Kaskade varmesystem

Prinsippet for drift av kaskadeinstallasjonen

Små kjeler, som har programkontroll, går gjennom prosessen med å koble til ett system gjennom en kjølevæske. Dette gjør det mulig å jevnt og trinnløst justere kraften til hele kjelesystemet. Dette kjeleutstyret bruker informative teknologier som lar deg kontrollere systemet perfekt under drift.

Systemet fungerer uavhengig, det er ikke behov for menneskelig inngripen. Kaskadekjeler er svaret på brukerkrav, nemlig forbruk av varme og varmtvann.

For eksempel, når du installerer 10 gasskjeler med en effekt på 80 kW hver, vil den totale effekten være 800 kW (10 * 80 kW = 800 kW), og minimumseffekten vil være 26 kW (800 * 3,3 / 100 = 26 kW) ved justering av kraften 40 % - 100 %).

Fordeler med disse varmeinstallasjonene:

muligheten for å få effekt opp til 1mW;
utsendelse;
ikke-forurensende utstyr er et viktig miljøaspekt;
økonomisk attraktivitet;
besparelser i bruk;
full autonomi;
plassering hvor som helst (tak, rom, tilbygg);
rask installasjon av forberedt utstyr og installasjoner;
lang levetid;
mangel på konstruksjon av store og uestetiske eksterne termiske ruter;
fjernkontroll.

Tradisjonelle kjelesystemer er dårligere enn kaskadekjelen når det gjelder levetid. Å oppnå en slik pålitelighet ligger i felles arbeid mellom flere enheter som jobber sammen og sikter mot ett felles mål. Arbeidssystemet er programmert slik at neste kjel hver dag overtar lanseringen av alt varmeutstyr: i dag starter den første kjelen arbeidet, og i morgen vil den være den siste i kølisten. Derfor er ressursen til hver kjele ikke oppbrukt.

Ris. 2

Å koble til kjeler for å produsere varmtvann, i tillegg til hovedenheten, i hverdagen er også en fordel med et kaskadekjelehus. Følgelig, med 10 kjeler i systemet, kan 9 kjeler installeres. Selv små volumer av hver kjele vil legge opp til en enorm tilførsel av vann.

Du kan plassere kjelesystemet hvor som helst, det spiller ingen rolle: et loft, en kjeller, et vedlagt rom. Programvaren for fyrromsadministrasjon (Figur 2) kontrollerer den innstilte temperaturen for en bestemt tidsperiode. Nødvendig antall enheter er involvert for å opprettholde nødvendig kapasitet. En feil vil ikke oppstå, siden den "menneskelige faktoren" er fraværende.

Klimakontroll av lokalene leveres fullstendig og autonomt. Ved overskridelse av temperaturindikatorene, vil programmet slå av selve systemet og om nødvendig starte klimaanlegget. Med en lav temperaturindikator gjøres alt akkurat det motsatte. Senderen, ved hjelp av et modem, fra sin egen datamaskin vil kunne overvåke tilstanden til utstyret.

Røykavsug av en kaskade av kjeler

Røykfjerning av systemet avhenger av typen gasskjeler og implementeres ved følgende metoder:

Separate koaksiale skorsteiner;
Separate skorsteiner av turboladede kjeler;
Gruppe røykeksos med reverserte røykspjeld;
Naturlig røykfjerning - gruppe eller individuell.

Ved grupperøykfjerning kobles ikke mer enn 4 kjeler til felles skorstein. Med koaksialt kollektivt røykavtrekk er hver kjele utstyrt med en røyktilbakeslagsventil. Den forhindrer at røyk trenger inn i rommet når varmegeneratoren er inaktiv.

Skorsteiner er konstruert med en helning på 5 til 10 % mot kjelene. Ved konstruksjon av et avtrekkssystem for kjeler med åpent brennkammer, er det nødvendig å foreta en aerodynamisk beregning av felles skorstein for å sikre nødvendig trekk.

Varmekrets med Tichelman loop fordeler og ulemper

To-rørs varmesystemer i et privat hus er som regel blindveisystemer, noe som fører til at i den siste radiatoren, på grunn av den største avstanden, er trykket og strømmen til kjølevæsken henholdsvis svakere, varmeapparatet varmer dårligere. Dette problemet løses ved å øke antall seksjoner av radiatorer eller legge til regulatorer til hver radiator.

