Kaskadowe połączenie kotłów. Cechy kaskadowego połączenia kotłów gazowych Jak wykonać komin kotła w kaskadzie

Zacznijmy od tego, że nowoczesny dom, położony z środkowy pas, powinny być 2 kotły. Nie trzeba nawet mieć 2 kotłów, ale dwa niezależne źródła energii cieplnej – to pewne.

O tym, jakie mogą to być kotły lub źródła energii, pisaliśmy już w artykule „”. Opisuje bardziej szczegółowo, który kocioł i jakie wsparcie jest potrzebne i które można wybrać.

Dzisiaj przyjrzymy się, jak podłączyć 2 lub więcej generatorów ciepła do jednego systemu grzewczego i jak je podłączyć. Dlaczego piszę o 2 lub więcej jednostkach? sprzęt termiczny? Ponieważ może być więcej niż 1 kocioł główny, na przykład dwa kotły gazowe. Może też być na przykład włączony więcej niż 1 kocioł rezerwowy różne rodzaje paliwo.

Podłączenie dwóch lub więcej głównych generatorów ciepła

Rozważmy najpierw schemat, w którym mamy dwa lub więcej generatorów ciepła, które są głównymi i podczas ogrzewania domu działają na tym samym paliwie.

Zazwyczaj łączy się je w kaskadę w celu ogrzewania pomieszczeń o powierzchni od 500 m2. Całkowita powierzchnia. Dość rzadko kotły na paliwo stałe są łączone razem w celu głównego ogrzewania.

Mówimy konkretnie o głównych generatorach ciepła i ogrzewaniu pomieszczeń mieszkalnych. Do kotłowni kaskadowych i modułowych do ogrzewania dużych obiektów pomieszczenia przemysłowe mogą obejmować „baterie” kotłów węglowych lub olejowych w ilościach do kilkunastu.

Zatem, jak wspomniano powyżej, łączy się je kaskadowo, gdy drugi kocioł identyczny lub nieco słabszy uzupełnia pierwszy generator ciepła.

Zwykle w okresie pozasezonowym i łagodnych mrozów pracuje pierwszy kocioł w kaskadzie. W przypadku zimnej pogody lub gdy konieczne jest szybkie dogrzanie lokalu, pomaga do niego podłączony drugi kocioł w kaskadzie.

W kaskadzie główne kotły są połączone szeregowo i ogrzewane przez pierwszy generator ciepła. Jednocześnie oczywiście w tej kombinacji istnieje możliwość odizolowania każdego kotła i obejścia, co pozwala wodzie ominąć izolowany kocioł.

W razie problemów dowolny z generatorów ciepła można wyłączyć i naprawić, natomiast drugi kocioł będzie regularnie podgrzewał wodę w instalacji grzewczej.

Nie ma specjalnej alternatywy dla tego systemu. Jak pokazuje praktyka, lepiej i pewniej jest mieć 2 kotły o mocy 40 kW każdy niż jeden kocioł o mocy 80 kW. Pozwala to na naprawę każdego kotła z osobna bez zatrzymywania systemu grzewczego.

Pozwala także, jeśli zajdzie taka potrzeba, na pracę każdego z kotłów z pełną mocą. Podczas gdy 1 kocioł duża moc działałby tylko przy połowie mocy i przy zwiększonej częstotliwości taktowania.

Równoległe połączenie kotłów - zalety i wady

Powyżej sprawdziliśmy główne kotły. Przyjrzyjmy się teraz podłączeniu kotłów rezerwowych, które powinny znajdować się w systemie każdego nowoczesnego domu.

Jeśli kotły rezerwowe są połączone równolegle, ta opcja ma swoje zalety i wady.

plusy połączenie równoległe kotły rezerwowe są następujące:

• Każdy kocioł można łączyć i odłączać od siebie niezależnie.
• Każdy generator ciepła możesz zastąpić dowolnym innym sprzętem. Możesz eksperymentować z ustawieniami kotła.

Wady równoległego połączenia kotłów rezerwowych:

• Będziemy musieli więcej pracować z rurociągami kotła, więcej lutowania rury polipropylenowe, dalsze spawanie rur stalowych.
• W rezultacie marnuje się więcej materiałów, rur i kształtek oraz zaworów odcinających.
• Kotły nie będą mogły ze sobą współpracować m.in ujednolicony system, bez użycia dodatkowe wyposażenie- pistolety hydrauliczne.
• Nawet po zastosowaniu strzałki hydraulicznej pozostaje potrzeba złożonej konfiguracji i koordynacji takiego systemu kotła w zależności od temperatury wody zasilającej system i.

Wskazane wady i zalety połączenia równoległego można odnieść zarówno do połączenia źródeł ciepła głównego i rezerwowego, jak i do połączenia dwóch lub większej liczby rezerwowych źródeł ciepła na dowolny rodzaj paliwa.

Szeregowe połączenie kotłów - zalety i wady

Gdy połączenie szeregowe dwóch lub więcej kotłów, będą one działać w taki sam sposób, jak kotły główne połączone kaskadowo. Pierwszy kocioł podgrzeje wodę, drugi kocioł ją podgrzeje.

