključuje nekoliko kotlova ili ih uključuje bez korištenja mogućnosti njihove pojedinačne modulacije.

Ali, u svakom slučaju, ovo je sustav pod jedinstvenom kontrolom, koji prima podatke o potrebnim temperaturama - "opskrba" grijanja i prostorija, a također ima mogućnost rada pomoću podataka s senzora vanjske temperature, tj. fleksibilniji i ekonomičniji od jednog kotla ili paralelnog uključivanja grupe kotlova. U tehnologiji grijanja, "kaskadna" shema je doista inovativna metoda za optimizaciju sustava velike snage.

Umjesto jednog snažnog kotla, koji je prisiljen raditi i uz neznatne toplinske gubitke objekta, u kaskadnom rješenju u različito vrijeme radi onoliko kotlova koliko je potrebno za kompenzaciju trenutnih toplinskih gubitaka objekta. Potreban broj uključenih kotlova regulira se elektronički. Takav rad kotlovnice upravo osigurava optimalni način uštede energije.

Praksa je to potvrdila sezona grijanja zasebni kotao koristi se u prosjeku 30%. Ovo je malo opterećenje i stoga neučinkovit rad. Nasuprot tome, kaskadni sustav osigurava potrebnu snagu postupno, povezujući nekoliko "malih" kotlova jedan za drugim umjesto jednog velikog. Uz pomoć kaskadne regulacije s programskom regulacijom eliminiraju se neugodni problemi s određivanjem optimalnog omjera snage kotla i razine potrošnje topline.

Širok raspon kontrole snage pozornice omogućuje sustavu da radi dugo vremena niske temperature grijanje vode, što smanjuje troškove toplinskog zračenja. Povećana je toplinska udobnost korisnika. Neosporan iskorak je izdvajanje jednog ili više kotlova iz sastava kaskadne kotlovnice za pripremu Vruća voda. Ovi kotlovi rade u ljetni način rada, bez korištenja većine opreme namijenjene samo za grijanje.

Istodobno, kotlovi s mogućnošću rada na izdavanju tople vode, u nedostatku potrebe za tim, također služe sustavu grijanja. Ova značajka omogućuje novi pogled na određivanje ukupne potrebne snage kotlovnice, ovisno o mogućoj akumulaciji tople vode u kotlovima za neizravno grijanje.

Tehničke značajke "kaskadne kotlovnice"

Značajan korak naprijed u povijesti razvoja kaskadnih kotlovnica bio je komunikacijski sustav između kotlova koji ne koriste kaskadni prekidač, već komunikacijske uređaje (sučelja) koji vam omogućuju razmjenu informacija između kotlova i istovremeno glatko prilagođavanje snage svih kotlova u kaskada.

To omogućuje ne samo postizanje optimalnih parametara snage u svakom trenutku rada, već i trenutni pristup informacijama o stanju cijele kotlovnice i njezinim radnim parametrima, kao i dijagnosticiranje kvarova kotlova i druge opreme. Moderna kaskadna kotlovnica uistinu je „inteligentni sustav“ s potpuno autonomnim radom bez pratnje.

Tehničko rješenje kaskadne kotlovnice ima optimalnu cijenu, promišljeno softver i širok raspon primjena. Zbog činjenice da u različito vrijeme može raditi bilo koji broj kotlova iz kaskadne kotlovnice, a postoji potreba za ugradnjom glavne crpke grijanja, čiji učinak premašuje mogućnosti crpke kotla, potreban je hidraulički separator između kaskadni krug i crpka za grijanje.

Proizvođači kotlovnica nude svoje veličine i konfiguracije hidrauličkih separatora, a kod ugradnje kotlovnica potrebno je poštivati zahtjeve proizvođača. Inače, nepravilno odabran hidraulički separator (ili nepravilno ugrađen) može poremetiti cjelokupni rad kotlovnice. Obavezni elementi u radu kaskadne kotlovnice su temperaturne sonde koje mjere temperaturu na "dovodu", senzori i regulatori.

Sustav je zamišljen tako da se temperatura na izlazu iz kotlovnice može održavati s točnošću od 1 °C, što je bitno za sustave kao što su npr. prisilna ventilacija. Kaskadna kotlovnica je toliko ekonomična da se u nekim slučajevima investicija isplati za jedan do tri mjeseca. Načelo regulacije temperature rashladne tekućine ovisno o vremenskim prilikama u kaskadnoj kotlovnici omogućuje uštedu do 30% plina ili električne energije.

