Cascadă cazane - este o tehnică eficientă pentru creșterea capacității de unitate a sistemului de încălzire, care timp de mai mulți ani este utilizat de către profesioniști de încălzire. a primit conceptul este simplu: cota totală de încărcare de căldură între două sau mai multe cazane controlabile independent în cascadă și includ numai acele cazane care satisfac cerințele date de încărcare, la un anumit interval de timp.
Fiecare cazan este un „pas“ în capacitatea de încălzire a sistemului de putere totală.
Controlerul inteligent (microcontroler) monitorizează continuu temperatura de alimentare cu lichid de răcire și determină că sistemul trebuie să includă măsuri pentru a menține temperatura dorită.
Principalele avantaje ale sistemului de încălzire în cascadă:
1) îmbunătățirea fiabilității (dacă eșuează cazanul, celălalt poate acoperi parțial sau complet sarcina termică necesară);
2) creșterea eficienței (cazanele normale pierd o mulțime de eficiență atunci când funcționează la capacitate parțială);
3) simplificând de instalare (elemente de cascadă individuale sunt mult mai ușor de a livra pentru a plasa si monta peste un cazan de mare putere).
Este evident că mai multe cazane în loc de un singur sistem este în măsură să furnizeze în mod eficient condițiile de încărcare de proiectare. Pe această bază, putem presupune că mai multe etape din sistemul în cascadă, cu atât mai bine va satisface sarcina sistemului de încălzire. Acest lucru este deosebit de eficientă atunci când este necesar pentru a asigura performanta redus de energie. Cu toate acestea, odată cu creșterea numărului de etape este crescut și aria suprafeței sistemului de transfer de căldură (pierderile de căldură din cazan prin piele) prin care pierderea de căldură. Acest lucru, în cele din urmă, poate nega avantajele de eficiență ridicată a unui astfel de sistem. Prin urmare, utilizarea de mai mult de patru etape nu este întotdeauna recomandabil.
O limitare inerentă a sistemului de „simple“ în cascadă (cazane cu o singură treaptă sau arzătoare cu două trepte) - ieșire în trepte de căldură de control (sistem de alimentare) și nu proces continuu de ajustare.
În ciuda faptului că utilizarea de mai mult de două etape reduce semnificativ producția de energie termică a fiecărui cazan, soluția ideală ar fi un sistem de „modulat“ în cascadă (cazane cu arzătoare modulante).
arzătoare modulant permite putere infinit variabilă în funcție de necesarul de căldură. Cea mai recentă tendință în sistemul decizional în cascadă - sistemul etapei modulat. In contrast cu arzătoarele utilizare etapă, cazane cu arzător modulant capabile să schimbe lin cantitatea de alimentare cu combustibil, și, prin urmare, controlează nivelul producției de căldură într-o gamă largă de valori.
Până în prezent, piața echipamentelor de încălzire bine reprezentat montat cazane de mare putere cu arzătoare modulante, capabile să modifice performanța cazanului în intervalul de 30-100% din puterea nominală continuu. Capacitatea cazanelor cu arzatoare modulante pentru a reduce consumul de combustibil raportul este adesea numit funcționarea arzătorului (adică raportul dintre puterea termică maximă a cazanului la minim). De exemplu, reglementarea funcționării arzătorului cazanului cu o putere termică maximă de 50 kW și un consum minim de combustibil este egal cu 10 kW la 50 kW / 10 kW sau 5: 1. Rezumatul sistemului de lucru în cascadă de regulament stabilit în cazane în mod semnificativ mai mare decât cea a unui boiler separat.
De exemplu, dacă un sistem folosește trei cascadă cazan cu o putere termică maximă de 50 kW și 10 kW minim, control total capacitate va fi cuprinsă în intervalul de 150 - 10 kW. În consecință, factorul de control de lucru a unui astfel de sistem va fi de 15: 1.
Cerințe preliminare pentru „modulat“ în cascadă
Există trei condiții importante care trebuie luate la proiectarea sistemului „modulat“ în cascadă.
În primul rând, liniile de linie și controlorii trebuie să fie puse în aplicare, astfel încât să permită reglarea independentă a fluxului de circulație prin fiecare cazan. Apa nu trebuie să fie circulat prin cazan rupt, altfel căldura va fi disipată lichid de răcire prin schimbătorul de căldură sau carcasa cazanului.
