Каскадное подключение котлов: Схемы каскадного подключения отопительных газовых котлов

Схемы каскадного подключения отопительных газовых котлов

Один в доме не воин

Чаще всего несколько котлов работают совместно на одну систему отопления через гидравлический разделитель («стрелку»). Это обеспечивает гидравлический, а следовательно, и температурный баланс первичного (котлы) и вторичного (нагрузка) контуров системы.

 

Таким образом, циркуляция теплоносителя в обоих контурах будет полностью зависеть только от производительности соответствующих насосов. Что позволяет оперативно реагировать на потребности в тепле в конкретный момент времени.

Становится возможным поддерживать постоянный расход теплоносителя в первичном контуре, при этом регулируя подачу тепла во вторичном. То есть снижать количество циклов отключений/включений котла. Когда насос вторичного контура отключен, вся вода, циркулирующая под воздействием насоса первичного контура, перепускается через разделитель.

В современных системах отопления готовый гидравлический разделитель выбирается исходя из требуемой мощности котла и максимального протока теплоносителя в системе.

 

Схема с гидравлической стрелкой является типовой и позволяет присоединять любое необходимое количество котлов и зон отопления или тепловой нагрузки. То есть к ней без особых сложностей могут быть подключены и высокотемпературная зона отопления (радиаторы), и низкотемпературная (тёплые полы), и бойлер для горячей воды.

Такая схема позволяет обойтись без использования дополнительных сложных блоков каскадного регулирования и не понижать температуру теплоносителя в системе отопления при пиковой (по запросу бойлера) потребности в горячей воде.

Некоторые производители предусмотрительно позволяют подключить два отопительных котла котла по упрощённой схеме, без использования дополнительных устройств и блоков. Применяя при этом встроенную погодозависимую автоматику котлов и автоматику приоритета ГВС одного из котлов.

При организации котельной по такой схеме следует обратить внимание на то, что каждый котёл по отдельности должен самостоятельно обеспечить необходимый расход теплоносителя во всей системе отопления силами встроенного циркуляционного насоса. Если это не представляется возможным, рекомендуется установить гидравлический разделитель и отдельный насос во вторичном контуре системы отопления.

Соединение котлов в каскад при помощи электронного блока каскадного управления является комплексным решением и имеет большую эффективность. Блок каскадного управления оптимизирует работу системы и обеспечивает включение в зависимости от требуемой мощности только необходимого количества котлов.

При работе с модулируемыми горелками блок каскадного управления стремится обеспечить работу котлов в оптимальном режиме пониженной мощности.

Если возможностей уже работающих котлов недостаточно, подключается следующий, при этом мощность каждого котла снижается. Это обеспечивает их работу в более щадящем режиме. Данный блок обеспечивает попеременную работу всех котлов и гарантирует, что каждый котёл проработает одинаковое количество часов.

Для сравнительно небольшого и хорошо утеплённого дома комфорт и экономия, достигнутые включением в систему блока каскадного регулирования, скорее всего, весьма относительны. Но когда потребности в тепле велики, эффект можно ощутить в полной мере.

Как правило, блоки каскадного управления используются вместе с датчиками температуры. Часто идут споры насчет того, какой из них лучше использовать: уличный или внутренний. Лучше иметь оба, ведь предназначены они для разных целей, хотя уличный и главный. Внешний датчик, согласно заложенной в контроллере кривой нагрева, задаёт основной закон регулирования. И предусмотрительно усиливает или снижает нагрев исходя из изменений наружной температуры.

Комнатный предназначен для учёта таких дополнительных факторов, как инерция водяного тёплого пола, инсоляция (влияние солнечного света на южной стороне), тепловыделение (кухонная плита, включенная аппаратура, камин). Без него вполне можно обойтись. Помимо этого электронный контроллер блока имеет множество вспомогательных способностей. Умеет плавно разогревать систему, имеет временные режимы (день / ночь, эконом), режим периодического пуска насоса (чтобы не закисал в межсезонье) и другие функции.

 

Конденсация в каскаде

Применение блока каскадного управления наиболее эффективно совместно именно с конденсационными котлами. В этом случае выделяемая котлами мощность всегда идеально соответствует потребляемой.

Такая система является идеальным решением для тепло- и горячего водоснабжения не только частного, но даже многоквартирного дома и целого производственного или офисного здания. Как часть каскадной системы конденсационные котлы могут представлять собой определённую альтернативу промышленным котельным.

Нагрузка на систему отопления динамично изменяется, поэтому котёл (если умеет это делать) вынужден модулировать мощность, подстраиваясь под изменения нагрузки. И конденсационный делает это лучше всех.