Den andre løsningen, som brukes når du installerer to-rørs varmesystemer for et privat hus, balanserer systemet.

Tichelmans opplegg er ganske enkelt. I den klassiske to-rørsordningen starter returvarmeledningen fra den siste radiatoren og slutter med kjelen, og tilførselen starter fra kjelen og slutter med den siste radiatoren.

Funksjonene til Tichelman-sløyfen er at "retur" starter fra den første radiatoren, når den siste og går tilbake til kjelen, og tilførselen, som i det klassiske skjemaet, starter fra kjelen og slutter med den siste radiatoren.

Det viser seg at den første radiatoren fra kjelen er henholdsvis den første på tilførselen og den siste på returen, den siste radiatoren er den siste på tilførselen, men den første på returen.

Dette er et slags direktestrømsystem der kjølevæsken i tilførsels- og returvarmenettet beveger seg i samme retning.

Denne ordningen lar deg gi jevn motstand og strømning i to-rørssystemer.

Fordeler og ulemper med Albert Tichelmann-løkken

To-rørs varmesystemer til et privat hus, som ble installert i henhold til Tichelman-ordningen, har fordelene med direktestrøms enkeltrørsystemer ("Leningradka") og to-rørssystemer, samt en rekke ekstra fordeler.

Først av alt merker vi balansen i systemet og fraværet av behovet for å installere forskjellige justeringsutstyr, noe som er ganske dyrt.

Samtidig er kjølevæskestrømmen i hele systemet den samme, og driften av varmegenererende utstyr er optimal og har høy effektivitet.

Ulempene med Tichelman-ordningen inkluderer behovet for å bruke ekstra rør og helst en stor diameter, og dette er ekstrakostnader.

Dessuten tillater ikke alltid de arkitektoniske egenskapene til et privat hus installasjon av et åpent varmesystem med tre rør. For eksempel kan døråpninger og en rekke andre arkitektoniske former forstyrre installasjonen av et varmesystem av denne typen.

Derfor er det ikke alltid mulig å organisere en sirkulær bevegelse av mellomkjølevæsken i et to-rørs varmesystem i et privat hus.

Vi bemerker også at i de fleste tilfeller, når du installerer returvarmesystemer av en reversibel type i henhold til Tichelman-skjemaet, brukes horisontal ledning.

Når det gjelder andre egenskaper og varmeutstyret og varmegeneratorene som brukes, skiller ikke Tichelman-sløyfen seg fra to-rørs motstykker.

Funksjoner ved drift og operasjonsprinsipp

Først må du understreke at hele strukturen vil ligne en enkel kjele som er koblet til radiatorer. Men faktisk har alle brukte noder sine egne egenskaper, laget bare for lignende utstyr. Bare på grunnlag av dette bør eksperter håndtere en slik installasjon hvis det er et ferdig prosjekt (se også artikkelen "Valg av varmeradiatorer: valgkriterier diktert av praksis").

Kjele og dens fordeler

Det er grunnleggende viktig å umiddelbart erklære at slike kjeler er blant de mest økonomiske. Sammen med dette er prisen deres, som utstyr, også relativt liten.

Gitt dette antas det at et slikt system vil være så effektivt som mulig og vil redusere oppvarmingskostnadene.

Prinsippet for drift av dette utstyret er basert på forløpet av polarisering av vann ved hjelp av vekselstrøm

Basert på dette når kraften til hele systemet noen ganger ikke engang 400 watt.
Spesiell oppmerksomhet bør rettes mot det faktum at for effektiv gjennomføring av et lignende prosjekt, er det nødvendig å ha en anode laget av spesielle teknologiske materialer som ikke inneholder verken syre eller alkali. Det samme kravet stilles faktisk til hele motorveien.

For en mer effektiv overføring av vann i lignende design, brukes små pumper. Men dessuten, hvis vi tar hensyn til tilleggskostnadene ved driften deres, vil besparelsene ikke være store.