Acest lucru este valabil și pentru sistemul în cascadă simplu. reglarea independentă a debitului de lichid de răcire este realizată prin echiparea fiecărui cazan pompă de circulație. La instalarea în paralel a pompei de circulare pentru a preveni curgerea inversă a agentului de răcire prin cazan inactiv pompele aval trebuie instalate supape.
Hrănirea lichidul de răcire pentru fiecare cazan în parte, prin intermediul pompelor de circulație care să permită să crească presiunea de lucru în schimbătorul de căldură al cazanului pentru a preveni vaporizarea explozivă și cavitație.
În al doilea rând, racordarea conductelor de alimentare și de retur pentru fiecare cazan trebuie realizată în paralel (în special atunci când se utilizează cazanelor cu condensare).
Acest lucru permite să se mențină aceeași temperatură a apei la intrarea fiecărui cazan și de a exclude curgerea agentului de răcire între contururile după cum este necesar. lichid de răcire la temperatură joasă alimentată în cazan facilitează condensarea vaporilor de apă din produsele de ardere și eficiență ridicată a sistemului. Unele controlere în cascadă pentru cazane cu arzătoare modulante sunt echipate cu o funcție de „timpul de staționare“, care este capabil de circulație pompa un anumit cazan puțin timp înainte de arzător.
De asemenea, ei pot menține pompele de ceva timp după ce arzătorul este oprit.
Primul schimbător de căldură permite sistemul de răcire a cazanului de încălzire, se furnizează căldură care previne șoc termic datorită unei diferențe de temperatură semnificativă (și condensare a gazelor de ardere la cazane convenționale) pentru aprinderea arzătorului. Al doilea - de a dispune de schimbătorul de căldură reziduală, mai degrabă decât să ia prin sistemul de ventilație după terminarea cazanului.
Și, în al treilea rând, este foarte important ca pompe de circulație furnizează un flux adecvat de lichid de răcire prin cazanele care funcționează, indiferent de indicatorul de încălzire a fluxului de sistem. O solutie naturala a acestei probleme este utilizarea separatorului hidraulic de joasă presiune.
Etapele sistemului de montare
Conectarea sistemului în cascadă se realizează în trei faze (Figura 1.)
1) care leagă sistemul hidraulic și a cazanului;
2) conectați la un fum colector comun;
3) controlul etapei de automatizare.
Datorita sistemului modular de asamblare, care poate fi comparat cu colecția de designer de copii, o instalație de mare viteză și fiabilitate a sistemului.
Principalele etape ale instalării unității în cascadă generatoare de căldură prezentat în Fig. 2.
Desigur, principalul proces de potrivire mai multe unități generatoare de căldură și sistemul de încălzire este un rezervor hidraulic de joasă presiune.
Metode de calcul de selectare și instalare a acestuia a fost descrisă în mod repetat în literatura de specialitate, astfel încât în acest articol nu este necesar să se redeschidă această problemă.
Sistemul hidraulic cazan de potrivire este format din mai multe etape standard de conexiuni:
❏ două cazane în cascadă;
❏ treilea cazan în cascadă;
❏ Faza grupelor de securitate (Fig. 3).
În funcție de puterea necesară poate fi recoltată în cascadă a două sau trei cazane.
Materialul de bază sunt nichel țevi cu pereți care sunt conectate prin intermediul unor conexiuni rapide (așa-numitul „American“). Pachetul contine toate elementele necesare din benzile de finisare robinet de închidere și.
Acest echipament vă permite să rapid și precis posibil pentru a efectua instalarea cascadei.
ajustare
controler multietajată pentru sistem în cascadă simplu printr-o proporțional-integral-derivat (PID) măsoară în mod continuu temperatura lichidului de răcire alimentat în sistem se compară cu valoarea calculată și determina care arzător trebuie inclus și unele off. Pentru a controla cascada cazanului și pentru a atinge un consum economic de combustibil, utilizați o automatizare speciala.