 

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:
 

Два отопительных котла в доме

Стальной или чугунный напольный котёл

 
Ещё по теме ОТОПЛЕНИЕ ДОМА

 

В конденсационных котлах используются наддувные горелки для предварительного смешения газа с воздухом. Автоматика управляет как газовым клапаном, так и скоростью подающего воздух вентилятора, обеспечивая максимально выгодную пропорцию газовоздушной смеси.

Обычный же котёл при модуляции меняет только расход газа (давление в форсунках), а подача воздуха при этом остаётся неизменной, настроенной под один заданный режим (обычно максимальной мощности). При уменьшении мощности котла (процесс модуляции) подача газа снижается, а количество воздуха остаётся стабильным, то есть увеличивается коэффициент избытка воздуха и теряется КПД котла.

Преимущество конденсационника в модуляция на всех режимах работы, что в простых газовых котлах недостижимо. Ведь при сгорании газа помимо CO₂, азота и других летучих соединений образуется ещё и вода, которая изначально присутствует в виде пара.

Развитые поверхности теплообменника снижают температуру продуктов сгорания до величины, при которой происходит конденсация водяного пара. А при конденсации, как известно из школьного курса физики, выделяется потраченная на испарение воды теплота (фазовый переход). Следовательно, в конденсационном котле это тепло не улетучивается в трубу, а используется с пользой для дела.

Использование конденсационных котлов в каскадной отопительной системе по сравнению с традиционными котлами позволяет уменьшить потребление газа на 30-35% за отопительный сезон и, соответственно, снизить на ту же величину затраты на топливо.

Начало: Преимущества подключения котлов в каскад

 

как реализуется технология » Firebox

На нашем сайте мы постоянно рассказываем о компактных котельных производственного класса, которые благодаря использованию современных методов проектирования и технологий могут полностью конкурировать с классическими котельными. Одним из новшеств современных систем отопления является каскадное подключение котлоагрегатов. Применение такого инженерного подхода при использовании твердотопливных котлов ФОКУС позволяет расширять мощность теплостанций до 2,2 МВт. Каскадное подключение котлов применяется в бытовых и производственных системах. Это универсальный подход с высокой степенью экономичности.

Каскадное и последовательное подключение котлов: в чем разница

Каскадное подключение котлов – является одной из схем подключения котлоагрегатов, благодаря чему увеличивается единичная мощность каждого отдельного источника тепла. Такой способ подключения оправдан при большой тепловой нагрузке. Или когда требуется постепенно наращивать мощность котельной с минимальными конструкционными изменениями готовых узлов и контуров теплообеспечения.

Еще одним оправданным случаем применения каскадного подключения является подсоединение котлоагрегатов, работающих с разными видами топлива. Смесительный узел, который устанавливается при каскадном подключении, может включать источники тепла по мере необходимости. Например, по сценариям, вручную в зависимости от доступности энергоисточника или от погоды.

Независимо от типа подключения – каскадного или последовательного – подключение каждого котлоагрегата разделяют на ступени. В совокупности ступени системы отопления суммарно формируют мощность котельной.

Как организуется классическая бытовая система отопления

Классическая бытовая система отопления обычно обеспечивается теплом от одного котельного агрегата, мощность которого подбирается исходя из проекта и максимальной нагрузки потребителей тепла. Однако даже в быту приходится расширять системы, не говорят о потребностях производственников, для которых повышение мощности котельной почти ежегодная потребность. Каскадное подключение котлов позволяет это решить без внесения изменений в имеющуюся систему отопления.

Но даже в быту отопительное оборудование задействовано 80% времени на 50% мощности. Но в пиковые моменты эксплуатации, например, соответствующие режиму, максимально зимний в коммунальных котельных, требуется большая мощность. Решается этот вопрос по-разному, но идентично для бытовых и производственных случаев. Некоторые владельцы устанавливают независимые источники тепла на разные контуры, чтобы сократить затраты на монтаж коллекторных соединений. Но средняя загрузка котлоагрегата в таких случаях будет от 25 до 45%.

Каскадное подключение котлов: преимущества и недостатки

Подобные проблемы может решить каскадное подключение котлов, с помощью которого можно обеспечивать потребности неравномерной и малой тепловой нагрузки. Это также решается с помощью микроконтроллера или интеллектуального контроллера и котлов, мощность которых наращивается динамически.

В задачи микроконтроллера входит:

• контроль температуры теплоносителя;
• отслеживание, сколько ступеней нужно включить для обеспечения рабочий нагрузки;
• снижение и повышение мощности в системе в зависимости от потребностей, зависящих от разных параметров.

