Ligação de várias caldeiras em cascata. Características de conexão em cascata de caldeiras a gás Unidade de controle em cascata de caldeiras e diagrama de conexão

O método em cascata de conexão de caldeiras é usado há muitos anos. O conceito é simples: dividir a carga total de aquecimento entre duas ou mais caldeiras controladas de forma independente e ligar apenas as caldeiras que satisfaçam a necessidade de uma determinada carga em Tempo dado. Cada caldeira representa a sua própria “etapa” de potência térmica na potência total do sistema. Um controlador inteligente (microcontrolador) monitora constantemente a temperatura do fornecimento de refrigerante e determina quais estágios do sistema devem ser ligados para manter a temperatura definida.

VANTAGENS
usando um sistema em cascata:

Aumento da eficiência sazonal do sistema em comparação com o uso de uma caldeira potente;
-cobertura parcial carga mesmo que uma das caldeiras esteja desligada, por exemplo, para trabalhos de manutenção. Isto é especialmente importante em condições adversas condições climáticas quando, devido às baixas temperaturas, um sistema inativo pode congelar muito rapidamente;
-um sistema em cascata é muito mais fácil de instalar do que uma grande caldeira, especialmente ao atualizar o sistema. Além disso, as peças de reposição para caldeiras menos potentes são mais baratas;
- a capacidade de fornecer simultaneamente cargas elevadas para abastecimento de água quente ou anticongelante e cargas muito mais baixas para aquecimento.

Apresentamos as características de desempenho de dois sistemas em cascata diferentes em relação a um diagrama de carga hipotético. O primeiro sistema utiliza duas caldeiras com queimadores de estágio único, cada uma capaz de fornecer 50% da carga projetada. O segundo sistema utiliza quatro caldeiras com queimadores de estágio único, cada um dos quais pode fornecer 25% da carga projetada. É óbvio que um sistema de quatro caldeiras em vez de duas é capaz de fornecer de forma mais eficaz as condições das cargas projetadas. Com base nisso, pode-se supor que quanto mais estágios o sistema em cascata tiver, melhor ele satisfaz as cargas. Isto é especialmente eficaz quando a potência necessária é baixa. No entanto, à medida que o número de estágios aumenta, a área de superfície de transferência de calor do sistema (invólucro da caldeira) através do qual ocorre a perda de calor aumenta, o que em última análise pode anular os benefícios do aumento da eficiência de tal sistema. Portanto, nem sempre é aconselhável utilizar mais de quatro estágios. Uma limitação inerente a um sistema “simples” em cascata (caldeiras com estágio único ou queimadores de dois estágios) - regulação passo a passo da potência de aquecimento (potência do sistema), em vez de um processo controlado contínuo. Embora a utilização de mais de dois estágios reduza significativamente a potência calorífica de cada caldeira, a solução ideal seria um sistema em cascata “modulado” (caldeiras com queimadores modulantes). Os queimadores modulantes permitem ajustar continuamente a potência em função da necessidade de calor, sem alterar a relação quantitativa combustível/ar, ou seja, quando, dependendo do volume de ar fornecido e da resistência aerodinâmica, a quantidade de combustível fornecida à câmara de combustão muda. Isto garante uma eficiência estável da caldeira e concentrações mínimas de poluentes nos gases de combustão sob carga térmica variável. Próxima Etapa. Última tendência na resolução de sistemas em cascata - um sistema em cascata modulado. Ao contrário do uso de queimadores escalonados, as caldeiras com queimadores modulantes são capazes de alterar suavemente o volume de fornecimento de combustível e, portanto, controlar o nível de produção de aquecimento em uma ampla faixa de valores. Hoje, o mercado de equipamentos de aquecimento é amplamente representado por caldeiras de baixa potência com queimadores modulantes, capazes de alterar suavemente o desempenho da caldeira na faixa de 30–100% da potência térmica nominal. A capacidade das caldeiras com queimadores modulantes de reduzir o consumo de combustível é frequentemente chamada de coeficiente de controle operacional do queimador (ou seja, a relação entre a potência térmica máxima e a mínima da caldeira). Por exemplo, o coeficiente de regulação de funcionamento de um queimador de caldeira com potência térmica máxima de 50 kW e consumo mínimo 10 kW de combustível serão iguais a 50 kW/10 kW ou 5:1. O coeficiente total de regulação operacional das caldeiras instaladas em sistema em cascata excede significativamente o coeficiente de uma caldeira individual. Por exemplo, se um sistema em cascata utiliza quatro caldeiras com uma potência de aquecimento máxima de 50 kW e uma potência mínima de 10 kW, o controlo de potência total estará na gama de 200 kW a 10 kW. Consequentemente, a relação de regulação operacional de tal sistema será de 20:1. Em condições de baixa produção de calor, o trocador de calor de uma caldeira com queimador modulante opera a uma temperatura relativamente baixa das superfícies de troca de calor da caldeira no lado da combustão. Quando tal caldeira é utilizada para satisfazer cargas baixas, como piso radiante, o seu funcionamento é normalmente acompanhado por condensação contínua de gases de combustão. Para evitar danos ao trocador de calor devido à condensação no caldeiras modernas com queimadores modulantes utilizam trocadores de calor feitos de de aço inoxidável ou alumínio. Ao operar em baixas temperaturas, a eficiência dessas caldeiras pode ultrapassar 95%. Caldeiras de baixa potência com queimadores modulantes são geralmente projetadas com câmera fechada combustão, o que amplia o conjunto soluções de design para sistemas de alimentação de ar e remoção de produtos de combustão, uma vez que as chaminés dessas caldeiras não precisam necessariamente ser retas. Normalmente, as chaminés são feitas de chapa galvanizada ou aço inoxidável ou alumínio. Mas para alguns modelos de caldeiras, por exemplo para a Vaillant VU 505, é utilizado com sucesso um sistema de chaminés flexíveis de polipropileno (podem ser instaladas em antigas, indiretas ou inadequadas modos normais canais de fumaça).