W takim przypadku należy w pierwszej kolejności zainstalować kocioł na najtańszym dla siebie rodzaju paliwa. Może to być kocioł na drewno, węgiel lub olej odpadowy. A za nim, w kaskadzie, może znajdować się dowolny kocioł rezerwowy – czy to na olej napędowy, czy na pellet.

Główne zalety równoległego połączenia kotłów:

• W przypadku pracy w pierwszej kolejności wymienniki ciepła drugiego kotła będą pełnić rolę swego rodzaju separatora hydraulicznego, łagodząc wpływ na całą instalację grzewczą.
• Drugi kocioł rezerwowy można włączyć w celu dogrzania wody w instalacji grzewczej w najzimniejsze dni.

Wady przy zastosowaniu metody równoległej podłączenia rezerwowych źródeł ciepła w kotłowni:

• Dłuższa droga wody przez system z większą liczbą zwojów i zwężeniami przyłączy i kształtek.

Oczywiście nie można bezpośrednio doprowadzić zasilania z jednego kotła do wlotu innego. W takim przypadku nie będzie możliwości odłączenia ani pierwszego, ani drugiego kotła, jeśli zajdzie taka potrzeba.

Chociaż z punktu widzenia skoordynowanego podgrzewania wody kotłowej, ta metoda będzie najbardziej efektywna. Można to osiągnąć instalując pętle obejściowe dla każdego kotła.

Równoległe i szeregowe połączenie kotłów - recenzje

A oto kilka opinii użytkowników na temat równoległego i szeregowego łączenia generatorów ciepła w systemie grzewczym:

Anton Krivozvantsev, Obwód Chabarowski: Mam taki, jest główny i grzeje całą instalację grzewczą. Jestem zadowolony z Rusnita, to normalny kocioł, po 4 latach eksploatacji spalił się 1 element grzejny, sam go wymieniałem, to wszystko przez 30 minut z przerwą na dym.

Podłączony jest do niego kocioł KChM-5, w który zabudowałem. Lokomotywa okazała się świetna, doskonale grzeje i co najważniejsze automatyzacja procesu jest niemal taka sama jak w przypadku automatycznego kotła na pellet.

Te 2 kotły pracują parami, jeden po drugim. Wodę, której Rusnit nie podgrzał, podgrzewamy za pomocą palnika na pellet KChM-5 i Pelletron-15. System zadziałał tak jak powinien.

Jest jeszcze jedna recenzja, tym razem dotycząca równoległego podłączenia 2 kotłów w kotłowni:

Evgeny Skomorokhov, Moskwa: Mój główny kocioł jest zasilany głównie drewnem. Mój kocioł zapasowy to najpopularniejszy DON, który jest podłączony do systemu równolegle z pierwszym. Rzadko kiedy się zapala, a zresztą odziedziczyłem ją wraz z kupionym domem.

Ale 1-2 razy w roku, w styczniu, trzeba zalać stary DON, kiedy woda w instalacji prawie się zagotuje, ale w domu jest jeszcze trochę zimno. Wszystko przez słabą izolację, nie skończyłem jeszcze ocieplać ścian, a przydałoby się lepiej zaizolować podłogi na poddaszu.

Po zakończeniu izolacji myślę, że w ogóle nie będę podgrzewał starego kotła DON, ale zostawię go jako rezerwę.

Jeśli masz uwagi do tego materiału, napisz je w formularzu komentarzy poniżej.

Więcej na ten temat na naszej stronie:

1. 
   Słowa " kotły gazowe„jednoobwodowe ogrzewanie podłogowe” są nieznane niedoświadczonej osobie i brzmią skandalicznie niezrozumiałe. Tymczasem intensywnie budownictwo podmiejskie popularyzuje...
2. 
   Kotły Buderusa Logano G-125 działa płynne paliwo, są dostępne w trzech mocach - 25, 32 i 40 kilowatów. Ich głównym...
3. 
   Zasada działania dowolnego kocioł gazowy to w wyniku spalania paliwo gazowe, jest uformowany energia cieplna, który jest przenoszony do płynu chłodzącego...
4. 
   Konwektory wodnego ogrzewania podłogowego równomiernie i w krótkim czasie ogrzeją pomieszczenie dowolnej wielkości. Z punktu widzenia estetyki wnętrz takie...

Z reguły kotły gazowe w domach prywatnych są podłączone do jednego obwodu. Ale ta metoda połączenia ma swoje wady. Dużo efektywniej jest, gdy system zakłada wykorzystanie kilku urządzeń. Sam schemat rurociągów kotła w tym przypadku można kaskadować.

Cechy połączenia kaskadowego

Gdy kotły gazowe są podłączone do obiegu grzewczego szeregowo i stopniowo, jest to bardzo wygodne. Jednocześnie kontrola cyklu kaskadowego jest ogólna, a właściciel może samodzielnie skonfigurować parametry systemu w oparciu o warunki. Podczas gdy inne parametry są dostosowywane automatycznie. Eksperci nazywają tę metodę konfiguracji elastyczną.

