Kaskadvärmesystem

Principen för driften av kaskadinstallationen

Små pannor, med programkontroll, går igenom processen att ansluta till ett system genom en kylvätska. Detta gör det möjligt att smidigt och steglöst justera kraften i hela pannsystemet. Denna pannutrustning använder informativ teknik som gör att du kan kontrollera systemet perfekt under drift.

Systemet fungerar självständigt, det finns inget behov av mänsklig inblandning. Kaskadpannor är svaret på användarnas krav, nämligen förbrukningen av värme och varmvatten.

Till exempel, när du installerar 10 gaspannor med en effekt på 80 kW vardera, kommer den totala effekten att vara 800 kW (10 * 80 kW = 800 kW), och minimieffekten kommer att vara 26 kW (800 * 3,3 / 100 = 26 kW) vid justering av effekten 40% - 100%.

Fördelar med dessa värmeinstallationer:

möjligheten att få effekt upp till 1mW;
utsändning;
icke-förorenande utrustning är en viktig miljöaspekt.
ekonomisk attraktivitet;
besparingar vid användning;
full autonomi;
placering var som helst (tak, rum, utbyggnad);
snabb installation av förberedd utrustning och installationer;
lång livslängd;
brist på konstruktion av stora och oestetiska externa termiska vägar;
fjärrkontroll.

Traditionella pannsystem är sämre än kaskadpannan när det gäller livslängd. Att uppnå en sådan tillförlitlighet ligger i det gemensamma arbetet för flera enheter som arbetar tillsammans och syftar till ett gemensamt mål. Arbetssystemet är programmerat så att nästa panna varje dag tar över lanseringen av all värmeutrustning: idag börjar den första pannan att fungera och imorgon är den den sista i kölistan. Därför är resursen för varje panna inte uttömd.

Ris. 2

Att ansluta pannor för att producera varmvatten, förutom huvudenheten, i vardagen är också en fördel med ett kaskadpannhus. Följaktligen, med 10 pannor i systemet, kan 9 pannor installeras. Även små volymer av varje panna kommer att lägga upp till en enorm tillgång på vatten.

Du kan placera pannsystemet var som helst, det spelar ingen roll: en vind, en källare, ett bifogat rum. Mjukvaran för pannrumshantering (Figur 2) styr den inställda temperaturen under en viss tidsperiod. Det erforderliga antalet enheter är involverade för att upprätthålla den erforderliga kapaciteten. Ett fel kommer inte att inträffa, eftersom den "mänskliga faktorn" saknas.

Klimatkontroll av lokalerna tillhandahålls helt och autonomt. Om temperaturindikatorerna överskrids kommer programmet att stänga av själva systemet och, om nödvändigt, starta luftkonditioneringen. Med en lågtemperaturindikator görs allt precis tvärtom. Avsändaren, med hjälp av ett modem, från sin egen dator kommer att kunna övervaka utrustningens tillstånd.

Rökutsugning av en kaskad av pannor

Rökborttagningen av systemet beror på typen av gaspannor och implementeras med följande metoder:

Separata koaxiala skorstenar;
Separata skorstenar av turboladdade pannor;
Grupprökavgaser med omvända rökspjäll;
Naturlig rökborttagning - grupp eller individ.

Vid grupprökavledning är högst 4 pannor anslutna till en gemensam skorsten. Med koaxiellt samlat rökutblås är varje panna utrustad med en rökbackventil. Det förhindrar att rök tränger in i rummet när värmegeneratorn är inaktiv.

Skorstenar är konstruerade med en lutning på 5 till 10 % mot pannorna. Vid konstruktion av ett rökgassystem för pannor med öppen förbränningskammare är det nödvändigt att göra en aerodynamisk beräkning av den gemensamma skorstenen för att säkerställa det nödvändiga draget.

