Raccordement en cascade des chaudières. Caractéristiques du raccordement en cascade des chaudières à gaz Comment réaliser une cheminée de chaudière en cascade

19.10.2019

Connexion de deux ou plusieurs générateurs de chaleur principaux

Considérons d'abord un schéma dans lequel nous disposons de deux ou plusieurs générateurs de chaleur, qui sont les principaux et, lors du chauffage de la maison, fonctionnent avec le même combustible.

Ceux-ci sont généralement connectés en cascade afin de chauffer des pièces à partir de 500 m². superficie totale. Très rarement, les chaudières à combustible solide sont combinées pour le chauffage principal.

Nous parlons spécifiquement des principaux générateurs de chaleur et du chauffage des locaux d'habitation. Pour chaufferies en cascade et modulaires pour chauffer de grandes locaux industriels peut inclure des « batteries » de chaudières au charbon ou au mazout en quantités allant jusqu’à une douzaine.

Ainsi, comme évoqué plus haut, ils sont connectés en cascade, lorsqu'une deuxième chaudière identique ou légèrement moins puissante complète le premier générateur de chaleur.

Habituellement, en contre-saison et en cas de gelées légères, la première chaudière de la cascade fonctionne. Par temps froid ou lorsqu'il est nécessaire de réchauffer rapidement les locaux, une deuxième chaudière en cascade y est raccordée pour aider.

En cascade, les chaudières principales sont connectées en série pour être chauffées par le premier générateur de chaleur. En même temps, bien entendu, dans cette combinaison, il est possible d'isoler chaque chaudière et un by-pass, qui permet à l'eau de contourner la chaudière isolée.

En cas de problème, n'importe lequel des générateurs de chaleur peut être éteint et réparé, tandis que la deuxième chaudière chauffera régulièrement l'eau du système de chauffage.

Il n'existe pas d'alternative particulière à ce système. Comme le montre la pratique, il est préférable et plus fiable d'avoir 2 chaudières d'une capacité de 40 kW chacune qu'une chaudière d'une capacité de 80 kW. Cela vous permet de réparer chaque chaudière individuellement sans arrêter le système de chauffage.

Il permet également à chacune des chaudières de fonctionner à pleine puissance si nécessaire. Tandis qu'1 chaudière haute puissance ne fonctionnerait qu'à la moitié de la puissance et à une fréquence d'horloge accrue.

Connexion parallèle de chaudières - avantages et inconvénients

Nous avons passé en revue les principales chaudières ci-dessus. Voyons maintenant comment connecter des chaudières de secours, qui devraient figurer dans le système de toute maison moderne.

Si des chaudières de secours sont connectées en parallèle, cette option présente des avantages et des inconvénients.

avantages connexion parallèle Les chaudières de réserve sont les suivantes :

Chaque chaudière peut être connectée et déconnectée indépendamment les unes des autres.
Chaque générateur de chaleur peut être remplacé par tout autre équipement. Vous pouvez expérimenter les réglages de la chaudière.

Inconvénients du raccordement en parallèle des chaudières de secours :

Il va falloir travailler davantage sur la tuyauterie des chaudières, plus de soudure tuyaux en polypropylène, plus de soudage de tuyaux en acier.
En conséquence, davantage de matériaux, de tuyaux, de raccords et de vannes d'arrêt seront gaspillés.
Les chaudières ne pourront pas fonctionner ensemble, en système unifié, sans utilisation équipement supplémentaire- des pistolets hydrauliques.
Même après avoir utilisé la flèche hydraulique, il reste nécessaire d'effectuer une configuration et une coordination complexes d'un tel système de chaudière en fonction de la température de l'alimentation en eau du système, et.

Les avantages et les inconvénients indiqués du raccordement en parallèle peuvent être appliqués à la fois au raccordement des générateurs de chaleur principaux et d'appoint, ainsi qu'au raccordement de deux ou plusieurs générateurs de chaleur d'appoint utilisant n'importe quel type de combustible.

Connexion en série des chaudières - avantages et inconvénients

Quand connexion série deux ou plusieurs chaudières, elles fonctionneront de la même manière que les chaudières principales connectées en cascade. La première chaudière chauffera l’eau, la seconde la réchauffera.

Dans ce cas, vous devez d’abord installer la chaudière sur le type de combustible le moins cher pour vous. Il peut s'agir d'une chaudière à bois, à charbon ou à fioul usagé. Et derrière, en cascade, il peut y avoir n'importe quelle chaudière de secours, qu'elle soit au diesel ou à pellets.