Благодаря своей функциональности микроконтроллер способен настраивать мощность в широком диапазоне значений. В результате такой функциональности контроллер плавно настраивает работу всех котлоагрегатов в системе с максимальной экономией топлива.

Преимуществом каскадной котельной является и то, что она может работать, обеспечивая низкую температуру теплоносителю осенне-весенний период.

Такой принцип позволяет экономить на топливе, не снижая уровень комфорта помещения. Причем регулировка температурных показателей в помещении может согласовываться с установками пользователя в каждой отдельной комнате с помощью температурного регулятора.

Каскадное подключение котлов меньшей мощности позволяет лучше обеспечить расчетные нагрузки системы обогрева, чем при работе одного агрегата. Однако при увеличении числа ступеней наблюдается снижение КПД. За счет повышения теплоутечек при повышении площади поверхностей, через которые происходят теплопотери. В результате специалисты не рекомендуют использовать более 4 ступеней.

Из этого правила вытекает, что с помощью 4 твердотопливных котлов ФОКУС по 500 кВт можно обеспечить около 2 МВт тепла в промышленной котельной. При этом сохраняется простая компоновка котельной, не требующая затратной промышленной разводки трубопроводов.

Преимущества каскадного подключения котлов

Для технико-экономического обоснования требуется выделить плюсы и минусы каскадного подключения. Конечно, не профессиональном сленге этот список будет называться рисками и факторами, снижающими эффективность котельной. Но мы говорим о практической стороне вопроса.

Преимущества каскадного подключения котлов:

• повышение экономичности котельной. Плавное повышение мощности с подключением других теплоагрегатов существенно повышает КПД и снижает объем сжигаемого топлива;
• повышение надежности системы. При каскадном подключении при выходе из строя одного из котлоагрегатов система работает в рабочем режиме, но на сниженной мощности в режиме «максимально зимний»;
• увеличивается эксплуатационный ресурс оборудования. Каскадное подключение котлов обеспечивается через специальный коллектор и гидрострелку, такое интерфейсное подключение позитивно сказывается на увеличении срока эксплуатации отопительного оборудования;
• упрощенное обслуживание котельной. Оборудование подключенное таким образом более компактно. Отдельные теплогенераторы можно выводить из эксплуатации, не останавливая работу всей системы теплоснабжения. Маломощные теплогенераторы более выгодны в отношении поиска доступных запчастей и их цены.

Недостатки каскадного подключения котлов

Приведем и хорошо известные недостатки монтажной схемы:

• довольно высокая стоимость монтажа за счет подключения коллекторов и гидрострелки, а также сопутствующего оборудования;
• котельная за счет разводки получается не такой маленькой, особенно это критично для бытовых версий;
• есть сложности по подключению котлов к дымоходу.

Благодаря каскадному подключению котлов можно уверенно развертывать мощные котельные при компактном монтаже оборудования. Этот подход очень экономичен и подходит многим производственным предприятиям. В следующей публикации мы будем рассказывать о схеме каскадного подключения котлов.

Получить предложение по автоматизации отопления производства

Заказать проект промышленной котельной

 

Схема каскадного подключения котлов » Топка

Схема каскадного подключения котлов вполне реализуема даже при самостоятельном монтаже. Хотя наши инженеры рекомендуют развертывать котельную уже после эскизного проекта. Тем не менее, люди без теплотехнического образования могут реализовать тип подключения и, соответственно, обеспечить себе преимущества использования.

Каскадное включение котлов применяется для увеличения мощности системы отопления. Его преимуществом является поэтапный ввод котлов в эксплуатацию, а также возможность отключения отдельных агрегатов без отключения системы отопления.

Схема подключения каскада котлов: особенности организации

Каскад и подключаемые котлы могут отличаться по типу работы горелок и другим характеристикам теплогенераторов:

• простой каскад выполняется с котлами с одно-двухступенчатыми горелками того же типа;
• смешанный каскад означает соединение котлов с разными типами горелок. Например, для модулирующей горелки необходим еще и комплекс контроля температурных показателей котловой воды;
• каскад модулирующий – на базе котлогенераторов с модулирующими горелками. Преимуществом модулирующих горелок является плавная регулировка мощности, позволяющая регулировать ее производительность в широком диапазоне значений. Именно к таким теплогенераторам относятся твердотопливные котлы ФОКУС, которые наша компания соединяет в каскад для получения котельных мощностью 2 МВт (4 допустимые ступени по 500+ кВт).