Värmekrets med Tichelman loop för- och nackdelar

Tvårörsvärmesystem i ett privat hus är som regel återvändsgränder, vilket leder till att i den sista radiatorn, på grund av det största avståndet, är trycket och flödet av kylvätskan svagare, respektive värmaren värmer sämre. Detta problem löses genom att öka antalet sektioner av radiatorer eller lägga till regulatorer till varje radiator.

Den andra lösningen, som används vid installation av tvårörsvärmesystem för ett privat hus, balanserar systemet.

Tichelmans upplägg är ganska enkelt. I det klassiska tvårörsschemat börjar returvärmehuvudet från den sista radiatorn och slutar med pannan, och tillförseln börjar från pannan och slutar med den sista radiatorn.

Funktionerna i Tichelman-slingan är att "return" börjar från den första radiatorn, når den sista och återgår till pannan, och tillförseln, som i det klassiska schemat, börjar från pannan och slutar med den sista radiatorn.

Det visar sig att den första radiatorn från pannan är den första på matningen respektive den sista på returen, den sista radiatorn är den sista på matningen, men den första på returen.

Detta är ett slags direktflödessystem där kylvätskan i till- och returvärmenätet rör sig i samma riktning.

Detta schema låter dig ge enhetligt motstånd och flöde i tvårörssystem.

För- och nackdelar med Albert Tichelmann-slingan

Tvårörsvärmesystem i ett privat hus, som installerades enligt Tichelman-schemat, har fördelarna med direktflödessystem med enkelrör ("Leningradka") och tvårörssystem, såväl som ett antal ytterligare fördelar.

Först och främst noterar vi balansen i systemet och frånvaron av behovet av att installera olika justeringsutrustning, vilket är ganska dyrt.

Samtidigt är kylvätskeflödet i hela systemet detsamma, och driften av värmealstrande utrustning är optimal och har en hög effektivitet.

Nackdelarna med Tichelman-schemat inkluderar behovet av att använda ytterligare rör och helst en stor diameter, och dessa är extra kostnader.

Dessutom tillåter de arkitektoniska egenskaperna hos ett privat hus inte alltid installationen av ett öppet värmesystem med tre rör. Till exempel kan dörröppningar och ett antal andra arkitektoniska former störa installationen av ett värmesystem av denna typ.

Därför är det inte alltid möjligt att organisera en cirkulär rörelse av den mellanliggande kylvätskan i ett tvårörsvärmesystem i ett privat hus.

Vi noterar också att i de flesta fall, vid installation av returvärmesystem av reversibel typ enligt Tichelman-schemat, används horisontell ledning.

När det gäller andra egenskaper och den använda värmeutrustningen och värmegeneratorerna skiljer sig Tichelman-slingan inte från sina tvårörsmotsvarigheter.

Funktioner och funktionsprincip

Först måste du betona att hela strukturen kommer att likna en enkel panna som är ansluten till radiatorer. Men i själva verket har alla använda noder sina egna egenskaper, skapade bara för liknande utrustning. Bara på grundval av detta bör experter ta itu med en sådan installation om det finns ett färdigt projekt (se även artikeln "Val av värmeradiatorer: urvalskriterier dikterade av praktiken").

Pannan och dess fördelar

Det är fundamentalt viktigt att omedelbart förklara att sådana pannor är bland de mest ekonomiska. Tillsammans med detta är deras pris, som utrustning, också relativt litet.

Med tanke på detta tror man att ett sådant system kommer att vara så effektivt som möjligt och kommer att minska uppvärmningskostnaderna.

Funktionsprincipen för denna utrustning är baserad på förloppet av polarisering av vatten med hjälp av växelström

Baserat på detta når kraften i hela systemet ibland inte ens 400 watt.
Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt det faktum att för ett effektivt genomförande av ett liknande projekt krävs en anod gjord av speciella tekniska material som inte innehåller vare sig syra eller alkali. Samma krav ställs faktiskt på hela motorvägen.

För en mer effektiv överföring av vatten i liknande konstruktioner används små pumpar. Men dessutom, om vi tar hänsyn till de extra kostnaderna för deras drift, kommer besparingarna ändå inte att vara enorma.