Kotły gazowe połączone w sposób kaskadowy można wykorzystać do rozwiązania problemów grzewczych w budynkach mieszkalnych, z całkowitą powierzchnią nie więcej niż 500 metry kwadratowe. I chociaż liczby te nie są obowiązkowe do użycia, właściciel samodzielnie decyduje o celowości zainstalowania dodatkowego kotła, jeśli powierzchnia do ogrzania jest większa.

W każdym razie kotły gazowe połączone kaskadowo są bardzo wydajne w użytkowaniu. Ci, którzy je zainstalują, będą mogli to poczuć już wkrótce.

Co jest potrzebne do połączenia kaskadowego

Jeśli planujesz podłączyć kotły gazowe w trybie kaskadowym, musisz sam zdecydować optymalny schemat i obliczyć jego parametry, biorąc pod uwagę wszystko oceny zawodowe ważne czynniki. Na przykład włączanie kotłów może być możliwe sekwencyjnie, bez dodatkowego wyposażenia, tylko wtedy, gdy pompa każdego kotła gazowego jest w stanie przepompować chłodziwo przez obieg grzewczy. Na budynek mieszkalny mały obszar to wystarczy.

Ale jeśli używane są kotły gazowe duży budynek składający się z kilku pięter, konieczne jest zastosowanie specjalnego separatora hydraulicznego. Umożliwi to optymalizację wydatki finansowe, gwarantuje więcej wysoki komfort i racjonalne zużycie niebieskiego paliwa.

Kotły kaskadowe- jest to jeden ze schematów podłączenia generatora ciepła, dzięki któremu zwiększa się moc jednostkowa każdego urządzenia grzewczego. Ten sposób podłączenia jest uzasadniony i skuteczny przy dużym obciążeniu cieplnym, a także wtedy, gdy w celu obniżenia kosztów ogrzewania instaluje się kotły na różne rodzaje paliwa. Istota tego schematu jest następująca - całkowite obciążenie cieplne rozdzielane jest pomiędzy kilka niezależnie sterowanych generatorów ciepła, po czym w kaskadzie włączane są tylko te, które zaspokajają zapotrzebowanie na produkcję ciepła w danym okresie czasu. Szeregowe lub kaskadowe połączenie kotłów zwykle dzieli się na „stopnie”, z których każdy ma oddzielny grzejnik, a wszystkie stopnie razem tworzą całkowitą moc sieci ciepłowniczej.

W większości przypadków działa systemy standardowe ogrzewanie i zaopatrzenie w ciepłą wodę zapewnia jeden kocioł, którego wyboru dokonuje się na podstawie wymagań dotyczących maksymalnego możliwego obciążenia dla niego. Rzeczywista sytuacja może jednak znacznie różnić się od wstępnych obliczeń. Jak pokazuje praktyka, w większości przypadków przez cały czas sezon grzewczy urządzenia grzewcze działają z nie więcej niż 50% swojej wydajności przez 80% czasu. Co więcej, jeśli weźmiemy pod uwagę cały sezon pracy takich urządzeń, wówczas średnie obciążenie ich waha się od 25 do 45%. Tym samym jeden generator ciepła o dużej mocy będzie zużywał nadmiar paliwa i nie będzie w stanie skutecznie zrekompensować kosztów ciepła. Wynika to z powyższych wskaźników nierównomiernego i często niskiego obciążenia. Odpowiedzią na ten problem może być kaskadowe połączenie kotłów.

Regulacja takiego systemu zaopatrzenia w ciepło odbywa się za pomocą specjalnego mikrokontrolera lub inteligentnego sterownika. Jego zadaniem jest monitorowanie temperatury płynu chłodzącego i określanie, ile stopni należy włączyć, aby utrzymać tę temperaturę na zadanym poziomie. Dzięki tej regulacji kaskada kotłów zapewnia płynną pracę wszystkich elementów instalacji grzewczej wymagana moc(w szerokim asortymencie), niezależnie od pory roku. Proces ten zachodzi w wyniku sekwencyjnego podłączenia kilku generatorów ciepła – jeden po drugim. Sterowanie kaskadowe w połączeniu z sterowany programem pozwala rozwiązać problem określenia najlepszego stosunku mocy kotła do instalacji grzewczej. Ta zasada działania pozwala oszczędzać zasoby energii bez ograniczania komfortowa temperatura wewnątrz. Efekt ten osiąga się dzięki temu, że kotłownia kaskadowa może pracować przez długi czas przy niskich temperaturach chłodziwa poza sezonem oraz w ciepłych miesiącach zimowych.

Na podstawie powyższych informacji staje się jasne, że sekwencyjny schemat połączeń z kilkoma grzejnikami zamiast jednego może znacznie lepiej zapewnić obciążenia projektowe systemu grzewczego. Można zatem założyć, że im więcej kroków będzie w danym schemacie, tym sprawniej zacznie on funkcjonować. Jednak nie jest to do końca prawdą. Rzecz w tym, że wraz ze wzrostem liczby takich stopni cieplnych, zwiększą się także powierzchnie, przez które następuje przekazywanie ciepła. Mówiąc najprościej, straty energii cieplnej przez obudowy kotłów wzrosną. Ostatecznie może to zniweczyć wszystkie korzyści z tego wynikające zwiększenie wydajności układ kaskadowy podłączenia kotła. Dlatego uważa się za niewłaściwe stosowanie w tym obwodzie więcej niż czterech stopni.