Recursos do sistema
Há três caracteristicas importantes, o que deve ser levado em consideração ao projetar um sistema em cascata “modulado”. Primeiro. As características das linhas de alimentação e dos controladores devem permitir o ajuste independente da circulação do fluxo através de cada caldeira. A água não deve circular através de uma caldeira ociosa, caso contrário o calor do refrigerante será dissipado através do trocador de calor ou da carcaça da caldeira. Isto também se aplica ao sistema em cascata simples. A regulação independente do fluxo do refrigerante é obtida equipando cada caldeira com uma bomba de circulação individual. Ao instalar bombas de circulação em paralelo, para evitar o fluxo reverso do refrigerante através de caldeiras ociosas, devem ser instaladas bombas a jusante. válvulas de retenção. Solução ideal esta situação - instalação Bomba de circulação com rotor úmido com embutido válvulas de corte. O fornecimento de refrigerante a cada caldeira por meio de bombas de circulação individuais permite aumentar a pressão no trocador de calor de uma caldeira em funcionamento para evitar cavitação e formação explosiva de vapor.

O segundo ponto importante é conexão paralela linhas de alimentação e retorno de cada caldeira (especialmente quando se utilizam caldeiras de condensação). Isto permite manter a mesma temperatura da água na entrada de cada caldeira e, se necessário, eliminar o fluxo de refrigerante entre os circuitos. A baixa temperatura do refrigerante fornecido à caldeira promove a condensação do vapor d'água dos produtos da combustão e aumenta a eficiência do sistema. Alguns controladores em cascata para caldeiras com queimadores modulantes são dotados de função de “atraso temporal”, ou seja, são capazes de ligar a bomba de circulação de uma determinada caldeira pouco antes de ligar o queimador. Eles também podem manter as bombas funcionando por algum tempo após o queimador ser desligado. O primeiro garante que o trocador de calor da caldeira seja aquecido pelo refrigerante quente fornecido ao sistema, o que evita choque térmico devido a uma diferença significativa de temperatura (e condensação de gases de combustão para caldeiras convencionais) quando o queimador é aceso. A segunda é aproveitar o calor residual do trocador de calor e não retirá-lo pelo sistema de ventilação após o término do funcionamento da caldeira. E em terceiro lugar, é muito importante que as bombas de circulação garantam um fluxo adequado de refrigerante através das caldeiras em funcionamento, independentemente da vazão do sistema. Junções em T pouco espaçadas (Figura 2) ou coletores de baixa queda de pressão (Figura 3) fornecem desvio de fluxo do fluxo do sistema para garantir o fluxo adequado da caldeira, independentemente das mudanças de fluxo no sistema de distribuição. Juntas de tubo T bem espaçadas no circuito primário/secundário são usadas para “eliminar” o diferencial de pressão dos circuitos.

Controle modulado
Um controlador multiestágio para um sistema em cascata simples usando PID (controle proporcional-integral-derivativo) mede constantemente a temperatura do refrigerante fornecido ao sistema, compara-o com o valor calculado e determina qual queimador deve ser ligado e qual deve ser desligado. Para controlar a cascata da caldeira e conseguir consumo econômico combustível, é necessário utilizar automação especial. Uma das caldeiras em cascata atua como “mestre” e é ligada primeiro, as demais - “escravos” - são conectadas conforme necessário. O controle automático permite transferir a função de “mestre” de uma caldeira para outra, bem como realizar a sequência de acendimento das caldeiras “escravas” e os diferenciais de temperatura para acionamento de cada etapa subsequente. Se ocorrer uma falha na caldeira principal, a prioridade é alterada automaticamente. Se o pedido de calor não vier de nenhuma das zonas, o regulador desligará todas as caldeiras e, quando chegar um sinal de pedido, colocá-las-á em funcionamento. Após o desligamento da última caldeira, a bomba de circulação desliga com retardo. Na maioria dos sistemas em cascata “modulados”, o método de controle é diferente. Via de regra, o controle visa maximizar o tempo de funcionamento das caldeiras na faixa de baixa temperatura e em potência parcial. Embora fabricantes diferentes oferecer sistemas diferentes controlo, a abordagem geralmente aceite é a seguinte: ligar a caldeira e depois modular o seu funcionamento para um nível de potência de aquecimento que satisfaça a carga necessária. Se for necessário um fornecimento de calor adicional, a potência de aquecimento da primeira caldeira é significativamente reduzida, a segunda caldeira é ligada e, em seguida, a potência de aquecimento de ambas as caldeiras é modulada de forma correspondente para satisfazer a carga necessária. Este esquema garante que ambas as caldeiras funcionem com potências térmicas mais baixas e, portanto, de forma mais suave, em contraste com o funcionamento de uma caldeira na potência máxima. Isto aumenta a área de superfície de troca de calor e, portanto, aumenta a probabilidade de condensação do vapor de água dos produtos de combustão, bem como a eficiência do sistema. Suponha que a carga continue a aumentar e duas caldeiras operando com um nível relativamente alto de potência de aquecimento não consigam atender às suas condições, então a segunda caldeira reduz o consumo de combustível, a terceira é ligada e modulação paralela da potência de aquecimento do segundo e terceiro estágios ocorre. Em alguns sistemas, a primeira caldeira também é capaz de reduzir o consumo de combustível quando os restantes estágios são ativados, portanto todos os três estágios de potência podem ser controlados em paralelo.