Råd! det är bättre att köpa en komplett uppsättning av nödvändig utrustning från en tillverkare. Detta hjälper till att undvika inkonsekvenser vid dockning.

Radiatorer

Vid den tidpunkt då anodiserade värmeradiatorer nämns, menar de mycket oftare aluminiumprodukter belagda med ett skyddsskikt genom att tillämpa elektrolysmetoden. Men genast måste det sägas att dessa konstruktioner ursprungligen utvecklades bara för att fungera med dessa pannor.

Faktum är att polarisering av vatten är en aktiv process som kräver överensstämmelse med en hel rad villkor för att uppnå ett bra resultat, särskilt frånvaron av syror, salter och andra element som kan delta i reaktionen.

Med hänsyn till sådana uppvärmningsfunktioner skapades en anodiserad värmeradiator, som måste motstå dessa reaktioner och ha en tillräcklig nivå av värmeöverföring. Det är värt att betona att sådan sprutning också utförs på utsidan av produkten för att skydda den från yttre faktorer.

Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt det faktum att det finns batterier som har inbyggda oberoende elektroder. Med detta i åtanke omvandlas den färdiga produkten till personliga värmesystem som kan överföras

Men strassen bör betona att elementets effektivitet är jämförbar med ett enkelt elektriskt värmeelement.

Råd! Det är fundamentalt viktigt att förstå att använda pannor för att göra det möjligt att sluta oroa sig för överhettning, men detta betyder inte att det är möjligt att demontera skyddsventilerna eller filtren. Om det hanteras felaktigt kan detta system också bli osäkert.

Expertråd

Typiska installationsanvisningar för sådana produkter kan verka väldigt enkla och fullt förståeliga. Men de flesta tillverkare för att utrustning rekommenderar starkt att använda tjänster från specialister. Tillsammans med detta kräver några av dem närvaron av strikt definierade mästare.

På senare tid har isolerade golv som arbetar på basis av samma system blivit särskilt populära. Detta är ett ganska ekonomiskt alternativ för att ordna högkvalitativ inomhusvärme utan att använda batterier. Men mästarna rekommenderar att kombinera dessa mönster och skapa olika konturer.
En tydlig indikator på utrustningens kvalitet är en enorm garantiperiod

Detta är särskilt viktigt om tillverkaren har personliga servicecenter.

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

Parallellkoppling av pannor för- och nackdelar

Vi har övervägt huvudpannorna ovan. Tänk nu på anslutningen av reservpannor, som bör vara i systemet för alla moderna hem.

Om reservpannor är parallellkopplade, har detta alternativ sina för- och nackdelar.

Fördelarna med parallellkoppling av reservpannor är följande:

Varje panna kan kopplas till och från oberoende av varandra.
Du kan ersätta varje värmegenerator med vilken annan utrustning som helst. Du kan experimentera med panninställningar.

Nackdelar med parallellkoppling av reservpannor:

Vi kommer att behöva arbeta mer med pannrör, löda polypropenrör mer, svetsa stålrör mer.
Som ett resultat kommer fler material, rör och kopplingar och ventiler att användas.
Pannorna kommer inte att kunna arbeta tillsammans, i ett enda system, utan användning av ytterligare utrustning - hydrauliska pilar.
Även efter att ha använt den hydrauliska pilen kvarstår behovet av komplex justering och koordinering av ett sådant system av pannor i enlighet med temperaturen på vattentillförseln till systemet, och.

De angivna fördelarna och nackdelarna med parallellkoppling kan tillämpas både på anslutningen av huvud- och reservvärmegeneratorn och på anslutningen av två eller flera reservvärmegeneratorer på vilken typ av bränsle som helst.

Driftlägen för styrenheter

De flesta kaskadregulatorer kan arbeta i minst två driftlägen. I värmeläge implementeras den väderkompenserade reglerprincipen, det vill säga det inställda värdet för temperaturen på värmemediet som tillförs systemet beror på utetemperaturen.