Les principaux avantages du raccordement en parallèle des chaudières :

Dans le cas du premier fonctionnement, les échangeurs de chaleur de la deuxième chaudière joueront le rôle d'une sorte de séparateur hydraulique, atténuant l'impact sur l'ensemble du système de chauffage.
La deuxième chaudière de réserve peut être allumée pour réchauffer l'eau du système de chauffage par temps les plus froids.

Inconvénients de l'utilisation de la méthode parallèle de raccordement des générateurs de chaleur d'appoint dans la chaufferie :

Chemin d'eau plus long à travers le système avec plus de virages et un rétrécissement des connexions et des raccords.

Naturellement, vous ne pouvez pas laisser passer directement l’alimentation d’une chaudière dans l’entrée d’une autre. Dans ce cas, vous ne pourrez déconnecter ni la première ni la deuxième chaudière, si nécessaire.

Bien que du point de vue du chauffage coordonné de l'eau de chaudière, cette méthode sera la plus efficace. Ceci peut être réalisé en installant des boucles de dérivation pour chaque chaudière.

Connexion en parallèle et en série des chaudières - avis

Et voici quelques avis d'utilisateurs sur la connexion en parallèle et en série de générateurs de chaleur dans un système de chauffage :

Anton Krivozvantsev, Région de Khabarovsk: J'en ai un, c'est le principal et chauffe tout le système de chauffage. Je suis content de Rusnit, c'est une chaudière normale, en 4 ans de fonctionnement 1 élément chauffant a grillé, je l'ai changé moi-même, c'est tout pour 30 minutes avec une pause fumée.

La chaudière KChM-5 y est connectée, dans laquelle j'ai intégré. La locomotive s'est avérée excellente, elle chauffe parfaitement et, surtout, l'automatisation du processus est presque la même que celle d'une chaudière automatique à pellets.

Ces 2 chaudières fonctionnent par paire, l'une après l'autre. L'eau que Rusnit n'a pas chauffée est chauffée par le KChM-5 et le brûleur à pellets Pelletron-15. Le système s'est avéré comme il se doit.

Il y a un autre avis, cette fois sur le branchement en parallèle de 2 chaudières dans la chaufferie :

Evgeny Skomorokhov, Moscou : Ma chaudière principale fonctionne principalement au bois. Ma chaudière de secours est la DON la plus courante, qui est connectée au système en parallèle avec la première. Il s'allume rarement, et de toute façon, j'en ai hérité avec la maison que j'ai achetée.

Mais 1 ou 2 fois par an, en janvier, il faut inonder l'ancien DON, alors que l'eau du système bout presque, mais que la maison est encore un peu froide. Tout cela est dû à une mauvaise isolation ; je n’ai pas encore complètement fini d’isoler les murs, et ce serait bien de mieux isoler les sols des combles.

Une fois l'isolation terminée, je pense que je ne chaufferai pas du tout l'ancienne chaudière DON, mais je la laisserai en secours.

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En règle générale, les chaudières à gaz des maisons privées sont connectées à un seul circuit. Mais cette méthode de connexion a ses inconvénients. C'est beaucoup plus efficace lorsque le système implique l'utilisation de plusieurs appareils. Dans ce cas, le schéma de tuyauterie de la chaudière lui-même peut être mis en cascade.

Caractéristiques de la connexion en cascade

Lorsque les chaudières à gaz sont connectées au circuit de chauffage en série et se forment étape par étape, cela est très pratique. Dans le même temps, le contrôle du cycle en cascade est général et le propriétaire peut configurer indépendamment les paramètres du système en fonction des conditions. Tandis que d'autres paramètres sont ajustés automatiquement. Les experts appellent cette méthode de configuration flexible.

Les chaudières à gaz connectées selon le principe en cascade peuvent être utilisées pour résoudre les problèmes de chauffage dans les bâtiments résidentiels, avec superficie totale pas plus de 500 mètres carrés. Et bien que ces chiffres ne soient pas obligatoires pour l'utilisation, le propriétaire décide indépendamment de l'opportunité d'installer une chaudière supplémentaire si la surface à chauffer est plus grande.

Dans tous les cas, les chaudières à gaz connectées selon le principe en cascade sont très efficaces à utiliser. Ceux qui les installeront pourront le ressentir très prochainement.

Ce qui est nécessaire pour une connexion en cascade

Si vous envisagez de connecter des chaudières à gaz en cascade, vous devrez décider vous-même schéma optimal et calculer ses paramètres en tenant compte de tout évaluations professionnelles facteurs importants. Par exemple, l'allumage des chaudières peut être possible de manière séquentielle, sans équipement supplémentaire, uniquement si la pompe de chaque chaudière à gaz peut pomper du liquide de refroidissement à travers le circuit de chauffage. Pour un immeuble résidentiel petite zone c'est largement suffisant.