Zalety kaskadowego łączenia kotłów i jego wady

Szeregowe lub kaskadowe połączenie kotłów ma duża liczba zalety, w tym następujące:

Jeśli chodzi o wady połączenie kaskadowe, to też jest ich kilka. Po pierwsze, koszt systemu grzewczego wzrasta ze względu na instalację kilku kotłów i dodatkowego sprzętu do sterowania połączeniem szeregowym. Po drugie, wymagana jest taka liczba urządzeń więcej przestrzeni w kotłowni niż jest to konieczne przy montażu jednego dużego i wydajnego grzejnika. Po trzecie, podłączenie kaskady kotłów do komina staje się nieco bardziej skomplikowane.

Rodzaje kaskadowego łączenia kotłów

Ten typ podłączenia generatorów ciepła dzieli się na trzy typy, w zależności od sposobu działania ich palników. Rodzaje łączenia szeregowego kotłów są następujące:

• Prosta kaskada- obejmuje generatory ciepła posiadające jednostopniowe lub palniki dwustopniowe. Taki system jest w stanie zwiększyć moc każdego grzejnika;
• Mieszana kaskada- ten typ połączenia obejmuje różne generatory ciepła, z których jeden ma palnik modulowany. W takim przypadku na takim podgrzewaczu zainstalowany jest system kontroli temperatury wody w kotle;
• Etap modulujący- obejmuje wyłącznie wytwornice ciepła z palnikami modulowanymi. Pozytywna różnica tego typu połączeniem dwóch poprzednich jest to, że w nim dopływ paliwa reguluje się płynnie, a także istnieje możliwość zmiany mocy cieplnej w szerokim zakresie.

Łatwo zauważyć, że główną różnicą pomiędzy trzema rodzajami kaskadowego łączenia kotłów jest to, w jakie urządzenia palnikowe są one wyposażone. Faktem jest, że to palniki mają ogromny wpływ na funkcjonowanie systemu grzewczego. Zatem prosty schemat kaskadowy pozwala regulować produkcję ciepła wyłącznie krok po kroku. Dlatego jak najbardziej optymalny typ Szeregowe połączenie kotłów uważane jest za modulowaną kaskadę, nawet biorąc pod uwagę fakt, że zastosowanie więcej niż dwóch stopni zmniejsza wydajność każdego grzejnika indywidualnie. Rzecz w tym, że jednostki z palnikami modulowanymi umożliwiają ciągłą zmianę mocy układu w zależności od zapotrzebowania na energię cieplną. Ta zasada działania pozwala zmniejszyć zużycie paliwa, a co za tym idzie, zaoszczędzić na ogrzewaniu.

Warunki tworzenia kaskady modulowanej

Jak wynika z powyższych informacji, to właśnie kaskadę modulowaną można nazwać najbardziej efektywną ze wszystkich trzech typów tego typu połączeń. Jednak jego realizacja uzależniona jest od trzech warunków, których spełnienie należy przewidzieć już na etapie projektowania.

Separator hydrauliczny niskie ciśnienie lub strzałka hydrauliczna - to nowoczesny i ważny element połączenie kaskadowe. Jego celem jest oddzielenie obwodów pierwotnych i wtórnych (czyli obwodów kotłów i odbiorników), tworząc strefę zmniejszenia oporów hydraulicznych. Dzięki temu przepływ chłodziwa w tych dwóch obiegach będzie zależał wyłącznie od pracy pomp obiegowych, które nie będą na siebie oddziaływać. Separator taki tworzy równowagę hydrauliczną i temperaturową obiegów. Wysięgnik hydrauliczny umożliwia konserwację stały przepływ płyn chłodzący w obwodzie pierwotnym i wtórnym - aby skutecznie go regulować z uwzględnieniem obciążenia termicznego. Funkcja ta stała się już standardem w nowoczesnych sieciach ciepłowniczych. Wyboru separatora hydraulicznego lub strzałki dokonuje się zgodnie z katalogiem, na podstawie którego wymagana moc generator ciepła i maksymalny możliwy przepływ chłodziwa w układzie.

Montaż kaskadowego połączenia kotłów

Instalacja kaskady generatorów ciepła odbywa się w kilku etapach, z których każdy obejmuje w przybliżeniu następujące działania:

Kaskadowe kotły to dość skomplikowana sprawa, podczas której należy wziąć pod uwagę dużą liczbę różne niuanse. Dlatego stworzenie tego typu systemu zaopatrzenia w ciepło należy powierzać wyłącznie wykwalifikowanym specjalistom, którzy są w stanie wykonać wszystkie prace na odpowiednim poziomie. Zarówno opracowywanie, jak i montaż kaskadowego łączenia kotłów muszą być wykonywane przez firmy i fachowców znających specyfikę takich systemów, a także posiadających odpowiednie licencje i atesty. Dbałość o wszystkie szczegóły i odpowiedzialne podejście do realizacji szeregowego łączenia generatorów ciepła pozwolą stworzyć niezawodny, wydajny i bezpieczny System grzewczy, co będzie również ekonomiczne.