Råd! det er bedre å kjøpe et komplett sett med nødvendig utstyr fra en produsent. Dette vil bidra til å unngå inkonsekvenser ved dokking.

Radiatorer

På den tiden da anodiserte varmeradiatorer nevnes, betyr mye oftere aluminiumprodukter belagt med et beskyttende lag ved å bruke elektrolysemetoden. Men med en gang må det sies at disse designene opprinnelig ble utviklet kun for å fungere med disse kjelene.

Faktum er at polarisering av vann er en aktiv prosess som krever overholdelse av en rekke forhold for å oppnå et godt resultat, spesielt fraværet av syrer, salter og andre elementer som er i stand til å delta i reaksjonen.

Med hensyn til slike oppvarmingsfunksjoner ble det laget en anodisert varmeradiator, som må tåle disse reaksjonene og ha et tilstrekkelig nivå av varmeoverføring. Det er verdt å understreke at slik sprøyting også utføres på utsiden av produktet for å beskytte det mot ytre faktorer.

Spesiell oppmerksomhet bør rettes mot det faktum at det er batterier som har innebygde uavhengige elektroder. Med dette i tankene omdannes det ferdige produktet til personlige varmesystemer som kan overføres

Men rhinestone bør understreke at effektiviteten til elementet kan sammenlignes med et enkelt elektrisk varmeelement.

Råd! Det er grunnleggende viktig å forstå at bruk av kjeler for å gjøre det mulig å slutte å bekymre seg for overoppheting, men dette betyr ikke at det er mulig å demontere beskyttelsesventilene eller filtrene. Ved feil håndtering kan dette systemet også bli usikkert.

Ekspertråd

Typiske monteringsanvisninger for slike produkter kan virke veldig enkle og fullt forståelige. Men de fleste produsenter for å utstyr anbefaler på det sterkeste å bruke tjenestene til spesialister. Sammen med dette krever noen av dem tilstedeværelsen av strengt definerte mestere.

Nylig har isolerte gulv som opererer på grunnlag av de samme systemene blitt spesielt populære. Dette er et ganske økonomisk alternativ for å arrangere innendørs oppvarming av høy kvalitet uten å ty til bruk av batterier. Men mesterne anbefaler å kombinere disse designene og skape forskjellige konturer.
En klar indikator på kvaliteten på utstyret er en enorm garantiperiode

Dette er spesielt viktig hvis produksjonsbedriften har personlige servicesentre.

https://youtube.com/watch?v=S8gy75gxLz8

Parallellkobling av kjeler fordeler og ulemper

Vi har vurdert hovedkjelene ovenfor. Vurder nå tilkoblingen av reservekjeler, som bør være i systemet til ethvert moderne hjem.

Hvis reservekjeler er koblet parallelt, har dette alternativet sine fordeler og ulemper.

Fordelene med parallellkobling av reservekjeler er som følger:

Hver kjele kan kobles uavhengig til og fra hverandre.
Du kan erstatte hver varmegenerator med hvilket som helst annet utstyr. Du kan eksperimentere med kjeleinnstillinger.

Ulemper med parallellkobling av reservekjeler:

Vi må jobbe mer med kjelerør, lodde polypropylenrør mer, sveise stålrør mer.
Som et resultat vil flere materialer, rør og beslag og ventiler bli brukt.
Kjelene vil ikke kunne fungere sammen, i et enkelt system, uten bruk av tilleggsutstyr - hydrauliske piler.
Selv etter bruk av den hydrauliske pilen er det fortsatt behov for kompleks justering og koordinering av et slikt system av kjeler i henhold til temperaturen på vannforsyningen til systemet, og.

De angitte fordelene og ulempene ved parallellkobling kan brukes både på tilkoblingen av hoved- og reservevarmegeneratoren, og på tilkoblingen av to eller flere reservevarmegeneratorer på alle typer drivstoff.

Driftsmoduser for kontrollere

De fleste kaskadekontrollere er i stand til å operere i minst to driftsmoduser. I varmemodus implementeres det værkompenserte reguleringsprinsippet, det vil si at den innstilte verdien for temperaturen på varmemediet som tilføres anlegget avhenger av utetemperaturen.