Mais si des chaudières à gaz sont utilisées pour grand Edifice composé de plusieurs étages, il est nécessaire d'utiliser un séparateur hydraulique spécial. Cela vous permettra d'optimiser dépenses financières, garantit plus grand confort et consommation rationnelle du carburant bleu.

Chaudières en cascade- c'est l'un des schémas de connexion du générateur de chaleur, grâce auquel la puissance unitaire de chaque appareil de chauffage augmente. Cette méthode de raccordement est justifiée et efficace en cas de charge thermique importante, ainsi que si, afin de réduire les coûts de chauffage, des chaudières fonctionnant avec différents types de combustibles sont installées. L'essence de ce schéma est la suivante - la charge thermique totale est divisée entre plusieurs générateurs de chaleur contrôlés indépendamment, après quoi seuls ceux qui répondent aux besoins de production de chaleur sur une période de temps donnée sont inclus dans la cascade. Le raccordement en série ou en cascade des chaudières est généralement divisé en « étages », dont chacun dispose d'un réchauffeur séparé, et tous les étages forment ensemble la puissance totale du réseau de chauffage.

Dans la plupart des cas, le fonctionnement systèmes standards le chauffage et l'approvisionnement en eau chaude sont assurés par une seule chaudière, dont le choix est effectué en fonction des exigences de la charge maximale possible pour celle-ci. Cependant, la situation réelle peut différer considérablement des calculs préliminaires. Comme le prouve la pratique, dans la plupart des cas, tout au long saison de chauffage les équipements de chauffage ne fonctionnent qu’à 50 % de leur capacité 80 % du temps. De plus, si l'on considère toute la saison de fonctionnement de tels appareils, leur charge moyenne varie de 25 à 45 %. Ainsi, un générateur de chaleur de grande puissance consommera un excès de carburant et ne sera pas en mesure de compenser efficacement les coûts de chauffage. Cela est dû aux indicateurs ci-dessus de charge inégale et souvent faible. La réponse à ce problème pourrait être un raccordement en cascade des chaudières.

Le réglage d'un tel système d'alimentation en chaleur est effectué à l'aide d'un microcontrôleur spécial ou d'un contrôleur intelligent. Sa tâche est de surveiller la température du liquide de refroidissement et de déterminer combien d'étages doivent être activés pour maintenir cette température à un niveau donné. Grâce à cette régulation, la cascade de chaudières assure le bon fonctionnement de tous les composants du système de chauffage puissance requise(dans une large gamme), quelles que soient les saisons. Ce processus est dû à la connexion séquentielle de plusieurs générateurs de chaleur, l'un après l'autre. Contrôle en cascade en combinaison avec contrôlé par programme vous permet de résoudre le problème de la détermination du meilleur rapport entre la puissance de la chaudière et celle du système de chauffage. Ce principe de fonctionnement permet d'économiser les ressources énergétiques sans réduire température confortableà l'intérieur. Cet effet est obtenu grâce au fait que la chaufferie en cascade est capable de fonctionner longtemps à des températures de liquide de refroidissement basses pendant la basse saison et pendant les mois chauds d'hiver.

Sur la base des informations ci-dessus, il devient clair qu'un schéma de connexion séquentiel avec plusieurs appareils de chauffage au lieu d'un seul peut bien mieux fournir les charges de conception du système de chauffage. Par conséquent, on peut supposer que plus il y a d’étapes dans un système donné, plus il commencera à fonctionner efficacement. Cependant, ce n’est pas tout à fait vrai. Le fait est qu'avec l'augmentation du nombre de ces étages thermiques, les surfaces à travers lesquelles le transfert de chaleur se produit augmenteront également. En termes simples, les pertes d'énergie thermique à travers les enveloppes des chaudières vont augmenter. En fin de compte, cela pourrait annuler tous les avantages de accroître l'efficacité système en cascade raccordements chaudière. Par conséquent, il est considéré comme inapproprié d’utiliser plus de quatre étages dans ce circuit.

Avantages du raccordement en cascade des chaudières et ses inconvénients

Le raccordement en série ou en cascade des chaudières a un grand nombre de avantages, notamment les suivants :

Quant aux inconvénients connexion en cascade, alors il y en a aussi plusieurs. Premièrement, le coût du système de chauffage augmente en raison de l'installation de plusieurs chaudières et d'équipements supplémentaires pour contrôler la connexion en série. Deuxièmement, un tel nombre d'appareils nécessite plus d'espace dans la chaufferie que nécessaire lors de l'installation d'un appareil de chauffage grand et puissant. Et troisièmement, connecter la cascade de chaudières à la cheminée devient un peu plus compliqué.