Najbardziej efektywny system grzewczy to taki, w którym płyn chłodzący nagrzewa się w wyniku pracy dwóch lub trzech kotłów. Mogą jednak mieć tę samą moc i typ. Racjonalność tę tłumaczy się faktem, że działa jeden generator ciepła pełna moc tylko kilka tygodni w roku. Innym razem trzeba zmniejszyć jego produktywność. A to prowadzi do spadku jego efektywności i wzrostu kosztów ogrzewania.

Kilka połączonych pozwala bardziej elastycznie kontrolować działanie rurociągów bez utraty wydajności, ponieważ wystarczy wyłączyć jedno lub dwa urządzenia. Dodatkowo w przypadku awarii jednego z nich system w dalszym ciągu podnosi temperaturę w domu.

Rodzaje podłączenia dwóch lub więcej kotłów

Stosowanie większej liczby identycznych kotłów wymaga specjalnego schematu połączeń. Można je połączyć w jeden system:

1. Równoległy.
2. Kaskadowo lub sekwencyjnie.
3. Zgodnie ze schematem pierścieni pierwotnych i wtórnych.

Cechy połączenia równoległego

Istnieją następujące funkcje:

1. Obwody zasilania gorącym chłodziwem obu kotłów są podłączone do tej samej linii. Obwody te muszą być wyposażone w grupy bezpieczeństwa i zawory. Najnowszy można zamknąć ręcznie lub automatycznie. Drugi przypadek jest możliwy tylko w przypadku zastosowania automatyki i serwomechanizmów.
2. dołącz do innej linii. Obiegi te posiadają także zawory, którymi można sterować poprzez wspomnianą automatykę.
3. Pompa obiegowa znajduje się na rurociągu powrotnym przed połączeniem rur powrotnych obu kotłów.
4. Obydwa przewody zawsze podłączone są do kolektorów hydraulicznych. Na jednym z kolektorów jest zbiornik wyrównawczy. W tym przypadku rura uzupełniająca jest podłączona do końca rury, do której podłączony jest zbiornik. Oczywiście na skrzyżowaniu są zawór zwrotny I zawór odcinający. Pierwszy nie pozwala, aby gorący płyn chłodzący dostał się do rury uzupełniającej.
5. Odgałęzienia rozciągają się od kolektorów do grzejników, podgrzewane podłogi, . Każdy z nich wyposażony jest we własną pompę obiegową i zawór spustowy płynu chłodzącego.

Stosowanie takiego układu rurociągów bez automatyki jest bardzo problematyczne, ponieważ konieczne jest ręczne zamknięcie zaworów znajdujących się na rurach zasilających i powrotnych jednego kotła. Jeśli nie zostanie to zrobione, płyn chłodzący będzie przepływać przez wymiennik ciepła wyłączonego kotła. I okazuje się, że:

1. dodatkowy opór hydrauliczny w obiegu podgrzewania wody urządzenia;
2. wzrost „apetytu” pomp obiegowych (muszą pokonać ten opór). W związku z tym rosną koszty energii;
3. straty ciepła na ogrzewanie wymiennika ciepła wyłączonego kotła.

Przeczytaj także: Ogrzewanie domu kotłem powietrznym

Dlatego niezbędny jest prawidłowy montaż automatyki, która odetnie wyłączone urządzenie od instalacji grzewczej.

Kaskadowe połączenie kotłów

Koncepcja kotła kaskadowego zapewnia rozkład obciążenia cieplnego pomiędzy kilka jednostek, który może pracować niezależnie i podgrzewać płyn chłodzący tyle, ile wymaga tego sytuacja.

Możliwość łączenia kaskadowego jak kotły ze schodkami palniki gazowe i modulowanych. Te ostatnie, w odróżnieniu od pierwszych, pozwalają na płynną zmianę mocy grzewczej. Warto dodać, że jeśli kotły posiadają więcej niż dwa stopnie regulacji zasilania gazem, to trzeci i pozostałe stopnie powodują zmniejszenie ich wydajności. Dlatego lepiej jest używać urządzeń z palnikiem modulowanym.

W przypadku połączenia kaskadowego główne obciążenie spada na jeden z dwóch lub trzech kotłów. Dodatkowe dwa lub trzy urządzenia włączają się tylko wtedy, gdy są potrzebne.

Cechy tego połączenia są następujące:

1. Okablowanie i sterowniki zostały zaprojektowane w taki sposób w każdym urządzeniu istnieje możliwość sterowania obiegiem chłodziwa. Pozwala to na zatrzymanie przepływu wody w odłączonych kotłach i uniknięcie strat ciepła przez ich wymienniki ciepła lub obudowy.
2. Podłączenie przewodów doprowadzających wodę wszystkich kotłów do jednej rury, a przewodów powrotnych chłodziwa do drugiej. W rzeczywistości podłączenie kotłów do sieci odbywa się równolegle. Dzięki takiemu podejściu czynnik chłodzący na wlocie każdego urządzenia ma tę samą temperaturę. Pozwala to również uniknąć przemieszczania się podgrzanego płynu pomiędzy odłączonymi obwodami.