Modos de operação
A maioria dos controladores em cascata são capazes de pelo menos dois modos de operação. No modo de aquecimento, é implementado um princípio de controle dependente do clima, ou seja, o valor definido da temperatura do refrigerante fornecido ao sistema depende da temperatura externa. Quanto mais baixa for a temperatura externa, maior será o valor definido para a temperatura de alimentação. Este sistema elimina a necessidade de utilização de misturador entre a caldeira e os consumidores de aquecimento. No modo AQS, o controle programático do sistema é realizado quando o valor ajustado da temperatura do refrigerante fornecido não depende das temperaturas externas. Em outras palavras, é definido um determinado valor de temperatura suficientemente alto, o que garante alto nível transferência de calor através do trocador de calor secundário. Este modo geralmente é usado para fornecer mais Temperatura alta refrigerante fornecido através de um trocador de calor para consumidores de AQS e sistemas anti-gelo. A modulação da potência da caldeira leva a uma redução significativa do diferencial entre as temperaturas necessária e real do líquido refrigerante, o que evita “clocking” (ligar/desligar) frequentes da caldeira. Alguns controladores também são responsáveis ​​pelo funcionamento da bomba de circulação principal e estão conectados ao sistema de despacho equipamento de engenharia prédio.

Pequeno, silencioso e potente
A relação entre o tamanho físico e a potência de aquecimento de algumas caldeiras com queimador modulante é verdadeiramente impressionante. Por exemplo, alguns fabricantes fornecem sistemas em cascata “modulados” de oito estágios com uma faixa de potência de aquecimento de 30–960 kW. Portanto, a relação de regulação operacional de tal sistema será de 32:1. Tal sistema pode ser colocado dentro de casa pequena área. Benefício adicional- sistema de baixo ruído. A moderna geração de caldeiras de baixa potência com queimadores modulantes proporciona economia de espaço, alta eficiência, operação silenciosa e confiabilidade. Esta é uma solução ideal em sistemas de baixa temperatura, tais caldeiras são ideais para piso radiante, sistemas anti-gelo, aquecimento de piscinas, Sistemas de AQS, bem como sistemas de bomba de calor, incl. geotérmico. Já conquistaram uma posição na área do aquecimento de habitações privadas. Integradas num sistema em cascata, as caldeiras com queimadores modulantes representam uma nova alternativa aos sistemas de aquecimento industrial.

A prática mostra que em 80% da estação de aquecimento, a capacidade da caldeira é utilizada em apenas 50%. Isto significa que, em média, apenas 30% da potência da caldeira é consumida ao longo do ano. Uma carga tão fraca geralmente leva a uma baixa eficiência de seu uso. Portanto, o uso racional da energia muitas vezes requer Uma abordagem complexa. Ótima solução pode se tornar um sistema de caldeira em cascata. Fornece ao consumidor a quantidade de calor necessária no momento, conectando gradativamente várias pequenas caldeiras uma após a outra.

Quais são as vantagens de tal sistema?

• Em primeiro lugar, alta confiabilidade. Se uma das caldeiras falhar, isso não significa que todo o sistema tenha parado - as restantes caldeiras irão compensar a carga necessária.
• Em segundo lugar, aumentando a vida útil geral das caldeiras. Na estação quente, você pode usar apenas parte das caldeiras, desligando o restante manualmente ou usando a automação embutida.
• Em terceiro lugar, o consumo económico de energia devido à menor perda de eficiência ao operar com potência parcial.
• Em quarto lugar, facilidade de instalação. Várias caldeiras de pequena capacidade são mais fáceis de transportar e instalar do que uma caldeira potente e de grande porte.
• Em quinto lugar, reparo acessível e manutenção. Peças para caldeiras de alta potência são muito mais problemáticas de obter devido aos menores volumes de produção.

As vantagens de tal sistema incluem também a capacidade de variar a localização das caldeiras e o próprio local de instalação.

Princípio conexão em cascata caldeiras

O princípio da ligação em cascata é combinar várias caldeiras para aumentar a potência de cada equipamento.
Para implementar uma cascata é necessário dividir a carga térmica total entre várias caldeiras e incluir na cascata apenas aquelas cuja potência corresponda à carga necessária num determinado período. Neste caso, uma das caldeiras atua como “líder” e começa a funcionar primeiro, e as demais caldeiras são ligadas conforme a necessidade.
Todo o processo é controlado por controle automático, que pode transferir a função de caldeira principal, bem como regular a ordem e necessidade de conexão de caldeiras secundárias para manter um determinado modo. Num sistema em cascata, cada caldeira representa um determinado “estágio” de produção de calor. O sistema de controle suporta nível requerido temperatura conectando ou desconectando estágios individuais. Em caso de mau funcionamento de uma caldeira, a automação distribui a carga para o restante do sistema. Caso não haja necessidade de aquecimento, a automação desliga todas as caldeiras, restabelecendo o funcionamento conforme a necessidade.
Um sistema de ligação em cascata escalonada permite reabastecer as cargas do sistema de aquecimento com grande eficiência. No entanto, não se pode presumir que quanto mais caldeiras no sistema, mais eficiente será o seu funcionamento. Proporcionalmente ao aumento do número de unidades, aumenta a perda de calor pelas superfícies das caldeiras ociosas, por isso os especialistas aconselham a escolha de uma cascata de no máximo quatro caldeiras. Para o funcionamento ininterrupto do sistema, é necessário instalar um separador hidráulico entre os circuitos de aquecimento e da caldeira. Garantirá uma redução da resistência hidráulica e do equilíbrio hidráulico da caldeira e dos circuitos de aquecimento.

Que tipos de cascatas de caldeiras existem?

Os tipos de cascatas são geralmente diferenciados pelo tipo de dispositivos queimadores usados ​​​​nelas:

• "Simples" a cascata inclui caldeiras com queimadores monofásicos ou bifásicos. Tal sistema aumenta os níveis de potência da caldeira - por exemplo, combinando duas caldeiras com queimador de estágio único forma um sistema de dois estágios mais econômico.


• Cascata "misturado" tipo combina caldeiras, uma das quais equipada com queimador modulante. É nesta caldeira que está instalado um sistema de controle que regula a temperatura da água da caldeira.


• Papel "modulação" A cascata inclui caldeiras com queimadores modulantes. Ao contrário das cascatas “simples” e “mistas”, este sistema é capaz de alterar suavemente o volume de fornecimento de combustível e ajustar a potência de aquecimento em uma ampla faixa.