Types de raccordement en cascade de chaudières

Ce type de connexion de générateurs de chaleur est divisé en trois types, en fonction du mode de fonctionnement de leurs brûleurs. Les types de raccordement en série des chaudières sont les suivants :

Cascade simple- il comprend les générateurs de chaleur à un ou plusieurs étages brûleurs à deux allures. Un tel système est capable d'augmenter la puissance de chaque radiateur ;
Cascade mixte- ce type de raccordement comprend différents générateurs de chaleur dont un doté d'un brûleur modulant. Dans ce cas, c'est sur un tel appareil de chauffage qu'est installé un système de contrôle de la température de l'eau de chaudière ;
Étape modulante- il ne comprend que les générateurs de chaleur à brûleurs modulants. Différence positive de ce genre Le lien avec les deux précédents est que l'alimentation en carburant y est ajustée en douceur et qu'il est également possible de modifier la puissance calorifique sur une large plage.

Il est facile de remarquer que la principale différence entre les trois types de raccordement en cascade des chaudières réside dans les dispositifs de brûleur dont elles sont équipées. Le fait est que ce sont les brûleurs qui ont une grande influence sur le fonctionnement du système de chauffage. Ainsi, un simple schéma en cascade permet de réguler la production de chaleur exclusivement étape par étape. Par conséquent, le plus type optimal le raccordement en série de chaudières est considéré comme une cascade modulée, même en tenant compte du fait que l'utilisation de plus de deux étages réduit les performances de chaque appareil de chauffage individuellement. Le fait est que les unités équipées de brûleurs modulants permettent de modifier en permanence la puissance du système, en fonction des besoins en énergie thermique. Ce principe de fonctionnement permet de réduire la consommation de carburant et, par conséquent, d'économiser sur le chauffage.

Conditions de création d'une cascade modulée

Selon les informations ci-dessus, c'est la cascade modulée qui peut être considérée comme la plus efficace des trois types de connexions de ce type. Sa mise en œuvre dépend cependant de trois conditions dont le respect doit être prévu dès la conception.

Séparateur hydraulique basse pression ou flèche hydraulique - c'est un moderne et élément important connexion en cascade. Son objectif est de séparer les circuits primaires et secondaires (c'est-à-dire les circuits des chaudières et des consommateurs), créant ainsi une zone de réduction de la résistance hydraulique. Grâce à cela, le débit de liquide de refroidissement dans ces deux circuits dépendra uniquement des performances des pompes de circulation, qui ne s'influenceront pas mutuellement. Un tel séparateur crée un équilibre hydraulique et thermique des circuits. La flèche hydraulique vous permet de maintenir débit constant liquide de refroidissement dans le circuit primaire et dans le circuit secondaire - pour le réguler efficacement en tenant compte de la charge thermique. Cette fonction est déjà devenue un standard pour les réseaux de chaleur modernes. Le choix du séparateur hydraulique ou de la flèche se fait selon le catalogue, en fonction puissance requise générateur de chaleur et le débit de liquide de refroidissement maximal possible dans le système.

Installation de raccordement en cascade de chaudières

L'installation d'une cascade de générateurs de chaleur s'effectue en plusieurs étapes dont chacune comprend approximativement les actions suivantes :

Les chaudières en cascade sont une affaire assez complexe, lors de la mise en œuvre de laquelle il est nécessaire de prendre en compte un grand nombre de diverses nuances. Par conséquent, la création d'un système d'alimentation en chaleur de ce type ne doit être confiée qu'à des spécialistes qualifiés capables d'effectuer tous les travaux au niveau approprié. Tant le développement que l'installation du raccordement en cascade des chaudières doivent être effectués par des entreprises et des professionnels connaissant les spécificités de ces systèmes, ainsi que disposant des licences et approbations appropriées. L'attention portée à tous les détails et une approche responsable dans la mise en œuvre de la connexion en série des générateurs de chaleur contribueront à créer un système fiable, efficace et sûr. système de chauffage, ce qui sera également économique.

Le système de chauffage le plus efficace est celui dans lequel le liquide de refroidissement devient chaud en raison du fonctionnement de deux ou trois chaudières. Cependant, ils peuvent être identiques en termes de puissance et de type. Cette rationalité s'explique par le fait qu'un générateur de chaleur fonctionne sur pleine puissance seulement quelques semaines par an. À d’autres moments, vous devez réduire sa productivité. Et cela entraîne une baisse de son efficacité et une augmentation des coûts de chauffage.