Jo lavere utetemperatur, desto høyere skalverdi for turtemperatur. Dette systemet eliminerer behovet for en blandebatteri mellom kjele og varmeforbrukere.

I varmtvannsmodus er anlegget programmert til å styre anlegget når innstilt verdi på turledningstemperaturen ikke er avhengig av ytre temperaturer. Det settes med andre ord en viss, tilstrekkelig høy temperaturverdi, som sikrer høy varmeoverføring gjennom den sekundære varmeveksleren.

Denne modusen brukes vanligvis for å gi en høyere temperatur på varmebæreren som tilføres gjennom varmeveksleren til varmtvannsforbrukere og anti-isingssystemer. Kjelens effektmodulering fører til en betydelig reduksjon i forskjellen mellom nødvendige og faktiske kjølevæsketemperaturer, noe som forhindrer hyppig "klokke" (på / av) av kjelen.

Noen regulatorer er også ansvarlige for driften av hovedsirkulasjonspumpen og er koblet til byggets bygningsstyringssystem. Den moderne generasjonen laveffektkjeler med modulerende brennere gir plassbesparelser, høy effektivitet, stillegående drift og pålitelighet. Dette er den ideelle løsningen i lavtemperatursystemer; disse kjelene er ideelle for gulvvarme, anti-ising, svømmebassengoppvarming, varmtvannssystemer og varmepumpesystemer, inkludert geotermiske. De har allerede vunnet en posisjon innen oppvarming av private hus.

Som en del av et kaskadesystem representerer kjeler med modulerende brennere et nytt alternativ til industrielle varmesystemer.

I fyringssesongen og lavsesongen har ethvert varmesystem en tendens til å ha en ujevn og ofte lav belastning på utstyret. Dette problemet må løses, der det er behov for et bredt spekter av justering av varmeeffekten til en individuell kjele og et kjelesystem. Men dette fører ofte til en reduksjon i effekten av kjeleanlegget, en reduksjon i effektiviteten og en økning i forbruket av brennbare råvarer. Kaskadekjeler (figur 1) representerer den optimale løsningen på problemet.

Cascade - en tilkobling som involverer tilkobling av små varmeenheter til ett system.

Ris. en

Automatisering av kaskadekjelehus

Rollen til automatiseringsverktøy kan ikke overvurderes når det gjelder bekvemmeligheten av å organisere kaskadekjelehus, deres pålitelighet og effektivitet.

Det er automatisering som er ansvarlig for å "klemme ut" den maksimale effektiviteten fra kjeler som opererer i en kaskade, samtidig som den sikrer responsen til varmegeneratorer på signaler fra forbrukere.

I moderne kondenserende kjeler i industriell serie er kaskadelogikk inkludert i den grunnleggende automatiseringen og optimalisert for spesifikt utstyr.

Hovedfunksjonene til automatisering av et kaskadekjelehus:

Innsamling av krav fra forbrukere til varmeproduksjon og prioritering (varmtvann, oppvarming, ventilasjon etc.)
Bestemmelse av den optimale driftsmåten for hver enkelt kjele for å sikre nødvendig effekt.
Sikre enhetlig utvikling av ressursen til kjeler (med det sjeldne unntaket som er diskutert ovenfor).
Overvåking av ulykker på kjeler og signalisering om disse.

Hvis vi snakker om særegenhetene ved driften av automatisering med en kaskade av kondenserende kjeler, så består det i strategien for å slå på og ta kjelene ut av den nåværende driften. Det er tre hovedstrategier:

Slå på senere, slå av tidligere.
I denne driftsmodusen legges ytterligere kjeler til driften så sent som mulig med en økning i varmebehovet, det vil si at allerede påslåtte kjeler opererer med maksimal effekt. Når effektbehovet avtar, tas kjelene ut av kaskaden så raskt som mulig. Denne strategien sikrer det minste antallet kjeler som er i drift samtidig, deres drift med maksimal effekt og kortest driftstid for ekstra kjeler.