Como calcular e montar uma cascata

O cálculo do projeto da caldeira em cascata baseia-se na determinação da potência térmica nominal da fonte de calor. Este valor representa Poder Térmico, necessário para repor o calor consumido pelo objeto e a potência de consumo de calor por outros objetos do sistema.
A produtividade de uma sala de caldeiras não é determinada pela soma de todas as potências consumidas, mas é calculada para cada sistema individualmente.
A norma ČSN 06 0310 define cálculos para os seguintes objetos:

• Aquecimento com aquecimento e ventilação intermitente de água:

Qtotal=0,7xQOtop+0,7QVent+QDHW (W, kW.)

• Aquecimento com aquecimento de processo contínuo e ventilação constante:

Qtotal=QOtop+QTécnico(W, kW.)

• Aquecimento e aquecimento de água método de fluxo com a vantagem do circuito AQS:

Qtot = valor máximo de consumo de calor para aquecimento ou aquecimento de AQS

Qtotal – potência total da caldeira

Qotop– perda de calor do objeto na temperatura externa de projeto

Qvent– demanda de calor do equipamento de ventilação

QDHW– necessidade de calor para aquecimento do circuito AQS

Qtech– demanda de calor para ventilação ou aquecimento de processo

O cálculo da sala da caldeira requer sério e abordagem profissional, caso contrário, erros nos cálculos podem levar à operação ineficaz e antieconômica do sistema.

Montagem e instalação do sistema

O sistema de caldeira em cascata consiste nas seguintes partes principais:

• Corte hidráulico;
• Ligação hidráulica de caldeiras;
• Grupo de Segurança;
• Aquecimento do circuito AQS;
• Componentes adicionais.

A conexão do sistema em cascata é realizada em várias etapas:

• Instalação de luminárias e caldeiras;
• Instalação de coletores hidráulicos, redes de gás e linhas de drenagem;
• Conexão de grupo de segurança e separador hidráulico;
• Conectando o coletor de fumaça

Primeiro, duas caldeiras são conectadas em cascata e depois as demais são conectadas. Após combinar as caldeiras, o grupo de segurança é conectado e a automação é configurada.

Não é segredo que o fornecimento centralizado de calor a instalações existentes e recém-construídas se torna cada vez mais problemático a cada ano. Em particular: a falta de possibilidade de contabilidade objetiva, grandes perdas de calor durante o transporte, subjetividade na determinação do custo, a natureza monopolista das atividades dos fornecedores de calor, a impossibilidade de aumentar a capacidade existente e, consequentemente, a proibição de ligação adicional consumidores - estes são apenas alguns dos problemas pelos quais as opiniões dos especialistas se voltam para o aquecimento autónomo e o abastecimento de água quente.
A este respeito, nos últimos anos, as caldeiras em bloco, as caldeiras modulares ou as caldeiras em cascata tornaram-se cada vez mais populares no nosso país.
A empresa Termona-Bel promove no mercado nacional equipamento de aquecimento Tcheco Termona(Termona), que há muitos anos trabalha na melhoria de equipamentos para aquecimento autónomo. Há 13 anos, os especialistas da Thermona foram um dos primeiros no mundo a ter a ideia de criar caldeiras em cascata com capacidade de 8 a 1440 kW baseadas em caldeiras a gás montadas na parede.