Ju lägre utetemperatur, desto högre börvärde för framledningstemperatur. Detta system eliminerar behovet av blandare mellan panna och värmeförbrukare.

I VV-läge är systemet programmerat att styra systemet när det inställda värdet för framledningstemperaturen inte beror på yttre temperaturer. Med andra ord sätts ett visst, tillräckligt högt temperaturvärde, vilket säkerställer en hög nivå av värmeöverföring genom den sekundära värmeväxlaren.

Detta läge används vanligtvis för att ge en högre temperatur på värmebäraren som tillförs genom värmeväxlaren till varmvattenförbrukare och anti-isningssystem. Pannans effektmodulering leder till en betydande minskning av skillnaden mellan erforderlig och faktisk kylvätsketemperatur, vilket förhindrar frekvent "klockning" (på / av) av pannan.

Vissa regulatorer ansvarar även för driften av huvudcirkulationspumpen och är kopplade till byggnadens byggnadsledningssystem. Den moderna generationen lågeffektspannor med modulerande brännare ger utrymmesbesparingar, hög effektivitet, tyst drift och tillförlitlighet. Detta är den idealiska lösningen i lågtemperatursystem; dessa pannor är idealiska för golvvärme, anti-isning, pooluppvärmning, varmvattensystem och värmepumpssystem, inklusive geotermiska sådana. De har redan vunnit en position inom området för uppvärmning av privata hus.

Som en del av ett kaskadsystem utgör pannor med modulerande brännare ett nytt alternativ till industriella värmesystem.

Under eldningssäsongen och lågsäsongen tenderar alla värmesystem att ha en ojämn och ofta låg belastning på utrustningen. Detta problem måste lösas, där det finns ett behov av ett brett utbud av justeringar av värmeeffekten för en individuell panna och ett pannsystem. Men detta leder ofta till en minskning av effekten av pannanläggningen, en minskning av effektiviteten och en ökning av förbrukningen av brännbara råvaror. Kaskadpannor (Figur 1) representerar den optimala lösningen på problemet.

Kaskad - en anslutning som innebär anslutning av små värmeenheter till ett system.

Ris. ett

Automatisering av kaskadpannhus

Rollen för automationsverktyg kan inte överskattas när det gäller bekvämligheten med att organisera kaskadpannhus, deras tillförlitlighet och effektivitet.

Det är automatiseringen som är ansvarig för att "pressa ut" den maximala effektiviteten från pannor som arbetar i en kaskad, samtidigt som värmegeneratorerna är känsliga för signaler från konsumenter.

I moderna kondenserande pannor av industriell serie ingår kaskadlogik i den grundläggande automationen och optimerad för specifik utrustning.

Huvudfunktionerna för automatisering av ett kaskadpannhus:

Insamling av krav från konsumenter för värmealstring och prioritering (varmvatten, värme, ventilation etc.)
Bestämning av det optimala driftsättet för varje enskild panna för att säkerställa den erforderliga effekten.
Säkerställa en enhetlig utveckling av pannornas resurs (med det sällsynta undantaget som diskuterats ovan).
Övervakning av olyckor på pannor och signalering om dem.

Om vi pratar om särdragen i driften av automation med en kaskad av kondenserande pannor, så består det i strategin att slå på och ta pannorna ur den nuvarande driften. Det finns tre huvudstrategier:

Slå på senare, stäng av tidigare.
I detta driftläge läggs ytterligare pannor till driften så sent som möjligt med en ökning av värmebehovet, det vill säga redan påslagna pannor arbetar med maximal effekt. När effektbehovet minskar tas pannorna ut ur kaskaden så snart som möjligt. Denna strategi säkerställer det minsta antalet samtidigt arbetande pannor, deras drift vid maximal effekt och den kortaste drifttiden för ytterligare pannor.