Standard for ikke-kondenserende kjeler. Dette skyldes det faktum at for ikke-kondenserende kjeler er det en liten reduksjon i effektiviteten ved drift med redusert modulasjon.
Slå på senere, slå av senere.
Slå på ekstra kjeler så sent som mulig, men også slå av så sent som mulig. Den brukes når det er nødvendig å sikre minimum antall operasjoner for å slå på kjelebrennerne.
Slå på tidligere, slå av senere.
Slå på tilleggskjeler så tidlig som mulig med økt varmebehov og slå av så sent som mulig med redusert varmebehov.

Det er denne styringsstrategien som brukes med moderne kondenserende kjeler. Samtidig opererer hver enkelt kjele med en minimumsmodulasjon som sikrer varmebehovet. Antall kjeler i drift er maksimalt. Som et resultat får vi maksimal effektivitet av en kaskadeinstallasjon med den mest jevne utarmingen av kjeleressursen.

Seriekobling av kjeler fordeler og ulemper

Hvis to eller flere kjeler er seriekoblet, vil de fungere på samme måte som hovedkjelene koblet i kaskade. Den første kjelen vil varme opp vannet, den andre kjelen vil varme det opp.

I dette tilfellet er det første du må gjøre å sette kjelen på den billigste typen drivstoff for deg. Det kan være en ved-, kull- eller spilloljekjele. Og bak den kan enhver reservekjele stå i en kaskade - til og med en diesel, til og med en pellets.

De viktigste fordelene med parallellkobling av kjeler:

I tilfelle av å jobbe først, vil varmevekslerne til den andre kjelen spille rollen som en slags hydraulisk separator, og myke opp virkningen på hele varmesystemet.
Den andre reservekjelen kan slås på for å varme opp vann i varmesystemet på de kaldeste dagene.

Ulemper ved bruk av parallellmetoden for å koble til backup varmegeneratorer i fyrrommet:

Lengre vannvei gjennom systemet med flere vendinger i koblinger og beslag.

Naturligvis er det umulig å direkte la strømmen fra en kjele inn i inngangen til en annen. I dette tilfellet vil du ikke kunne koble fra verken den første eller den andre kjelen, om nødvendig.

Selv om fra synspunktet om koordinert oppvarming av kjelevann, vil denne metoden bare være den mest effektive. Det kan implementeres ved å installere bypass-sløyfer for hver kjele.

De viktigste fordelene ved å bruke kjelekaskader

De fleste av fordelene som er oppført nedenfor kan ikke bare tilskrives kondenserende kjeler, men vi vil separat ta hensyn til hva som spesifikt skiller denne typen utstyr innenfor rammen av det relevante emnet

Øker det totale effektmodulasjonsområdet

Som nevnt ovenfor, er hovedårsaken til å installere flere kjeler i en kaskade å øke den maksimale kapasiteten til kjelehuset samtidig som ytelsen til en enkelt enhet begrenses.Fra dette synspunktet er eventuelle kjeler, kan man si, i en lik stilling.

Samtidig skal man ikke glemme at moderne varmesystemer er underlagt økte krav til energieffektivitet. Og et av hovedprinsippene for å sikre dette prinsippet er å sikre at den nåværende kraften til varmegeneratorer er lik systemets behov, hverken mer eller mindre. Følgelig spiller også den nedre grensen for kjelekapasitetsmodulasjonen en viktig rolle. Bruken av en kaskade bidrar til å redusere denne grensen betydelig. Det er også verdt å huske at for mellombreddegrader mesteparten av året er varmebehovet ikke mer enn 30-40% av maksimum.

Når du bruker identiske varmegeneratorer i en kaskade, bestemmes den nedre effektgrensen ganske enkelt ved å dele minimumsytelsen til en individuell kjele med antallet. Og her er det lett å se i hvilket gunstig lys kondenserende kjeler vises. Minimumsmodulasjonen for de mest moderne veggmonterte kjelene er ca. 15 %. Følgelig, ved å bruke for eksempel fire slike kjeler, oppnår vi et totalt trinnløst modulasjonsområde på 4-100%. Dessuten, i motsetning til tradisjonelle kjeler, øker effektiviteten til kondenserende kjeler bare med en reduksjon i moduleringen.

Sikre en høy grad av feiltoleranse for fyrrommet

En ganske åpenbar fordel. Jo flere kjeler i en kaskade som brukes, er det mindre fall i total effekt ved svikt og vedlikehold av en individuell varmegenerator.