Uma cascata baseada em caldeiras THERM é uma conexão sequencial de várias caldeiras (até 16 unidades) em um único sistema de aquecimento com controlado por programa. A peculiaridade da ligação e design das caldeiras Therm permite regular suavemente a potência total de todas as caldeiras da cascata a partir da potência mínima de uma das caldeiras. Por exemplo, ao instalar uma cascata de 16 caldeiras THERM TRIO 90, a potência total da sala das caldeiras será de 1440 kW e a mínima – 36 kW, ou seja, 2,5% do seu máximo. Para efeito de comparação, uma caldeira moderna com potência de 1.500 kW oferece uma faixa de controle de 1.050 kW a 1.500 kW, que é de 70 a 100% da potência.
Na tecnologia de sistemas de aquecimento, a sala de caldeiras em cascata baseada em caldeiras THERM é um método inovador para otimizar o funcionamento de sistemas de aquecimento de alta potência. É bastante óbvio que a perda de calor da instalação e, consequentemente, a potência da casa da caldeira é calculada com base nas temperaturas mais baixas de uma determinada região, e a carga real na casa da caldeira é significativamente inferior à estabelecida.
A prática confirmou que em estação de aquecimento aproximadamente 80% do período de operação, a capacidade da sala das caldeiras é utilizada em no máximo 50% e, durante o período de operação, a carga é, em média, de 25 a 45%. Consequentemente, com uma carga tão irregular e muitas vezes baixa, uma caldeira de alta potência (sistema tradicional) consumirá desnecessariamente recursos energéticos e compensará de forma ineficaz os custos de aquecimento. Em contraste, o sistema em cascata garante suavemente que a sala das caldeiras funcione na potência necessária (num amplo intervalo), independentemente da época do ano, ligando várias pequenas caldeiras, uma após a outra, em série. Com ajuda regulação em cascata com o controle do programa, o problema de determinar a relação ideal entre a potência da sala da caldeira e do sistema de aquecimento é resolvido. Assim, na entressafra e durante invernos quentes, a caldeira em cascata pode operar por muito tempo em baixas temperaturas do líquido refrigerante, o que reduz os custos de radiação de calor e os períodos de espera do sistema. Ao mesmo tempo, melhoram as condições de temperatura do objeto, ou seja, o conforto do usuário.
A utilização das caldeiras THERM DUO, TRIO e KD em cascata permite obter uma relação ideal entre área ocupada e capacidade instalada sala da caldeira, mantendo uma das principais vantagens da conexão em cascata - uma faixa incomparavelmente ampla de modulação de potência suave. Na organização da sala das caldeiras são utilizadas caldeiras murais de circuito único com capacidade de 20, 28, 45 e 90 kW. Podem ser montadas de 2 a 16 unidades em cascata, dependendo da potência necessária. Todas as caldeiras são modernas e tecnicamente avançadas aparelhos a gás, com eficiência de até 94%, com vida útil de pelo menos 15-20 anos.
Uma vantagem significativa de uma caldeira em cascata baseada em caldeiras THERM em relação às caldeiras tradicionais é sua alta confiabilidade e vida útil prolongada. A elevada fiabilidade da sala das caldeiras é conseguida através do funcionamento conjunto de várias caldeiras num sistema, e a falha de uma das caldeiras não impede o funcionamento do sistema de aquecimento como um todo. O software subjacente ao funcionamento da caldeira em cascata é concebido de forma a que a sequência de arranque da caldeira mude diariamente. Consequentemente, se hoje a caldeira arranca primeiro, no dia seguinte passa a ser a última da fila e só arranca se a sala da caldeira necessitar de funcionar a plena capacidade. Com isso, a vida operacional de cada caldeira aumenta, o que leva a um aumento na vida útil da sala da caldeira como um todo. Uma vantagem indiscutível em uma sala de caldeira em cascata é a capacidade de conectar uma caldeira aquecimento indireto para cada caldeira (exceto para o gerente). Assim, numa sala de caldeiras de 16 caldeiras, é possível ligar 15 caldeiras de 200 a 1000 litros cada e assim satisfazer qualquer necessidade de abastecimento de água quente. A automação da caldeira dá preferência à preparação de água quente sanitária, e caso não haja necessidade da sua preparação, a caldeira passa a trabalhar no sistema de aquecimento em conjunto com outras caldeiras. Quando a operação de uma caldeira em cascata muda do inverno para modo verão funcionamento, o modo de preparação de AQS permanece, as bombas do sistema de aquecimento são ligadas automaticamente uma vez por dia, conduzindo o líquido refrigerante através do sistema, e a função anticongelante permanece ativa. As vantagens da ligação em cascata de caldeiras incluem, sem dúvida, a possibilidade de escolher várias opções para a sala da caldeira: localização e colocação. Você pode instalar uma sala de caldeira em quase qualquer lugar: no porão ou sótão, em uma extensão feita especialmente.
No caso de organizar uma sala de caldeiras na cobertura, a grande vantagem de uma cascata de caldeiras montadas na parede sobre as fixas no chão é peso leve e facilidade de entrega no local de instalação. Não há necessidade de utilizar guindastes especiais para levantar equipamentos durante a instalação ou desmontagem. Não há necessidade de desmontar o telhado na substituição da caldeira. Os componentes defeituosos da caldeira são substituídos no local. A leveza do equipamento e a sua colocação na parede ajudam a evitar cargas indesejadas nos pisos do edifício. Retração gases de combustão no caso de utilização de caldeiras na versão “turbo”, é possível efectuar directamente através da parede onde está montada a caldeira. Isso permite que você economize na construção de uma cara chaminé de aço inoxidável. Uma vantagem inegável é a regulação automática da sala das caldeiras. O programador fornece controle de acordo com a temperatura ambiente definida para um determinado período de tempo. Coloca em funcionamento a quantidade necessária de caldeiras da cascata e com a potência realmente necessária. A ausência do “fator humano” elimina erros de gestão. Em geral, é criado um sistema universal de controle climático de edifícios. Quando a temperatura ambiente sobe acima da definida, o programador desliga o funcionamento da sala da caldeira e, se necessário, o termostato do sistema de ar condicionado liga o sistema de ar condicionado. Se a temperatura cair, tudo acontece na ordem inversa. Os dispositivos de controle da sala de caldeiras permitem que o despachante de uma organização de serviços veja o estado atual de todos os equipamentos de seu computador por meio de um modem.
A empresa Termona-Bel é revendedor oficial Empresa checa Termona no território da República da Bielorrússia. As principais atividades da empresa Termona-Bel são o comércio atacadista e varejista de caldeiras, formação de especialistas interessados, instalação e comissionamento de caldeiras, garantia e serviço de manutenção caldeiras, fornecimento de peças sobressalentes para caldeiras e outras atividades destinadas a promover equipamentos no território da República da Bielorrússia.
As principais vantagens das caldeiras em cascata baseadas em caldeiras THERM podem ser formuladas resumidamente da seguinte forma:
investimento rentável;
operação econômica devido a uma ampla faixa de modulação suave de potência (limiar mínimo de 20% na instalação de 2 caldeiras e de 3% na instalação de 16 caldeiras);
automação total de controle;
regulação dependente do clima;
controle remoto e controle do funcionamento da sala da caldeira através de programador ou PC;
não há necessidade de manter trabalhadores em tempo integral na sala das caldeiras;
alta confiabilidade operacional devido ao funcionamento de diversas caldeiras em um sistema;
aumento da vida útil dos equipamentos das caldeiras;
simplicidade e clareza da solução técnica;
facilidade de instalação e comissionamento;
controles simples e intuitivos;
pequena pegada;
aproveitamento do piso para demais componentes da sala das caldeiras;
conexão conveniente de tanques externos para preparação de AQS;
a possibilidade de instalar uma sala de caldeiras de alta potência sem instalar uma chaminé cara;
atitude cuidadosa em relação ambiente.
Escolher a fonte de calor certa ajudará você a economizar muito dinheiro, mantendo o conforto necessário. Ao comparar os indicadores econômicos dos explorados prédios residenciais e outras instalações antes e depois da instalação dos sistemas em cascata Therm, os usuários geralmente conseguem economias de energia incríveis de até 40% ao ano, portanto o retorno do investimento é muito rápido e óbvio!

Hoje, o problema do aquecimento é muito agudo e é frequentemente considerado, prestando-se muita atenção a ele. Tanto profissionais quanto consumidores comuns estão envolvidos no processo. Neste material você está convidado a considerar a solução de produção de calor sob uma nova perspectiva. Serão consideradas opções e seleção de caldeiras, tendo em conta as oportunidades que podem ser oferecidas tecnologia moderna, implementado nos sistemas de caldeiras em cascata Therm. Escolha ideal equipamentos geradores de calor ajudarão a reduzir significativamente os custos sem economizar nos requisitos de conforto.