Zaletą połączenia równoległego jest wstępne podgrzanie wymiennika ciepła przed włączeniem palnika. To prawda, że ​​​​ta zaleta występuje, gdy stosowane są palniki, które zapalają gaz z opóźnieniem po włączeniu pompy. Takie ogrzewanie minimalizuje różnicę temperatur w kotle i pozwala uniknąć tworzenia się kondensatu na ściankach wymiennika ciepła. Dotyczy to sytuacji, gdy jeden lub dwa kotły były przez dłuższy czas wyłączone i miały czas ostygnąć. Jeśli niedawno się wyłączyły, ruch chłodziwa przed włączeniem palnika pozwala na pochłonięcie ciepła resztkowego zachowanego w palenisku.

Przeczytaj także: Kocioł żeliwny na paliwo stałe

Kotły rurociągowe z połączeniem kaskadowym

Jego schemat jest następujący:

1. 2–3 pary rur wychodzących z 2–3 kotłów.
2. Pompy obiegowe, zawory zwrotne i odcinające. Oni są na tych rurkach, które są zaprojektowane do powrotu chłodziwa do kotła. Pompy nie mogą być stosowane, jeśli są one przewidziane w konstrukcji urządzenia.
3. Zawory odcinające na rurach doprowadzających ciepłą wodę.
4. 2 grube rury. Jeden jest przeznaczony do dostarczania chłodziwa do sieci, drugi do powrotu. Podłączane są do nich odpowiednie rury wystające z urządzeń kotłowych.
5. Grupa bezpieczeństwa na linii doprowadzającej płyn chłodzący. Składa się z termometru, tulei termometru kalibracyjnego, termostatu ze zwalnianiem ręcznym, manometru, wyłącznika ciśnieniowego ze zwalnianiem ręcznym i korka rezerwowego.
6. Hydrauliczny separator niskociśnieniowy. Dzięki niemu pompy mogą zapewnić odpowiednią cyrkulację chłodziwa przez wymienniki ciepła swoich kotłów, niezależnie od natężenia przepływu w instalacji grzewczej.
7. Obwody sieci ciepłowniczej z zawory odcinające i pompę na każdym z nich.
8. Wielostopniowy sterownik kaskadowy. Jego zadaniem jest pomiar płynu chłodzącego na wyjściu kaskady (często czujniki temperatury znajdują się w obszarze grupy bezpieczeństwa). Na podstawie otrzymanych informacji sterownik określa czy włączyć/wyłączyć oraz jak powinny pracować kotły połączone w jeden obieg kaskadowy.

Bez podłączenia takiego sterownika do rurociągu niemożliwa jest praca kotłów w kaskadzie, gdyż muszą one pracować jako całość.

Cechy schematu pierścieni pierwotnych i wtórnych

Ten schemat zapewnia podstawowa organizacja pierścieniowa, przez który płyn chłodzący musi stale krążyć. Kotły grzewcze i obwody grzewcze. Każdy obwód i każdy kocioł jest pierścieniem wtórnym.

Kolejną cechą tego schematu jest obecność pompa obiegowa w każdym ringu. Działanie oddzielnej pompy wytwarza określone ciśnienie w pierścieniu, w którym jest zainstalowana. Zespół ma również pewien wpływ na ciśnienie w pierścieniu pierwotnym. Tak więc, gdy się włącza, woda wypływa z rury doprowadzającej wodę, wchodząc do koła pierwotnego i zmieniając w nim opór hydrauliczny. W efekcie na drodze ruchu chłodziwa pojawia się swego rodzaju bariera.

Schematy kotłowni kaskadowych w takiej czy innej formie istniały przez praktycznie całą historię istnienia tej technologii, niezależnie od rodzaju paliwa i zakresu zastosowania. Zazwyczaj konieczność stosowania takich rozwiązań wiązała się z ograniczeniem mocy pojedynczego zespołu kotłowego lub zakresu dopuszczalnych dla niego trybów pracy. Jednak wraz z rozwojem technologii stosowanych zarówno w termomechanicznej części projektowania kotłów, jak i w dziedzinie automatyki, stosowanie rozwiązań kaskadowych coraz częściej nie staje się środkiem wymuszonym, ale wyborem najbardziej wykonalnym technicznie i ekonomicznie.

W tym artykule przyjrzymy się głównym zaletom korzystania , różne schematy termomechaniczne i zagadnienia automatyki takich kotłowni.

Nie będziemy skupiać się na zaletach osobnego urządzenia kocioł kondensacyjny przed bezkondensacją (tradycyjna). W jakiś sposób znacznie większa wydajność i odporność na awarie. Zwracamy jednak uwagę na zalety stosowania takich kotłów w kaskadzie.