Enkel installasjon og vedlikehold av utstyr

Uavhengig av den totale kapasiteten til fyrhuset, møter vi ofte plassbegrensninger både under design og installasjon.

	Fra designerens synspunkt tillater bruken av en kaskade av flere kjeler mer fleksibel bruk av tilgjengelig plass, spesielt ved bruk av veggmonterte kjeler. For de fleste serier av industrielle veggmonterte kjeler finnes det ferdige hydrauliske løsninger for organisering av kaskader.
	De mest moderne gulvstående kondenserende kjelene gir også mulighet for kompakt installasjon og praktisk hydraulikkrør.

Bekvemmeligheten for montering og serviceorganisasjoner ligger i den enkle leveringen av en separat kjele til stedet for direkte installasjon på ethvert stadium. Dette gjelder spesielt for takkjeler, der, hvis det er nødvendig å erstatte varmegeneratoren (om enn ekstremt usannsynlig), kan dens letthet og kompakthet spille en kritisk rolle. I denne sammenheng, ikke glem forrige avsnitt i denne delen.

Mulighet for suksessiv økning i kjelekapasitet

I økende grad brukt i nyere tid, muligheten for å fordele investeringer til ulike byggetrinn.

Cascade-løsninger lar deg sekvensielt legge til kapasitet til et eksisterende system. Naturligvis bør den hydrauliske delen sørge for muligheten for slik utvidelse.

Artikkel: Kaskadeløsninger for HL gulvstående kjeler

Forutsetninger for en modulert kaskade

Det er tre viktige betingelser som må oppfylles når man designer et "modulert" kaskadesystem.

Først,
ledningsforbindelser og regulatorer må implementeres på en slik måte at uavhengig justering av strømningssirkulasjonen gjennom hver kjele er mulig. Vann må ikke sirkuleres gjennom en kjele som ikke er i drift, ellers vil varmen fra varmemediet forsvinne gjennom varmeveksleren eller kjelehuset.

Dette gjelder også det enkle kaskadesystemet. Uavhengig justering av varmebærerstrømmen oppnås ved å utstyre hver kjele med en individuell sirkulasjonspumpe.Ved parallell installasjon av sirkulasjonspumper bør det monteres tilbakeslagsventiler for å hindre returstrøm av kjølevæsken gjennom tomgangskjeler nedstrøms for pumpene.

Tilførselen av kjølevæske til hver kjele ved hjelp av individuelle sirkulasjonspumper gjør det mulig å øke trykket i varmeveksleren til driftskjelen for å forhindre kavitasjon og eksplosiv fordampning.

For det andre,
Tilførsels- og returkoblingene for hver kjele må gjøres parallelt (spesielt ved bruk av kondenserende kjeler).

Dette lar deg opprettholde samme vanntemperatur ved innløpet til hver kjele og, om nødvendig, utelukke flyten av kjølevæske mellom kretsene. Den lave temperaturen på kjølevæsken som tilføres kjelen bidrar til kondens vanndamp fra forbrenningsprodukter og forbedre systemets effektivitet. Noen kaskadekontrollere for kjeler med modulerende brennere er utstyrt med en "tidsforsinkelse", det vil si at de kan slå på sirkulasjonspumpen til en bestemt kjele kort tid før brenneren slås på.

I tillegg kan de holde pumpene i gang en stund etter at brenneren er slått av.

Den første sikrer at varmeveksleren til kjelen varmes opp av den varme tilførselsvarmebæreren til systemet, noe som forhindrer termisk sjokk på grunn av en betydelig temperaturforskjell (og kondensering av røykgasser for konvensjonelle kjeler) når brenneren tennes. Den andre er å utnytte restvarmen til varmeveksleren, og ikke å fjerne den gjennom ventilasjonssystemet etter endt kjeledrift.

Og for det tredje,
Det er svært viktig at sirkulasjonspumpene gir en tilstrekkelig strøm av kjølevæske gjennom de operative kjelene, uavhengig av strømningshastigheten til varmesystemet. En naturlig løsning på dette problemet er bruken av en hydraulisk lavtrykksseparator