Se compararmos o custo de operação de edifícios residenciais ou outras instalações antes e depois da instalação das caldeiras em cascata Thermona, a economia de custos pode chegar a um valor incrível - até 40% ao ano. O retorno do investimento vem muito rapidamente. Além de alta eficiência e modulação suave de potência em uma faixa muito ampla, uma sala de caldeira em cascata pode ser localizada diretamente no objeto aquecido. O sistema de caldeira em cascata reage com precisão e rapidez às mudanças nos requisitos de aquecimento da instalação e não apresenta perdas inerciais características de desajeitado sistemas centrais aquecimento, bem como para salas de caldeiras com uma caldeira enorme e volumosa.

O que é uma cascata de caldeira

A cascata da caldeira é sistema especial conectar várias caldeiras, permitindo que funcionem como um todo. A característica de design das caldeiras Therm e sua automação permitem aumentar suavemente a potência gerada de 24% da potência nominal de uma caldeira utilizada. Se for necessária maior potência (até 1440 kW), as caldeiras em cascata proporcionarão grandes benefícios. Em primeiro lugar, a instalação das caldeiras Therm DUO 50T, DUO 50FT, DUO 50, TRIO 90T, TRIO 90 e 45KD permite uma utilização eficiente do espaço necessário. A sala da caldeira apresenta a maior relação entre área ocupada e potência instalada, mantendo todas as vantagens da conexão em cascata e modulação contínua de potência.

Não é necessário incluir caldeiras do mesmo tipo KD, DUO ou TRIO na cascata. As caldeiras podem ser combinadas com diferentes potências, o que permite adaptar o sistema às perdas de calor reais da instalação e ao desempenho necessário do fornecimento de água quente. Na indústria do aquecimento, a cascata tornou-se uma forma inovadora de otimizar instalações de geração de calor de alta capacidade. Uma caldeira de alta potência funcionaria mesmo com baixa demanda de calor, superaquecendo o sistema por meio de comutação em cascata, é possível ligar exatamente a quantidade de caldeiras que são necessárias no momento, que é regulada por automação eletrônica por microprocessador;

Foi confirmado na prática que durante a estação de aquecimento, 80% do tempo, apenas 50% da potência da caldeira é solicitada. Ou seja, para a temporada como um todo, a caldeira é utilizada apenas em 30% de sua capacidade máxima. Isso significa que na maioria das vezes ele opera com potência mínima e baixa eficiência. Embora o circuito em cascata forneça potência necessária em um determinado momento, conectando um após o outro quantidade requerida caldeiras e trazendo-as para o ideal, modo econômico. A regulação em cascata, controlada por software, elimina o impacto do fator de desequilíbrio entre a potência de geração de calor e a necessidade de calor dos consumidores. A gama de alterações de potência em cascata permite trabalhar constantemente com baixas temperaturas da água de aquecimento, o que reduz as perdas de radiação mesmo durante o tempo de inatividade do sistema. A disponibilidade aumenta e as condições de temperatura de aquecimento são otimizadas para melhorar o conforto de utilização.

Até recentemente, a operação de uma caldeira em cascata só podia ser apoiada por equipamentos caros com automação completamente alterada da caldeira principal. Um avanço foram as interfaces de comunicação desenvolvidas para caldeiras, conectadas a placas padrão e que permitem transferir informações entre caldeiras e alterar suavemente a potência de todas as caldeiras conectadas em cascata. Isso possibilitou a instalação parâmetros ideais energia em qualquer momento de funcionamento e ter acesso a informações sobre as ações realizadas por cada caldeira, por exemplo, no diagnóstico de falhas ou durante o comissionamento de uma caldeira em cascata. A sala da caldeira em cascata é " sistema inteligente"com um modo de operação totalmente automatizado sem a presença do fator humano.

Hoje, uma solução técnica que utiliza hardware padronizado e Programas disponível para proprietários muito preocupados com o orçamento.

Por que cascata

As caldeiras atualmente existentes no mercado podem ter diferentes designs - caldeiras com uma potência constante, caldeiras com duas potências constantes e caldeiras com controlo de potência continuamente variável (de aproximadamente 40% a 100% da potência). Normalmente são oferecidas unidades de controle para acionamento sequencial de caldeiras (“interruptores em cascata”), que podem ligar e desligar alternadamente as caldeiras. O esquema de comutação padrão é de até 4 caldeiras em cascata. Na prática, isto corresponde a um incremento de potência de entrada de 100 kW, com um máximo total de 400 kW, ou seja, saltos de 25%. Em contraste, a cascata da caldeira THERM funciona com potência mínima, por ex. 13 kW (45 KD) continuamente até máx. potência 400 kW. Naturalmente, neste caso, o consumo de gás será significativamente menor. As vantagens das caldeiras em cascata incluem um grande número de opções para possíveis caldeiras. Você pode alterar a localização das caldeiras e o layout da própria sala das caldeiras. A sala da caldeira pode ser colocada em quase qualquer lugar - na cave, numa extensão separada ou no sótão. Caldeiras separadas e o equipamento da sala da caldeira em cascata pode ser instalado arbitrariamente para que a sala da caldeira, como o designer infantil, caberá exatamente no espaço alocado.

Por que uma cascata de caldeiras THERM

As caldeiras de parede THERM, quando utilizadas isoladamente, regulam suavemente a sua própria potência de aprox. 23% a 100% (dependendo do tipo de caldeira utilizada) da potência nominal. A cascata de caldeiras THERM de uma forma única, mas ao mesmo tempo simples, permite aumentar a gama de mudanças suaves no desempenho da sala de caldeiras desde a potência mínima produzida por uma caldeira até à potência máxima de todas as 16 caldeiras ligadas em cascata . Isto amplia a faixa de controle de 1,8% para 100% de potência para até 16 caldeiras em cascata. A implementação é muito simples - uma placa de interface de comutação é instalada em cada caldeira conectada, conectada por dois fios a outras caldeiras, e uma cascata completa está pronta. Sem o uso de um switch em cascata caro. Gerenciar a cascata como um todo também é simples. É necessário ligar todas as caldeiras e depois definir a temperatura de aquecimento na primeira. As caldeiras farão o resto sozinhas. Não há necessidade de configuração complexa e demorada de cada caldeira, configuração do controle da caldeira principal, etc. Caso seja necessário aumentar o número de caldeiras, deverá ser ligado a aquecedor outra caldeira, instale nela uma interface, conecte dois fios e inicie a cascata.