Standard för icke-kondenserande pannor. Detta beror på det faktum att det för icke-kondenserande pannor är en liten minskning av effektiviteten vid drift med reducerad modulering.
Slå på senare, stäng av senare.
Slå på ytterligare pannor så sent som möjligt, men också stänga av så sent som möjligt. Den används om det är nödvändigt att säkerställa det minsta antalet operationer för att slå på pannbrännarna.
Slå på tidigare, stäng av senare.
Slå på ytterligare pannor så tidigt som möjligt med ökat värmebehov och avstängning så sent som möjligt med minskat värmebehov.

Det är denna styrstrategi som används med moderna kondenserande pannor. Samtidigt arbetar varje enskild panna med en minimal modulering som säkerställer behovet av värme. Antalet pannor i drift är maximalt. Som ett resultat får vi maximal effektivitet av kaskadinstallationen med den mest enhetliga utarmningen av pannresursen.

Seriekoppling av pannor för- och nackdelar

Om två eller flera pannor är seriekopplade kommer de att fungera på samma sätt som de kaskadkopplade huvudpannorna. Den första pannan kommer att värma vattnet, den andra pannan kommer att värma upp det.

I det här fallet är det första du ska göra att sätta pannan på den billigaste typen av bränsle för dig. Det kan vara en ved-, kol- eller spilloljepanna. Och bakom den kan vilken reservpanna som helst stå i en kaskad - även en diesel, till och med en pellets.

De viktigaste fördelarna med parallellkoppling av pannor:

I fallet med att arbeta först kommer värmeväxlarna i den andra pannan att spela rollen som en slags hydraulisk separator, vilket mjukar upp effekten på hela värmesystemet.
Den andra reservpannan kan sättas på för att värma vatten i värmesystemet under de kallaste dagarna.

Nackdelar när du använder den parallella metoden för att ansluta reservvärmegeneratorer i pannrummet:

Längre vattenväg genom systemet med fler vändningar i anslutningar och beslag.

Naturligtvis är det omöjligt att direkt låta flödet från en panna till ingången till en annan. I det här fallet kommer du inte att kunna koppla ur varken den första eller den andra pannan, om det behövs.

Även från synvinkeln av samordnad uppvärmning av pannvatten, kommer denna metod bara att vara den mest effektiva. Det kan implementeras genom att installera bypass-slingor för varje panna.

De viktigaste fördelarna med att använda pannkaskader

De flesta av fördelarna som anges nedan kan inte bara tillskrivas kondenserande pannor, utan vi kommer separat att uppmärksamma vad som specifikt skiljer denna typ av utrustning inom ramen för det relevanta ämnet

Ökar det totala effektmoduleringsområdet

Som nämnts ovan är huvudorsaken till att installera flera pannor i en kaskad att öka pannhusets maximala kapacitet samtidigt som prestandan hos en enda enhet begränsas.Ur denna synvinkel är alla pannor, kan man säga, i en jämställd position.

Samtidigt får man inte glömma att moderna värmesystem är föremål för ökade krav på energieffektivitet. Och en av huvudprinciperna för att säkerställa denna princip är att säkerställa att den nuvarande effekten hos värmegeneratorer är lika med systemets behov, varken mer eller mindre. Följaktligen spelar även den nedre gränsen för pannkapacitetsmoduleringen en viktig roll. Användningen av en kaskad hjälper till att avsevärt minska denna gräns. Det är också värt att komma ihåg att för medelbreddgrader större delen av året är värmebehovet inte mer än 30-40% av det maximala.

När identiska värmegeneratorer används i en kaskad bestäms den nedre effektgränsen helt enkelt genom att dividera minimiprestanda för en enskild panna med deras antal. Och här är det lätt att se i vilket gynnsamt ljus kondenserande pannor dyker upp. Minsta modulering för de modernaste väggmonterade pannorna är cirka 15 %. Följaktligen, med användning av till exempel fyra sådana pannor, erhåller vi ett totalt steglöst moduleringsområde på 4-100%. Dessutom, till skillnad från traditionella pannor, ökar effektiviteten hos kondenserande pannor endast med en minskning av moduleringen.