Główne zalety stosowania kaskad kotłowych

Większość z wymienionych poniżej zalet można przypisać nie tylko kotłom kondensacyjnym, ale osobno zwrócimy uwagę na to, co konkretnie je wyróżnia. ten typ techniki w ramach odpowiedniego tematu.

Zwiększenie całkowitego zakresu modulacji mocy

Jak wspomniano wyżej, główny powód do montażu kilku kotłów w kaskadzie - zwiększenie maksymalna moc kotłownia z ograniczeniami w wydajności pojedynczego urządzenia. Z tego punktu widzenia wszelkie kotły są, można powiedzieć, w równej pozycji.

Jednocześnie nie powinniśmy o tym zapominać nowoczesne systemy prezentowane są materiały grzewcze zwiększone wymagania pod względem efektywności energetycznej. Jedną z głównych zasad zapewnienia tej zasady jest zapewnienie, że aktualna moc generatorów ciepła jest równa potrzebom systemu, nie więcej i nie mniej. W związku z tym ważną rolę odgrywa także dolna granica modulacji wydajności kotłowni. Zastosowanie kaskady pozwala znacznie zmniejszyć ten limit. Warto również pamiętać, że dla średnich szerokości geograficznych przez większą część roku zapotrzebowanie na ciepło nie przekracza 30-40% wartości maksymalnej.

W przypadku stosowania identycznych źródeł ciepła w kaskadzie dolną granicę mocy wyznacza się po prostu dzieląc minimalną wydajność pojedynczego kotła przez ich liczbę. I tutaj łatwo zobaczyć, jak kotły kondensacyjne wyróżniają się w korzystnym świetle. Minimalna modulacja dla najnowocześniejszych kotłów naścienny wynosi około 15%. Odpowiednio stosując np. cztery takie kotły uzyskujemy łączny zakres bezstopniowej modulacji 4-100%. Co więcej, w odróżnieniu od kotłów tradycyjnych, sprawność kotłów kondensacyjnych wzrasta jedynie wraz ze spadkiem modulacji.

Zapewnienie wysokiego poziomu odporności kotłowni

Dość oczywista zaleta. Jak duża ilość kotłów w kaskadzie, spadek całkowitej mocy jest mniejszy w przypadku awarii i konserwacji oddzielnego generatora ciepła.

Łatwość instalacji i konserwacji sprzętu

Niezależnie od całkowitej pojemności kotłowni, często spotykamy się z ograniczeniami w zakresie dostępnej przestrzeni zarówno na etapie projektowania, jak i montażu.

Wygoda dla instalatorów i organizacji konserwacyjnych polega na łatwości dostarczenia oddzielnego kotła do miejsca bezpośredniej instalacji na dowolnym etapie. Dotyczy to zwłaszcza kotłowni dachowych, gdzie w przypadku konieczności wymiany źródła ciepła (choć jest to bardzo mało prawdopodobne), jego lekkość i zwartość mogą odegrać kluczową rolę. W tym kontekście nie należy również zapominać o poprzednim akapicie tej sekcji.

Możliwość stałego zwiększania mocy kotłowni

Coraz częściej stosowana w ostatnich latach opcja pozwalająca na rozłożenie inwestycji na różne etapy budowy.

Rozwiązania kaskadowe pozwalają na sekwencyjne dodawanie mocy istniejący system. Oczywiście część hydrauliczna musi zapewniać możliwość takiej rozbudowy.

Schematy hydrauliczne

Istnieje ogromna różnorodność schematów hydraulicznych dla kotłowni kaskadowych z rurociągami. Przyjrzymy się głównym, które są używane podczas pracy kotły kondensacyjne. Ogólne wymaganie Takie schematy obejmują możliwość niezależnej hydraulicznie pracy poszczególnych generatorów ciepła. Wymóg ten oznacza przede wszystkim obowiązkową obecność oddzielnej pompy obiegowej dla każdego kotła. W najnowocześniejszym kotły ścienne seria przemysłowa, pompa ta jest wbudowana. Aby zapewnić, że wielkość cyrkulacji przez pojedynczy kocioł nie zależy zarówno od innych kotłów, jak i od pracy systemów odbiorczych, zwykle stosuje się separatory hydrauliczne, zwane również „ strzały hydrauliczne" Możliwe są jednak również inne sposoby rozwiązania tego problemu.

Równoważne kotły z separatorem hydraulicznym

Najczęstsza opcja. Kotły są równoważne hydraulicznie, niezależność zapewniona jest poprzez zastosowanie strzałki hydraulicznej.

Liczba kotłów może być oczywiście dowolna, ekonomicznie wykonalna. Właściwa automatyka pozwala zapewnić równomierną żywotność kotła przez cały okres jego eksploatacji.

Zdarza się jednak, że taki schemat nie jest optymalny przy zastosowaniu kotłów kondensacyjnych. Mianowicie, jeśli zapotrzebowanie systemu na moc do przygotowania CWU może pokryć niewielka część kotłów z całej kaskady: jeden lub dwa. Dla najbardziej wydajna praca kotły kondensacyjne pożądany jest niskotemperaturowy harmonogram pracy systemu odbiorczego (z temperaturą zwrócić wodę poniżej punktu rosy), jednocześnie zapewniając szybkie nagrzewanie woda pitna Do osiągnięcia wymaganych wartości wymagana jest wysoka temperatura wody w kotle. Aby nie wyprowadzać całej kaskady z trybu kondensacji podczas przygotowywania CWU, można skorzystać z poniższego schematu.