Da biste to učinili, senzor vanjske temperature mora biti integriran u sustav upravljanja. Moderni uređaji GSM-dial-up, svjetlosni i zvučni alarmi, kao i internet komunikacija olakšavaju praćenje stanja kotlovnice. Najlakši način organiziranja kaskade je korištenje samo komunikacijskih sučelja u konfiguraciji, bez korištenja upravljačkog sučelja, programatora i senzora vanjske temperature.

Takva shema može biti potrebna kada kaskada opskrbljuje rashladno sredstvo iste zadane temperature (na primjer, 75-80 ° C). Takav kompletan sklop sustava prihvatljiv je pri pripremi nosača topline za izmjenjivač topline bazena. U slučaju složenije organizacije opskrbe toplinom koriste se programatori koji omogućuju održavanje zadane temperature u prostoriji, prikazuju stanje kotlovnice, obavještavaju o hitna zaustavljanja kotlovi.

Do danas su razvijene kaskadne upravljačke ploče koje kombiniraju sve potrebne funkcije praćenja stanja opreme kotlovnice, podešavanja temperature u različitim krugovima grijanja i prijenosa podataka na Internet. Takvi sustavi upravljanja napredni su razvoj u području suvremenog dispečiranja kotlovnica. U kaskadnoj kotlovnici različiti proizvođači kombiniraju različiti broj kotlova.

Stoga se maksimalni kapacitet kotlovnica mora provjeriti kod predstavnika proizvođača. Ali u nekim slučajevima dvije ili više kaskada mogu se nalaziti u istoj kotlovnici.

Uvjeti smještaja

Prednost kaskade zidnih kotlova je u tome što se mogu postaviti na bilo koje dopušteno mjesto (nagradni, ugradbeni, samostojeći, krovni kotao itd.). Vrlo je prikladno ugraditi kaskadu u krovnu kotlovnicu. Beznačajna masa glavne opreme, mala količina rashladne tekućine, mogućnost prisilnog uklanjanja dima iz svakog jeftinog kotla dimnjak tvornički - to su prednosti kaskade zidnih kotlova u odnosu na jedan ili dva stacionarna kotla postavljena na krovu.

Bilo je slučajeva kada je bilo potrebno dodati kaskadu zidnih kotlova u kotlovnicu od dvije stacionarne zbog prekoračenja maksimalne mase i potrebe da se osigura zadano toplinsko opterećenje. Važno je i pitanje popravka i zamjene opreme tijekom rada. Naravno, zamijenite stacionarni višetonski kotao instaliran na krovu visoka zgrada, mnogo teže od popravka ili zamjene zidnog kotla, čija maksimalna težina nije veća od 90-100 kg.

Kotlovi u kotlovnici mogu biti postavljeni "u liniji" ili "leđa uz leđa". Druga metoda smanjuje linearne dimenzije kotlovnice ako je instalirana veliki broj kotlovi.

Potencijalni kupci kaskadnih kotlovnica

Kotlovi ovog tipa primjenjivi su u svim područjima nacionalnog gospodarstva. Ali oni pronalaze maksimalnu upotrebu u autonomnim sustavima opskrbe toplinom jednog ili grupe objekata koji se nalaze na maloj udaljenosti jedan od drugog. Zadatak nije izgraditi glavni grijač, koji, naravno, ima toplinske gubitke i treba periodično održavanje i zamjenu linearnih elemenata.

Kaskadne kotlovnice su nedvojbeno korisne za hotele, restorane, privatne kuće, auto centre, velike i male trgovine. Jednom riječju, to su kotlovnice za one koji znaju brojati novac i za koje parole o uštedi energije i energetskoj učinkovitosti nisu prazna fraza. Povrat takvog sustava je u prosjeku dvije do tri godine, a vijek trajanja je 15-20 godina.

Kaskadno spajanje kotlova- ovo je učinkovita tehnika za povećanje jedinične snage uređaja za grijanje, koju stručnjaci za grijanje koriste već dugi niz godina. Koncept prijema je jednostavan: podijelimo ukupno toplinsko opterećenje između dva ili više neovisno upravljanih kotlova i uključimo u kaskadu samo one kotlove koji u određenom trenutku zadovoljavaju zahtjev za tim opterećenjem. Svaki kotao predstavlja svoj "korak" toplinskog učina u ukupnoj snazi sustava. Inteligentni regulator (mikrokontroler) stalno prati temperaturu dovoda rashladne tekućine i određuje koje stupnjeve sustava treba uključiti da bi se održala zadana temperatura.