Plusieurs combinés permettent de contrôler avec plus de flexibilité le fonctionnement de la tuyauterie sans perte d'efficacité, puisqu'il suffit d'éteindre un ou deux appareils. De plus, si l’un d’eux tombe en panne, le système continue de faire monter la température dans la maison.

Types de raccordement de deux ou plusieurs chaudières

L'utilisation d'un plus grand nombre de chaudières identiques nécessite un schéma de raccordement particulier. Vous pouvez les combiner en un seul système :

Parallèle.
En cascade ou séquentiellement.
Selon le schéma des anneaux primaire-secondaire.

Caractéristiques de la connexion parallèle

Les fonctionnalités suivantes existent :

Les circuits d'alimentation en liquide de refroidissement chaud des deux chaudières sont raccordés à la même ligne. Ces circuits doivent disposer de groupes de sécurité et de vannes. Dernier peut être fermé manuellement ou automatiquement. Le deuxième cas n'est possible que lorsque l'automatisation et les servos sont utilisés.
rejoindre une autre ligne. Ces circuits disposent également de vannes qui peuvent être contrôlées par l'automatisme mentionné ci-dessus.
La pompe de circulation est située sur la conduite de retour devant la jonction des conduites de retour des deux chaudières.
Les deux les conduites sont toujours reliées à des collecteurs hydrauliques. Sur l'un des collecteurs il y a vase d'expansion. Dans ce cas, un tuyau d'appoint est raccordé à l'extrémité du tuyau auquel est raccordé le réservoir. Bien sûr, à la jonction il y a clapet anti-retour Et vanne d'arrêt. Le premier ne permet pas au liquide de refroidissement chaud de pénétrer dans le tuyau d'appoint.
Des branches s'étendent des collecteurs aux radiateurs, planchers chauffants, . Chacun d'eux est équipé de sa propre pompe de circulation et de sa propre vanne de vidange du liquide de refroidissement.

L'utilisation d'un tel agencement de tuyauterie sans automatisation est très problématique, car il est nécessaire de fermer manuellement les vannes situées sur les tuyaux d'alimentation et de retour d'une chaudière. Si cela n'est pas fait, le liquide de refroidissement traversera l'échangeur thermique de la chaudière éteinte. Et cela s'avère :

résistance hydraulique supplémentaire dans le circuit de chauffage de l'eau de l'appareil ;
une augmentation de « l'appétit » des pompes de circulation (elles doivent vaincre cette résistance). En conséquence, les coûts de l’énergie augmentent ;
pertes de chaleur pour chauffer l'échangeur de chaleur d'une chaudière éteinte.

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Par conséquent, il est nécessaire d'installer correctement l'automatisation, qui coupera l'appareil éteint du système de chauffage.

Raccordement en cascade des chaudières

Le concept de chaudière en cascade offre répartition de la charge thermique entre plusieurs unités, qui peut fonctionner de manière indépendante et chauffer le liquide de refroidissement autant que la situation l'exige.

Peut être mis en cascade comme des chaudières à étages brûleurs à gaz, et avec ceux modulés. Ces derniers, contrairement aux premiers, permettent de modifier en douceur la puissance de chauffage. Il convient d'ajouter que si les chaudières ont plus de deux étapes de régulation de l'alimentation en gaz, la troisième étape et les étapes restantes diminuent leur productivité. Par conséquent, il est préférable d’utiliser des unités avec un brûleur modulant.

Avec un raccordement en cascade, la charge principale tombe sur l'une des deux ou trois chaudières. Les deux ou trois appareils supplémentaires ne s'allument qu'en cas de besoin.

Les caractéristiques de cette connexion sont les suivantes :

Le câblage et les contrôleurs sont conçus de telle sorte que dans chaque unité, il est possible de contrôler la circulation du liquide de refroidissement. Cela permet d'arrêter l'écoulement de l'eau dans les chaudières déconnectées et d'éviter les pertes de chaleur à travers leurs échangeurs de chaleur ou leurs caissons.
Raccordement des conduites d'alimentation en eau de toutes les chaudières à un tuyau et des conduites de retour du liquide de refroidissement au second. En effet, le raccordement des chaudières au réseau s'effectue en parallèle. Grâce à cette approche, le liquide de refroidissement à l'entrée de chaque unité a la même température. Cela évite également le mouvement de fluide chauffé entre des circuits déconnectés.

L'avantage de la connexion parallèle est préchauffer l'échangeur de chaleur avant d'allumer le brûleur. Certes, cet avantage se produit lorsque l'on utilise des brûleurs qui enflamment le gaz avec un retard après la mise en marche de la pompe. Un tel chauffage minimise la différence de température dans la chaudière et évite la formation de condensation sur les parois de l'échangeur thermique. Cela s'applique à une situation où une ou deux chaudières ont été éteintes pendant une longue période et ont eu le temps de refroidir. S'ils se sont récemment éteints, le mouvement du liquide de refroidissement avant d'allumer le brûleur permet d'absorber la chaleur résiduelle conservée dans le foyer.