Säkerställer en hög feltolerans i pannrummet

En ganska uppenbar fördel. Ju fler pannor som används i en kaskad, desto mindre minskar den totala effekten när en enskild värmegenerator går sönder och servas.

Enkel installation och underhåll av utrustning

Oavsett pannhusets totala kapacitet möter vi ofta utrymmesbegränsningar både vid projektering och installation.

	Ur designerns synvinkel tillåter användningen av en kaskad av flera pannor mer flexibel användning av det tillgängliga utrymmet, särskilt när man använder väggmonterade pannor. För de flesta serier av väggmonterade industripannor finns färdiga hydrauliska lösningar för att organisera kaskader.
	De modernaste golvstående kondenserande pannorna ger också möjligheten till kompakt installation och bekväma hydrauliska rördragningar.

Bekvämligheten för monterings- och serviceorganisationer ligger i enkelheten att leverera en separat panna till platsen för direkt installation i alla skeden. Detta gäller särskilt för takpannor, där, om det är nödvändigt att byta ut värmegeneratorn (även om det är extremt osannolikt), dess lätthet och kompakthet kan spela en avgörande roll. I detta sammanhang, glöm inte det föregående stycket i detta avsnitt.

Möjlighet till successiv ökning av pannkapaciteten

Allt mer använt på senare tid, möjligheten att fördela investeringar till olika byggskeden.

Cascade-lösningar låter dig lägga till kapacitet sekventiellt till ett befintligt system. Naturligtvis bör den hydrauliska delen ge möjlighet till sådan expansion.

Artikel: Kaskadlösningar för HL golvpanna

Förutsättningar för en modulerad kaskad

Det finns tre viktiga villkor som måste uppfyllas när man designar ett "modulerat" kaskadsystem.

För det första,
ledningsanslutningar och regulatorer måste utföras på ett sådant sätt att oberoende justering av flödescirkulationen genom varje panna är möjlig. Vatten får inte cirkuleras genom en panna som inte är i drift, annars kommer värmemediets värme att avledas genom värmeväxlaren eller pannhuset.

Detta gäller även det enkla kaskadsystemet. Oberoende justering av värmebärarflödet uppnås genom att förse varje panna med en individuell cirkulationspump.Vid parallellinstallation av cirkulationspumpar bör backventiler installeras för att förhindra returflöde av kylvätska genom tomgångspannor nedströms pumparna.

Tillförseln av kylvätska till varje panna med hjälp av individuella cirkulationspumpar gör det möjligt att öka trycket i värmeväxlaren på den fungerande pannan för att förhindra kavitation och explosiv förångning.

För det andra,
Tillströmnings- och returanslutningarna för varje panna måste göras parallellt (särskilt vid användning av kondenserande pannor).

Detta gör att du kan bibehålla samma vattentemperatur vid inloppet till varje panna och vid behov utesluta flödet av kylvätska mellan kretsarna. Den låga temperaturen på kylvätskan som tillförs pannan bidrar till kondens vattenånga från förbränningsprodukter och förbättra systemets effektivitet. Vissa kaskadregulatorer för pannor med modulerande brännare är utrustade med en "tidsfördröjning", det vill säga de kan slå på cirkulationspumpen för en viss panna strax innan brännaren slås på.

Dessutom kan de hålla pumparna igång en tid efter att brännaren har stängts av.

Den första säkerställer att pannans värmeväxlare värms upp av systemets varma matande värmebärare, vilket förhindrar termisk chock på grund av en betydande temperaturskillnad (och kondensering av rökgaser för konventionella pannor) när brännaren tänds. Den andra är att utnyttja restvärmen från värmeväxlaren och inte ta bort den genom ventilationssystemet efter avslutad panndrift.

Och för det tredje,
Det är mycket viktigt att cirkulationspumparna ger ett tillräckligt flöde av kylvätska genom de arbetande pannorna, oavsett värmesystemets flöde. En naturlig lösning på detta problem är användningen av en hydraulisk lågtrycksseparator