Отличия тепловых схем в том, что в простом каскаде мощность можно регулировать ступенчато. По этой причине в промышленных условиях используются более гибкие модулированные каскады под управлением микроконтроллера. Даже с учетом того, что при каскаде более 2-х ступеней снижается производительность каждого отдельного котла.

Модулируемый каскад, в том числе реализованный при соединении с твердотопливными котлами FOCUS, работающий в основном на пеллетных горелках, позволяет бесступенчато модулировать мощность, исходя из ваших потребностей. Это значительно снижает расход топлива и повышает общую эффективность системы отопления. В нашем случае эта возможность реализована с помощью микроконтроллера.

Слива EcoMAX .

Рис. 1. Непосредственно схема каскадного включения котлов

Модулируемый каскад и особенности его развертывания

Использование модулирующих горелок значительно повышает эффективность системы отопления. Делается это с помощью микроконтроллера. Модулированный каскад подразумевает установку клапанов, исключающих прохождение теплоносителя через неработающий элемент каскада. Это снижает потери тепла, когда ступень не работает. Подключение каждого котла также подразумевает установку циркуляционных насосов и группы подключения насосов.

Что такое гидропушка

Модулированный каскад реализуется с использованием коллекторов подачи и обратки, в том числе исключающих перелив теплоносителя между контурами. Для того чтобы элементы системы обеспечивали требуемые гидравлические характеристики, используется гидроразделитель низкого давления, также называемый гидрострелкой. Схема каскадного включения котлов должна учитывать интенсивность движения жидкости в контурах при выборе модели сепаратора.

Особенностью гидроразделителя является создание зоны снижения гидравлического сопротивления. Благодаря этому расход теплоносителя зависит только от скорости вращения циркуляционного насоса в регулируемом контуре. Гидравлическая стрелка обеспечивает гидравлический и температурный баланс контуров котла. Он обеспечивает постоянную подачу теплоносителя в основной контур котла и позволяет регулировать его подачу во второй контур с учетом требуемой тепловой нагрузки.

Такая схема подключения с разделителем с малыми потерями активно используется не только в промышленных, но и в бытовых системах. Особенно в тех случаях, когда используются высокотемпературные и низкотемпературные системы отопления. Выбор гидростали осуществляется с учетом мощности котлов и максимального расхода теплоносителя в систему отопления.

Монтаж котлов каскадом (особенности монтажа)

Монтаж каскада котлов осуществляется в следующей последовательности:

• подготовка котельной и установка приборов и котлов;
• монтаж системы подачи топлива, при необходимости дренажной и коллекторной системы для последующего подключения отопительного оборудования;
• установка гидровыключателя, циркуляционных насосов в котловых контурах и группы безопасности;
• подключение к дымоходу;
• пуско-наладочные работы.

Особенностью твердотопливных котлов ФОКУС промышленного исполнения является поставка оборудования с полным комплектом присоединительной арматуры. Более того, наша компания использует только сварные виталитовые соединения

… Это значительно повышает надежность системы. Схема каскадного подключения котлов отвечает потребностям клиента сегодня и в перспективе использования котельной.

Монтаж каскадной котельной с гидрострелкой

Каскадирование мощных котлов должно выполняться по эскизному проекту. Расчет тепловой схемы позволяет учесть все необходимые нюансы. Кроме того, эти работы должны выполняться специалистами, имеющими соответствующую лицензию и профессиональные допуски. Выполнение условий подключения позволяет создать надежную, эффективную и безопасную котельную компактного класса, что обеспечит выгодные экономические показатели.

Наши специалисты работают на базе своего оборудования, которое мы можем гибко интегрировать в существующие котельные. Если у вас возникли проблемы с выполнением проектных работ, обращайтесь в наш инженерный отдел для выполнения проектных работ. Схема каскадного подключения котлов и последующая установка оборудования помогут существенно сократить расходы на отопление.

Заказать высокопроизводительную котельную от 1 МВт

Заказать монтаж каскадной котельной

Получить проект каскадной котельной

Обвязка систем промышленного отопления

как реализована технология » Топка

На нашем сайте мы постоянно рассказываем о малогабаритных котельных промышленного класса, которые благодаря использованию современных методов и технологий проектирования могут вполне конкурировать с классические котельные … Одним из новшеств современных систем отопления является каскадное подключение котлов. Применение данного инженерного подхода при использовании твердотопливных котлов ФОКУС позволяет увеличить мощность теплоцентралей до 2,2 МВт. Каскадное подключение котлов используется в бытовых и промышленных системах. Это очень экономичный и универсальный подход.