Una din cascada cazan actioneaza ca un „maestru“ și este inclus în primul rând, iar restul - „sclavi“ - conectați după cum este necesar. Sistemul de control permite să transfere rolul de „maestru“ de la unul la altul al cazanului, precum și pentru a permite secvenței de „slave“ cazane și diferențele de temperatură permit fiecare etapă ulterioară.
În cazul defecțiunii de plumb cazanului prin schimbarea automată a priorității. În cazul în care cererea de energie termică nu provine din nici una dintre zonele, controlerul va opri toate încălzitoare și atunci când cerințele de semnal le va lansa în funcțiune. După oprirea pompei de circulație cazanul este oprit după o anumită perioadă de timp. În cele mai multe „modulat“ sisteme în cascadă o modalitate de a controla celălalt. De obicei, scopul - pentru a crește timpul cazanului într-un interval de temperatură joasă și la putere parțială.
Immergas vă recomandă să utilizați pentru cazanul Victrix 50 Honeywell seria controlere Smile SDC 12-31 (fig. 4). În timp ce diferiți producători oferă sisteme de control diferite, abordarea convențională este: conectarea cazanului, modularea în continuare a activității sale la un nivel de putere de căldură, care îndeplinește sarcina necesară.
Dacă aport de căldură suplimentară, prima ieșire termică a cazanului este mult redus, al doilea cazan este activat, iar în continuare există o putere termică de modulare corespunzătoare a ambelor cazane pentru a satisface sarcina necesară.
Acest aranjament asigură ambele cazane funcționează la viteze mai mici de ieșire de căldură și, prin urmare, mai ușor, în contrast cu un cazan la putere maximă. Aceasta mărește suprafața de transfer de căldură, probabilitatea crescută, prin urmare, de condensare a vaporilor de apă din produsele de ardere și eficiența sistemului.
Să presupunem că sarcina continuă să crească, și două cazane care funcționează la un nivel relativ ridicat de performanță termică nu poate îndeplini condițiile sale. Apoi, al doilea cazan reduce consumul de combustibil, al treilea se transformă, și există un al doilea paralel de modulare calorifică și etapele a treia.
În unele sisteme, primul cazan este capabil de a reduce consumul de combustibil în timpul etapelor rămase ale activate, prin urmare, toate cele trei niveluri de putere pot fi controlate în paralel.
controlere Moduri de operare
Cele mai multe controlere cascadă capabile să funcționeze în cel puțin două moduri de operare. În modul încălzire principiul de reglare a vremii, adică temperatura punctului de setare a lichidului de răcire a alimentat în sistem depinde de temperatura exterioară.
Este mai scăzută temperatura exterioară, cu cât valoarea setată asigură temperatura lichidului de răcire. Acest sistem elimină necesitatea unui mixer între cazan și încălzire consumatori.
În modul DHW sistemul de control al software-ului, atunci când temperatura lichidului de răcire a fluxului punctului de setare este independentă de temperatura exterioară. Cu alte cuvinte, având în vedere o anumită temperatură suficient de ridicată, care asigură un nivel ridicat de transfer de căldură prin schimbătorul de căldură secundar.
Acest mod este utilizat de obicei pentru a asigura temperatura lichidului de răcire mai mare este alimentat prin schimbătorul de căldură pentru sistemele de consum de apă și de degivrare calde. Modularea capacitatii cazanului conduce la o reducere substanțială a diferenței dintre temperaturile dorite și reale ale lichidului de răcire, ceea ce împiedică frecvent „pontaj“ (pornit / oprit) a cazanului.
Unele controlere sunt de asemenea responsabile pentru activitatea pompei principale de circulație și conectat la echipamentul sistemului de management al clădirii. Actuala generatie de cazane consum redus de energie cu arzătoare modulante economisește spațiu, eficiență ridicată, funcționarea silențioasă și fiabilitate. Este ideal pentru sistemele de joasă temperatură; aceste cazane sunt ideale pentru încălzire prin pardoseală, sisteme de degivrare, incalzire piscina, sisteme interne de apă și pompe de căldură la cald, inclusiv geotermală. Ei au câștigat deja o poziție în domeniul încălzirii caselor particulare.
Ca parte a unui sistem în cascadă de cazane cu arzatoare de modulare reprezintă o nouă alternativă la sistemele de încălzire industriale.