Tudo é muito simples. Basta instalar interruptores em todas as interfaces, de acordo com o número de série da caldeira em cascata, configurar o interruptor localizado na caldeira principal, conforme número total as caldeiras e a cascata começarão a funcionar. Esta configuração inicial deve ser realizada por um técnico de serviço para evitar complicações. No futuro, tais configurações não serão mais feitas. No caso de aquecimento de água, controle de aquecimento por Temperatura exterior(regulação equitérmica), basta instalar apenas um sensor adicional e a sala da caldeira em cascata funcionará dependendo das condições climáticas. A regulação equitérmica é fortemente recomendada para uso em salas de caldeiras que aquecem edifícios industriais ou de escritórios para eliminar completamente erros associados às ações de pessoal não treinado.

Outra vantagem das caldeiras THERM se manifesta na resolução do problema de abastecimento de água quente (AQS). Uma ou mais caldeiras são conectadas hidraulicamente através de uma válvula de três vias à caldeira na cascata, e o termostato do tanque é conectado com dois fios à caldeira correspondente na cascata e o problema de AQS é resolvido. Qualquer caldeira THERM conectada à cascata THERM, exceto a caldeira de controle, pode aquecer água para abastecimento de água quente. Assim, o número máximo de caldeiras ligadas à cascata que podem aquecer água para abastecimento de água quente sanitária é de até 15 unidades.

Resumidamente as principais vantagens das caldeiras THERM:
1. eficiência excepcional de investimento;
2. solução de comunicação em cascata econômica e altamente eficiente;
3. maior economia de custos em comparação com outras fontes de calor;
4. operação totalmente automatizada;
5. excelente economia operacional;
6. ampla modulação da potência da caldeira como um todo (por exemplo, de 13 a 720 kW);
7. alta confiabilidade operacional;
8. instalação e comissionamento simples;
9. solução técnica simples e clara;
10. controles simples e intuitivos;
11. adaptação ideal para ligação de caldeira AQS;
12. pequena pegada;
13. diagnóstico remoto e monitoramento de caldeiras;
14. respeito pelo meio ambiente.

Caldeiras usadas em caldeiras em cascata

Na maioria das vezes, caldeiras Therm DUO 50, DUO 50 T, DUO 50 FT, TRIO 90, TRIO 90 T ou caldeiras Therm 45 KD são usadas para inclusão na cascata. Caldeiras com capacidade de 28, 20, 17 ou 14 kW também podem ser incluídas na cascata. A solução técnica do sistema de caldeiras em cascata permite incluir na cascata todas as caldeiras THERM com comando automático DIMS, sendo estas caldeiras com display digital, com exceção das caldeiras com aquecimento instantâneo do circuito AQS. Para grandes caldeiras em cascata, em primeiro lugar, pode-se utilizar caldeiras TRIO 90 ou uma versão com retirada forçada de produtos de combustão - TRIO 90T (vantagens do DUO 50 FT). Um tópico separado são as salas de caldeiras em cascata feitas de caldeiras de condensação Therm 45 KD.

Combinação do controle inteligente da caldeira Thermona e princípio de condensação caldeiras leva a diminuição acentuada custos de aquecimento e aquecimento do circuito AQS, mantendo parâmetros de emissão muito baixos como resultado do processo de combustão do gás. O primeiro impulso para o desenvolvimento caldeira de condensação THERM 45 KD foi usado principalmente em caldeiras em cascata. Ao desenvolver um sistema de caldeira em cascata a partir de caldeiras de condensação, os especialistas da Thermona usaram sua própria experiência adquirida no projeto de sistemas de caldeira em cascata a partir de caldeiras tradicionais. O sistema de caldeira em cascata como um todo foi concebido para fornecer ao utilizador final uma solução abrangente e inteligente de aquecimento e água quente sanitária. Portanto, uma cascata de caldeiras Therm 45 KD irá cumprir todos os requisitos de uma fonte de calor, e não só. Ao mesmo tempo, a sala da caldeira em cascata permite o uso de controle equitérmico totalmente compatível sem a necessidade de instalação de sistemas de controle ou reguladores adicionais. Hoje, nem todos os fabricantes podem oferecer tal solução.

A mesma cascata das caldeiras a gás THERM pode ser montada nas caldeiras elétricas Therm. Todas as caldeiras elétricas THERM podem ser conectadas entre si. Controle Inteligente cascata de caldeiras elétricas permite usar uma cascata com controle suave de potência como fonte de calor. Uma cascata de caldeiras elétricas THERM permite aquecer água para uso doméstico. necessidades da caldeira. Somente sistemas de controle para cascatas de caldeiras a gás e elétricas não podem ser conectados entre si.

Características da caldeira

Possibilidade de ligação de caldeiras THERM em cascata

Características das caldeiras THERM DUO 50, DUO 50T

Características das caldeiras THERM DUO 50FT

Características das caldeiras THERM TRIO 90, TRIO 90T

Características das caldeiras THERM 28

Características dos produtos de combustão das caldeiras THERM

A. Boyko

O uso de várias caldeiras a gás para um sistema de aquecimento é uma solução bastante popular entre as organizações de instalação e design. Consideremos questões práticas relativas à instalação e uso de tais instalações em cascata

A decisão de utilizar várias caldeiras a gás (duas ou mais) para um sistema de aquecimento justifica-se com uma carga térmica de 40 kW. Pode ser uma grande área aquecida ou a presença de cargas térmicas na forma de piscinas, garagens, balneários, estufas, etc.