Каскадное и последовательное включение котлов: в чем разница

Каскадное включение котлов – одна из схем соединения котлов, которая увеличивает единичную мощность каждого отдельного источника тепла. Такой способ подключения оправдан при высокой тепловой нагрузке. Или когда требуется постепенное увеличение мощности котельной с минимальными конструктивными изменениями готовых узлов и схем теплоснабжения.

Другим оправданным случаем использования каскадного подключения является подключение котлов, работающих на разных видах топлива. Смесительный узел, установленный в каскадном включении, может включать источники тепла по мере необходимости. Например, по сценариям, вручную, в зависимости от наличия источника энергии или от погоды.

Независимо от типа подключения – каскадное или последовательное – подключение каждого котлоагрегата делится на этапы. В совокупности ступени системы отопления вместе образуют мощность котельной.

Как устроена классическая система отопления дома

Классическая система отопления дома обычно обеспечивается теплом от одного котлоагрегата, мощность которого выбирается исходя из конструкции и максимальной нагрузки потребителей тепла. Однако даже в быту приходится расширять системы, о потребностях производственников, для которых увеличение мощности котельной является чуть ли не ежегодной потребностью, не говорят. Каскадное подключение котлов позволяет решить эту проблему без внесения изменений в существующую систему отопления.

Но даже в быту отопительное оборудование используется 80% времени при 50% мощности. Но в пиковые моменты работы, например, соответствующие максимальному зимнему режиму в коммунальных котельных, требуется большая мощность. Этот вопрос решается по-разному, но он одинаков для бытовых и промышленных случаев. Некоторые владельцы устанавливают независимые источники тепла на отдельных контурах, чтобы снизить затраты на установку коллекторных соединений. Но средняя загрузка котла в таких случаях будет от 25 до 45%.

Каскадное включение котлов: преимущества и недостатки

Решить такие проблемы позволяет каскадное включение котлов, с помощью которого можно обеспечить потребности неравномерной и малой тепловой нагрузки. Это также решается с помощью микроконтроллера или смарт-контроллера и котлов, мощность которых увеличивается динамически.

В задачи микроконтроллера входят:

• контроль температуры охлаждающей жидкости;
• отслеживание того, сколько шагов необходимо включить для поддержки рабочей нагрузки;
• уменьшение и увеличение мощности в системе в зависимости от потребности, в зависимости от разных параметров.

Благодаря своей функциональности микроконтроллер способен регулировать мощность в широком диапазоне значений. В результате такой функциональности контроллер плавно регулирует работу всех котлов в системе с максимальной экономией топлива.

Преимущество каскадной котельной в том, что она может работать, обеспечивая низкую температуру теплоносителя в осенне-весенний период. Такой принцип позволяет экономить на топливе без ущерба для уровня комфорта в помещении. Причем регулировку показателей температуры в помещении можно согласовать с пользовательскими настройками в каждом отдельном помещении с помощью терморегулятора.

Каскадное включение котлов меньшей мощности позволяет лучше обеспечить расчетные нагрузки системы отопления, чем при работе одиночного агрегата. Однако с увеличением количества ступеней наблюдается снижение эффективности. Путем увеличения утечки тепла с увеличением площади поверхности, через которую происходит потеря тепла. В результате специалисты не рекомендуют использовать более 4 ступеней.

Из этого правила следует, что с помощью 4-х твердотопливных котлов ФОКУС по 500 кВт каждый можно обеспечить около 2 МВт тепла в промышленной котельной. При этом сохраняется простая планировка котельной, не требующая дорогостоящей технологической обвязки.

Преимущества каскадного подключения котлов

Для ТЭО требуется выделить плюсы и минусы каскадного подключения. Разумеется, на непрофессиональном сленге этот перечень будет называться рисками и факторами, снижающими эффективность работы котельной. Но мы говорим о практической стороне вопроса.

Преимущества каскадных котлов:

• повышение КПД котельной. Плавное увеличение мощности с подключением других отопительных агрегатов значительно увеличивает КПД и снижает объем сжигаемого топлива;
• повышает надежность системы. При каскадном подключении при выходе из строя одного из котлоагрегатов система работает в рабочем режиме, но на пониженной мощности в режиме «максимальная зима»;
• увеличивается срок службы оборудования. Каскадное подключение котлов осуществляется через специальный коллектор и гидравлическую стрелку, такое интерфейсное подключение положительно сказывается на увеличении срока службы отопительного оборудования;
• упрощенное обслуживание котельной. Подключенное таким образом оборудование более компактно. Отдельные теплогенераторы могут быть выведены из эксплуатации без остановки всей системы отопления.