Schemat z separatorem hydraulicznym i osobnym bojlerem na potrzeby ciepłej wody użytkowej

W w tym przypadku możliwość wyjęcia z kaskady osobnego kotła w celu jego dogrzania wysoka temperatura i przygotowanie gorącej wody pitnej. Ogólny Wydajność instalacji w tym przypadku wzrasta. Średni roczny wzrost wydajności jest wyższy w przypadku systemów z odbiornikami niskotemperaturowymi.

Wadą tego schematu jest jednocześnie duże zużycie zasobów kotła lub kotłów przeznaczonych w celu zapewnienia zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Schemat z kolektorem głównym zapewniający niezależność hydrauliczną

Aby zilustrować, że separator hydrauliczny nie jest obowiązkowym elementem obwodu, przedstawiamy powyższy wariant obwodu.

W tym przypadku, aby zapewnić niezależność kotłów, na rozdzielaczu zastosowano sekcję zamykającą, zapewniającą stały obieg chłodziwa przez dowolne źródło ciepła. Takie rozwiązanie może być wygodne w przypadku korzystania z kotłowni na dachu i umieszczania systemów dystrybucji obwodów odbiorczych w piwnicy, ponieważ oszczędza miejsce, eliminując potrzebę stosowania przełącznika hydraulicznego.

Ale jednocześnie design ta decyzja wymaga zwrócenia szczególnej uwagi na dobór pomp kotłowych, gdyż muszą one także zapewniać straty ciśnienia w głównym rurociągu. Z tego samego powodu ten schemat jest stosowany tylko w przypadku stojących kotłów kondensacyjnych. W nowoczesnych kotłach wiszących pompa jest wbudowana, a zakres jej wydajności jest precyzyjnie dobrany tak, aby zapewnić wydajną pracę danego kotła.

Automatyka kotłowni kaskadowych

Nie do przecenienia jest rola urządzeń automatyki pod względem wygody organizacji kotłowni kaskadowych, ich niezawodności i wydajności.

To automatyka odpowiada za „wyciskanie” maksymalna wydajność z kotłów pracujących w kaskadzie, przy jednoczesnym zapewnieniu reakcji generatorów ciepła na sygnały od odbiorców.

W nowoczesnych kotłach kondensacyjnych serii przemysłowej logika kaskadowa jest objęta podstawową automatyką i zoptymalizowana pod kątem konkretnego sprzętu.

Główne funkcje kaskadowej automatyki kotłowni:

Zbieranie wymagań od odbiorców na produkcję ciepła i ustalanie priorytetów (CWU, ogrzewanie, wentylacja itp.)

Definicja tryb optymalny działanie każdego kotła z osobna w celu zapewnienia wymaganej mocy.

Zapewnienie równomiernego rozwoju żywotności kotła (z nielicznymi wyjątkami omówionymi powyżej).

Monitoring i sygnalizacja awarii kotłów.

Jeśli mówimy o specyfice działania automatyki, szczególnie w przypadku kaskady kotłów kondensacyjnych, to leży to w strategii włączania i wyłączania kotłów aktualna praca. Istnieją trzy główne strategie:

Włącz później, wyłącz wcześniej.
W tym trybie pracy dodatkowe kotły włączane są do pracy możliwie najpóźniej wraz ze wzrostem zapotrzebowania na ciepło, czyli kotły już włączone pracują z maksymalną mocą. W przypadku spadku zapotrzebowania na moc kotły są usuwane z kaskady możliwie najwcześniej. Strategia ta zapewnia najmniejszą liczbę jednocześnie pracujących kotłów, ich pracę z maksymalną mocą oraz najkrótszy czas pracy dodatkowych kotłów.

Standard dla kotłów niekondensacyjnych. Wynika to z faktu, że w przypadku kotłów niekondensacyjnych następuje niewielki spadek sprawności podczas pracy przy zmniejszonej modulacji.


Włącz później, wyłącz później.
Włączaj dodatkowe kotły tak późno, jak to możliwe, ale także wyłączaj je tak późno, jak to możliwe. Używane, gdy wymagane jest bezpieczeństwo minimalna ilość operacji załączania palnika kotła.


Włącz wcześniej, wyłącz później.
Włączanie dodatkowych kotłów możliwie najwcześniej, gdy zapotrzebowanie na ciepło wzrasta i wyłączanie możliwie najpóźniej, gdy ono maleje.

To jest właśnie strategia sterowania stosowana w nowoczesnych kotłach kondensacyjnych. W tym przypadku każdy kocioł pracuje z minimalną modulacją, aby zaspokoić zapotrzebowanie na ciepło. Liczba pracujących kotłów jest maksymalna. Dzięki temu uzyskujemy maksymalną wydajność instalacji kaskadowej przy najbardziej równomiernej żywotności kotłów.