A utilização de várias caldeiras para um sistema de aquecimento apresenta uma série de vantagens em comparação com uma caldeira, que tem a mesma potência total. Em primeiro lugar, é muito mais fácil e barato entregar várias caldeiras pequenas de tamanho e peso menores na sala das caldeiras e instalá-las em vez de uma caldeira grande e pesada. Este ponto torna-se especialmente relevante na instalação de caldeiras em cascata no telhado ou semi-subsolo.

Além disso, a confiabilidade do sistema aumenta significativamente. Se uma das caldeiras for forçada a parar, o sistema continuará a funcionar, fornecendo pelo menos 50% da potência (se estiverem instaladas duas caldeiras).

Outros fatores a favor da instalação em cascata incluem a facilidade de manutenção devido ao menor tamanho de cada caldeira (a manutenção de cada caldeira pode ser realizada sem parar todo o sistema); aumento da vida útil total das caldeiras (no outono e primaveraÉ possível operar apenas parte das caldeiras desligando a outra parte manualmente ou utilizando automação em cascata).

Além disso, se no futuro for necessária a substituição de uma peça, então é de conhecimento geral que as peças para caldeiras de menor potência são mais acessíveis e baratas devido à maior produção em série.

Controle do funcionamento da caldeira em cascata

Na maioria das vezes, para simplificar os esquemas quando as caldeiras são usadas em conjunto, nenhuma automação em cascata é fornecida e a temperatura de saída necessária é definida em cada caldeira. Mas, se desejar, você pode usar unidades de controle em cascata conectadas a contatos destinados à conexão de termostatos ambientes individuais.

Conectar caldeiras em cascata usando uma unidade de controle em cascata é solução abrangente e tem mais alta eficiência. Esta unidade garante o funcionamento alternado de todas as caldeiras e garante o mesmo número de horas de funcionamento para cada gerador de calor. O bloco otimiza o funcionamento do sistema e garante que apenas quantidade requerida geradores de calor, dependendo da potência necessária.

Ao trabalhar com queimadores modulantes, a unidade de controle em cascata, além do princípio descrito acima, busca garantir que as caldeiras funcionem em modo de potência parcial (modo modulação). O mais eficaz é usar uma unidade de controle em cascata junto com caldeiras de condensação. Neste caso, a potência fornecida pelas caldeiras é a que mais se aproxima da potência consumida. Por exemplo, ao utilizar em conjunto três caldeiras de parede da série LUNA Duo-tec MP com potência de 100 kW (BAXI (Itália)), a potência libertada muda suavemente de 30 a 300 kW dependendo das necessidades do sistema. Isto significa que o coeficiente de regulação operacional de tal sistema será de 1:10. Diagrama esquemático tal sistema é mostrado na Fig.

Arroz. Esquema de um sistema de aquecimento com cascata de caldeiras Luna Duo-Tec MP, um circuito de alta temperatura, dois circuitos de baixa temperatura e uma caldeira AQS:
QAC 34 - sensor Temperatura exterior; AVS 75 - módulo de expansão programável externo; AGU 2.550 – módulo de expansão interna; OCI 345 - placa de interface para conexão de outros reguladores via barramento LPB; QAD 36 - sensor de temperatura clamp-on; QAZ 36 - sensor de temperatura da água em Caldeira AQS; QAA 55 - sensor de temperatura ambiente; QAA 75 - regulador climático de controle remoto; MV - válvula misturadora; RT - termostato mecânico ambiente

Condensação

Caldeiras de condensação graças a baixo consumo combustíveis são atualmente as instalações mais econômicas que consomem gás. Como parte de um sistema em cascata representam uma nova alternativa aos sistemas de aquecimento industrial.

A utilização de caldeiras de condensação com potência de 45 a 150 kW em cascata permite: proporcionar maior potência em espaços limitados; facilitar a instalação de caldeiras no telhado devido ao pequeno Gravidade Específica equipamento (por unidade de potência). Além disso, a tecnologia de condensação proporciona níveis mais baixos de vibração e ruído em comparação com caldeiras tradicionais com queimadores de ar forçado, e a presença de um ventilador embutido permite o uso de chaminés de pequeno diâmetro (você pode prescindir de chaminés grandes e caras).

Respeito ambiental das caldeiras de condensação, nomeadamente teor muito baixo de CO e NO x em comparação com outras caldeiras do tipos tradicionais combustível permite o uso de tais sistemas em principais cidades e zonas ambientais. Entre as desvantagens da tecnologia de condensação estão Preço Alto(que, no entanto, é compensado curto prazo retorno devido ao aumento das tarifas de gás), a necessidade de organizar a remoção e neutralização do condensado.

Tendo em conta os erros que ocorrem frequentemente na instalação e manutenção de caldeiras, podemos determinar as recomendações básicas a este respeito.

Em particular, deve-se notar que quando trabalhando juntos várias caldeiras para um sistema de aquecimento com fluxo de água variável (várias zonas de aquecimento ajustáveis ​​​​separadamente), recomenda-se a utilização de um separador hidráulico (“seta hidráulica”).

Além disso, ao utilizar uma caldeira para aquecer uma área pequena (menos de 100 m2), é altamente recomendável utilizar um termóstato ambiente juntamente com a caldeira (para reduzir o número de ligamentos/desligamentos da caldeira). Recomenda-se também realizar um ajuste separado da potência do circuito de aquecimento.

Caso contrário, as recomendações para a instalação de caldeiras em cascata não diferem das recomendações para a instalação de outras caldeiras. Assim, antes de ligar o gerador de calor ao sistema de aquecimento, é necessário lavar cuidadosamente todas as tubagens da caldeira e do sistema de aquecimento para remover possíveis partículas estranhas. É altamente recomendável instalar um filtro no tubo de retorno do sistema de aquecimento e válvulas de corte nas tubulações de alimentação e retorno do sistema de aquecimento.