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Chaudières à tuyauterie avec raccordement en cascade

Son schéma est le suivant :

2 à 3 paires de tuyaux s'étendant de 2 à 3 chaudières.
Pompes de circulation, clapets anti-retour et vannes d'arrêt. Ils sont sur les tubes conçus pour renvoyer le liquide de refroidissement à la chaudière. Les pompes ne peuvent pas être utilisées si la conception de l’unité les inclut.
Vannes d'arrêt sur les conduites d'alimentation en eau chaude.
2 tuyaux épais. L'un est destiné pour l'alimentation en liquide de refroidissement du réseau, l'autre pour le retour. Les tubes correspondants s'étendant depuis les appareils de la chaudière y sont connectés.
Groupe de sécurité sur la conduite d'alimentation en liquide de refroidissement. Il est composé d'un thermomètre, d'un manchon thermomètre d'étalonnage, d'un thermostat à déclenchement manuel, d'un manomètre, d'un pressostat à déclenchement manuel et d'un bouchon de réserve.
Hydraulique séparateur basse pression. Grâce à cela, les pompes peuvent créer une bonne circulation du liquide de refroidissement à travers les échangeurs de chaleur de leurs chaudières, quel que soit le débit du système de chauffage.
Circuits du réseau de chaleur avec Vannes d'arrêt et une pompe sur chacun d'eux.
Contrôleur de cascade à plusieurs étages. Sa tâche est de mesurer le liquide de refroidissement à la sortie de la cascade (souvent des capteurs de température sont situés dans la zone du groupe de sécurité). Sur la base des informations reçues, le contrôleur détermine s'il faut allumer/éteindre et comment les chaudières combinées en un seul circuit en cascade doivent fonctionner.

Sans connecter un tel contrôleur à la tuyauterie, le fonctionnement des chaudières en cascade est impossible, car elles doivent fonctionner comme une seule unité.

Caractéristiques du schéma des anneaux primaire-secondaire

Ce régime fournit organisation du réseau principal, à travers lequel le liquide de refroidissement doit circuler en permanence. Chaudières de chauffage et circuits de chauffage. Chaque circuit et chaque chaudière constitue un anneau secondaire.

Une autre caractéristique de ce schéma est la présence pompe de circulation dans chaque anneau. Le fonctionnement d'une pompe séparée crée une certaine pression dans l'anneau dans lequel elle est installée. Le montage a également un certain effet sur la pression dans l'anneau primaire. Ainsi, lorsqu'il s'allume, l'eau sort du tuyau d'alimentation en eau, pénètre dans le cercle primaire et y modifie la résistance hydraulique. En conséquence, une sorte de barrière apparaît sur le chemin du mouvement du liquide de refroidissement.

Les systèmes de chaufferies en cascade, sous une forme ou une autre, ont existé tout au long de l'histoire de cette technologie, quels que soient le type de combustible et le champ d'application. En règle générale, la nécessité d'utiliser de telles solutions était associée à la limitation de la puissance d'une chaudière individuelle ou de la gamme de modes de fonctionnement autorisés pour celle-ci. Cependant, avec le développement des technologies utilisées à la fois dans la partie thermomécanique de la conception des chaudières et dans le domaine de l'automatisation, l'utilisation de solutions en cascade devient de plus en plus non pas une mesure forcée, mais le choix le plus techniquement et économiquement réalisable.

Dans cet article, nous examinerons les principaux avantages de l'utilisation , divers schémas thermomécaniques et problèmes d'automatisation de ces chaufferies.

Nous ne nous concentrerons pas sur les avantages d'un système séparé chaudière à condensation avant sans condensation (traditionnel). En quelque sorte, une efficacité et une tolérance aux pannes nettement supérieures. On note cependant l'intérêt d'utiliser de telles chaudières en cascade.

Les principaux avantages de l'utilisation de cascades de chaudières

La plupart des avantages énumérés ci-dessous peuvent être attribués non seulement aux chaudières à condensation, mais nous accorderons également une attention particulière à ce qui les distingue spécifiquement. ce type techniques dans le domaine concerné.

Augmentation de la plage globale de modulation de puissance

Comme indiqué ci-dessus, raison principale pour installer plusieurs chaudières en cascade - augmenter Puissance maximum chaufferie avec des restrictions sur les performances d'une unité individuelle. De ce point de vue, toutes les chaudières sont, pourrait-on dire, sur un pied d'égalité.