Tipično, primjeri su jednostavni sklopovi priključak grijanja i opskrbe toplom vodom s jednim plinski kotao izabran iz uvjeta njegovog maksimalnog opterećenja. Naime, praksa je potvrdila da se tijekom sezone grijanja, otprilike 80% vremena, kapacitet kotlovnice koristi ne više od 50%, a tijekom radne sezone opterećenje je u prosjeku 25-45 %. Posljedično, uz tako neravnomjerno i često nisko opterećenje, jedan kotao velikog kapaciteta nepotrebno će trošiti energetske resurse i neučinkovito nadoknaditi troškove topline. U ovom slučaju učinkovito rješenje je kaskadni spoj kotlova.

Primjer kaskadnog spajanja tri kotla

Obično se, na primjer, razmatraju jednostavne sheme za povezivanje grijanja i opskrbe toplom vodom s jednim plinskim kotlom, odabranim iz uvjeta njegovog maksimalnog opterećenja. Naime, praksa je potvrdila da se tijekom sezone grijanja, otprilike 80% vremena, kapacitet kotlovnice koristi ne više od 50%, a tijekom radne sezone opterećenje je u prosjeku 25-45 %. Posljedično, uz tako neravnomjerno i često nisko opterećenje, jedan kotao velikog kapaciteta nepotrebno će trošiti energetske resurse i neučinkovito nadoknaditi troškove topline. U ovom slučaju, kaskadno povezivanje kotlova je učinkovito rješenje.

Bojler;
Hidraulički separator.

Kaskada kotlova nesmetano osigurava rad kotlovnice na potrebnoj snazi (u širokom rasponu) bez obzira na godišnje doba zbog serijska veza jedan za drugim nekoliko "malih" kotlova. Uz pomoć kaskadnog upravljanja s programskim upravljanjem rješava se problem određivanja optimalnog omjera snage kotlovnice i sustava grijanja. Dakle, izvan sezone iu uvjetima tople zime kaskadna kotlovnica može dugo raditi na niskim temperaturama rashladne tekućine, što smanjuje troškove toplinskog zračenja i razdoblja mirovanja sustava. Istodobno se poboljšavaju temperaturni uvjeti objekt, tj. udobnost korisnika.

Međutim, s povećanjem broja kotlova u kaskadi povećavaju se gubici topline kroz izmjenjivače topline i tijela neiskorištenih kotlova. Stoga se općenito preporuča ograničiti broj kotlova u kaskadi na četiri.

Nedostaci kaskadne veze uključuju činjenicu da je ugradnja nekoliko kotlova male snage i instalacija dodatne komponente za kontrolu kaskade, poskupljuje sustav grijanja i zahtijeva više prostora nego za ugradnju jednog snažnog kotla, a također komplicira spajanje kaskade na dimnjak.

Kao što se može vidjeti na slici, ova shema uključuje dodatni uređaj - hidraulički separator. Hajdemo shvatiti kakav je to uređaj i za što se koristi?

hidraulički separator(strelica) je moderan element sustava grijanja. Namijenjen je za odvajanje primarnog (generatori topline) i sekundarnog (potrošači) kruga, stvarajući zonu za smanjenje hidrauličkog otpora. Dakle, protok rashladne tekućine u oba kruga u potpunosti će ovisiti samo o učinku odgovarajućih cirkulacijskih crpki, čiji je međusobni utjecaj u ovom slučaju isključen.

Hidraulički separator (strelica) osigurava hidrauličku ravnotežu (a time i temperaturnu ravnotežu) dva kruga. Kod korištenja hidrauličkog separatora protok nositelja topline u sekundarnom krugu osiguran je samo kada je uključena odgovarajuća cirkulacijska crpka, što omogućuje sustavu da odgovori na toplinsko opterećenje u određenom trenutku. Kada je pumpa sekundarnog kruga isključena, nema cirkulacije u njoj i sva voda koja cirkulira pod utjecajem pumpe primarnog kruga se zaobilazi kroz razvodnik malih gubitaka. Dakle, kada se koristi hidraulički prekidač u primarnom krugu, moguće je održavati stalni protok rashladne tekućine, au sekundarnom krugu - za učinkovito reguliranje u skladu s toplinskim opterećenjem. NA moderni sustavi grijanje, ova funkcija je standardna.

Gotovi hidraulički separator ponuđen za prodaju odabire se prema katalogu ovisno o potrebnoj snazi kotla (kW) i maksimalnom protoku rashladne tekućine u sustavu (l/h).