En même temps, nous ne devons pas oublier que systèmes modernes les fournitures de chauffage sont présentées exigences accrues en termes d’efficacité énergétique. Et l'un des principes fondamentaux pour garantir ce principe est de garantir que la puissance actuelle des générateurs de chaleur est égale aux besoins du système, ni plus ni moins. En conséquence, la limite inférieure de modulation des performances de la chaufferie joue également un rôle important. L'utilisation d'une cascade permet de réduire considérablement cette limite. Il convient également de rappeler qu'aux latitudes moyennes, pendant la majeure partie de l'année, le besoin de chaleur ne dépasse pas 30 à 40 % du maximum.

Lors de l'utilisation de générateurs de chaleur identiques en cascade, la limite inférieure de puissance est déterminée simplement en divisant la productivité minimale d'une chaudière individuelle par son nombre. Et ici, il est facile de voir comment les chaudières à condensation se distinguent sous un jour favorable. Modulation minimale pour les chaudières les plus modernes mural est d'environ 15%. En conséquence, en utilisant, par exemple, quatre de ces chaudières, nous obtenons une plage totale de modulation continue de 4 à 100 %. De plus, contrairement aux chaudières traditionnelles, le rendement des chaudières à condensation n'augmente qu'avec une diminution de la modulation.

Assurer un haut niveau de tolérance aux pannes en chaufferie

Un avantage assez évident. Comment grande quantité Si l'on utilise des chaudières en cascade, la chute de puissance totale est moindre lorsqu'un générateur de chaleur séparé tombe en panne et est maintenu.

Facilité d’installation et d’entretien des équipements

Quelle que soit la capacité totale de la chaufferie, nous sommes souvent confrontés à des limitations d’espace disponible tant lors de la conception que de l’installation.

La commodité pour les installateurs et les organismes de maintenance réside dans la facilité de livraison d'une chaudière séparée sur le lieu d'installation directe à tout moment. Cela est particulièrement vrai pour les chaufferies sur toit, où s'il est nécessaire de remplacer le générateur de chaleur (bien que cela soit extrêmement improbable), sa légèreté et sa compacité peuvent jouer un rôle crucial. Dans ce contexte, il ne faut pas non plus oublier le paragraphe précédent de cette section.

Possibilité d'augmentation constante de la puissance de la chaufferie

Une option de plus en plus utilisée ces dernières années qui permet de répartir les investissements sur différentes étapes de construction.

Les solutions en cascade vous permettent d'ajouter de l'énergie de manière séquentielle à système existant. Bien entendu, la partie hydraulique doit prévoir la possibilité d'une telle expansion.

Schémas hydrauliques

Il existe une grande variété de schémas hydrauliques pour la tuyauterie des chaufferies en cascade. Nous examinerons les principaux qui sont utilisés lorsque l'on travaille avec chaudières à condensation. Exigence générale De tels systèmes incluent la possibilité d'un fonctionnement hydrauliquement indépendant de générateurs de chaleur individuels. Cette exigence signifie principalement la présence obligatoire d'une pompe de circulation séparée pour chaque chaudière. Dans le plus moderne chaudières murales série industrielle cette pompe est intégrée. Afin de garantir que le volume de circulation à travers une chaudière individuelle ne dépend pas à la fois des autres chaudières et du fonctionnement des systèmes de consommation, des séparateurs hydrauliques sont généralement utilisés, également appelés « flèches hydrauliques" Cependant, d’autres moyens de résoudre ce problème sont également possibles.

Chaudières équivalentes avec séparateur hydraulique

L'option la plus courante. Les chaudières sont hydrauliquement équivalentes, l'indépendance est assurée grâce à l'utilisation d'une flèche hydraulique.

Bien entendu, le nombre de chaudières peut être économiquement réalisable. Une bonne automatisation permet d'assurer une durée de vie uniforme de la chaudière tout au long de sa durée de vie.

Il existe cependant une situation dans laquelle un tel schéma n'est pas optimal lors de l'utilisation de chaudières à condensation. C’est-à-dire si les besoins en énergie du système pour la préparation d’ECS peuvent être satisfaits par une petite partie des chaudières de l’ensemble de la cascade : une ou deux. Pour la plupart travail efficace chaudières à condensation, un programme de fonctionnement à basse température pour le système consommateur est souhaitable (avec une température retourner l'eau en dessous du point de rosée), en même temps pour un chauffage rapide boire de l'eau Une température d'eau de chaudière élevée est nécessaire pour atteindre les valeurs requises. Afin de ne pas sortir toute la cascade du mode condensation lors de la préparation de l'ECS, vous pouvez utiliser le schéma suivant.

Schéma avec séparateur hydraulique et chaudière séparée pour les besoins en eau chaude sanitaire

DANS dans ce cas la possibilité de retirer une chaudière séparée de la cascade pour la chauffer jusqu'à haute température et préparation d'eau potable chaude. Général Efficacité de l'installation dans ce cas, il augmente. L'augmentation annuelle moyenne du rendement est plus élevée pour les systèmes avec des consommateurs à basse température.

L'inconvénient de ce système, en même temps, est la consommation importante de ressources de la ou des chaudières allouées à l'approvisionnement en eau chaude.

Schéma avec collecteur principal pour assurer l'indépendance hydraulique

Pour illustrer que le séparateur hydraulique n'est pas un composant obligatoire du circuit, nous présentons une variante du circuit ci-dessus.

Dans ce cas, pour assurer l'indépendance des chaudières, une section de fermeture est utilisée sur le collecteur de distribution, assurant une circulation constante du liquide de refroidissement à travers tout générateur de chaleur. Cette disposition peut être pratique lors de l'utilisation d'une chaufferie sur le toit et de l'emplacement des systèmes de distribution des circuits consommateurs au sous-sol, car elle permet d'économiser de l'espace en éliminant le besoin d'un interrupteur hydraulique.

Mais en même temps, le design cette décision nécessite d'accorder une attention particulière au choix des pompes de chaudière, car elles doivent également assurer des pertes de charge dans la canalisation principale. Pour la même raison, ce schéma n'est utilisé qu'avec les chaudières à condensation au sol. Dans les chaudières murales modernes, la pompe est intégrée et sa plage de performances est sélectionnée avec précision pour garantir un fonctionnement efficace de la chaudière en question.

Automatisation des chaufferies en cascade

Le rôle des équipements d'automatisation ne peut être surestimé en termes de commodité d'organisation des chaufferies en cascade, de leur fiabilité et de leur efficacité.

C'est l'automatisation qui se charge de « évincer » efficacité maximale des chaudières fonctionnant en cascade, tout en assurant la réactivité des générateurs de chaleur aux signaux des consommateurs.

Dans les chaudières à condensation modernes de la série industrielle, la logique en cascade est incluse dans l'automatisation de base et optimisée pour des équipements spécifiques.

Principales fonctions de l'automatisation de chaufferie en cascade :

Recueillir les besoins des consommateurs en matière de production de chaleur et déterminer les priorités (ECS, chauffage, ventilation…)

Définition mode optimal fonctionnement de chaque chaudière individuelle pour fournir la puissance requise.

Assurer un développement uniforme de la durée de vie de la chaudière (avec les rares exceptions évoquées ci-dessus).

Surveillance et signalisation des accidents de chaudières.

Si l'on parle de la particularité du fonctionnement de l'automatisme notamment avec une cascade de chaudières à condensation, alors elle réside dans la stratégie d'allumage et d'extinction des chaudières travail actuel. Il existe trois stratégies principales :

Allumez plus tard, éteignez plus tôt.
Dans ce mode de fonctionnement chaudières supplémentaires sont mises en service le plus tard possible avec l'augmentation de la demande de chaleur, c'est-à-dire que les chaudières déjà allumées fonctionnent à puissance maximale. Lorsque la demande de puissance diminue, les chaudières sont retirées de la cascade le plus tôt possible. Cette stratégie garantit le plus petit nombre de chaudières fonctionnant simultanément, leur fonctionnement à puissance maximale et la durée de fonctionnement la plus courte des chaudières supplémentaires.

Norme pour les chaudières sans condensation. Cela est dû au fait que pour les chaudières sans condensation, le rendement diminue légèrement lorsqu'elles fonctionnent à modulation réduite.

Allumez-le plus tard, éteignez-le plus tard.
Allumez les chaudières supplémentaires le plus tard possible, mais éteignez-les également le plus tard possible. Utilisé lorsque la sécurité est requise quantité minimum opérations de commutation du brûleur de la chaudière.

Allumez plus tôt, éteignez plus tard.
Allumer des chaudières supplémentaires le plus tôt possible lorsque la demande de chaleur augmente et éteindre le plus tard possible lorsque celle-ci diminue.

C'est précisément la stratégie de contrôle utilisée avec les chaudières à condensation modernes. Dans le même temps, chaque chaudière individuelle fonctionne avec une modulation minimale pour répondre à la demande de chaleur. Le nombre de chaudières en fonctionnement est maximum. En conséquence, nous obtenons l'efficacité maximale de l'installation en cascade avec la durée de vie la plus uniforme des chaudières.