Schema för att ansluta gaspannor i en kaskad. Kaskadkoppling av pannor. Pannor som används i kaskadpannhus

2007-10-22

Pannkaskadning är en effektiv teknik för att öka enhetseffekten hos en värmeanordning, som har använts av värmespecialister i många år. Mottagningskonceptet är enkelt: vi delar upp den totala värmebelastningen mellan två eller flera oberoende styrda pannor och inkluderar i kaskaden endast de pannor som tillgodoser kravet på denna last vid en viss tidpunkt. Varje panna representerar sitt eget "steg" av värmeeffekt in total kraft system. Den intelligenta styrenheten (mikrokontrollern) övervakar hela tiden kylvätskans framledningstemperatur och bestämmer vilka systemsteg som ska kopplas in för att hålla den inställda temperaturen.

De viktigaste fördelarna med ett kaskadvärmesystem:

1. ökad tillförlitlighet (om en panna misslyckas kan resten helt eller delvis täcka den erforderliga värmebelastningen);
2. ökad effektivitet (konventionella pannor förlorar ganska mycket effektivitet när de arbetar med partiell effekt);
3. förenkling av installationen ( enskilda element kaskad är mycket lättare att leverera till platsen och installera än en panna med hög kapacitet).

Uppenbarligen kan ett system med flera pannor istället för en mer effektivt ge förutsättningarna för designbelastningar. Baserat på detta kan det antas att ju fler steg i kaskadsystemet, desto bättre kommer det att tillfredsställa värmesystemets belastningar. Detta är särskilt effektivt när låg effekt krävs.

Men med en ökning av antalet steg ökar också arean av systemets värmeöverföringsyta (värmeförlust genom pannhuset), genom vilken värmeförlust uppstår. Detta kan i det långa loppet motverka fördelarna med den ökade effektiviteten i ett sådant system. Därför är det inte alltid tillrådligt att använda fler än fyra steg. En inneboende begränsning av ett "enkelt" kaskadsystem (pannor med enstegs- eller tvåstegsbrännare) är steg-för-steg-kontroll av värmekapacitet (systemeffekt), och inte en kontinuerlig reglerad process.

Även om användningen av mer än två steg avsevärt minskar värmekapaciteten för varje panna, skulle ett "modulerande" kaskadsystem (pannor med modulerande brännare) vara en idealisk lösning. Modulerande brännare möjliggör steglös justering av effekt beroende på värmebehovet. Den senaste trenden inom kaskadlösningar är det modulerade kaskadsystemet.

Till skillnad från användningen av stegbrännare kan pannor med modulerande brännare smidigt ändra volymen av bränsletillförseln och därför styra nivån på värmeeffekten över ett brett spektrum av värden. För närvarande på marknaden uppvärmningsutrustning brett representerade monterade pannorökad effekt med modulerande brännare, som smidigt kan ändra pannans prestanda i intervallet 30-100% av den nominella värmeeffekten.

Förmågan hos pannor med modulerande brännare att minska bränsleförbrukningen kallas ofta för brännarens driftskontrollfaktor (dvs förhållandet mellan pannans maximala värmeeffekt och minimum). Till exempel driftregleringskoefficienten för en pannbrännare med en maximal värmeeffekt på 50 kW och minimiförbrukning 10 kW bränsle kommer att vara lika med 50 kW / 10 kW, eller 5:1.

Den totala driftkoefficienten för pannor installerade i ett kaskadsystem överstiger avsevärt koefficienten för en enskild panna. Om till exempel tre pannor används i ett kaskadsystem med en maximal termisk effekt på 50 kW och minst 10 kW, kommer den totala kapacitetsstyrningen att vara mellan 150 och 10 kW. Därför kommer arbetsregleringsförhållandet för ett sådant system att vara 15:1.

Nödvändiga villkor för en "modulerad" kaskad

Det finns tre viktiga villkor som måste uppfyllas när man designar ett "modulerat" kaskadsystem. För det första måste nät- och regulatoranslutningarna 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 returflödet av kylvätskan 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 måste flödes- och returanslutningarna för varje panna 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. Låg temperatur Kylvätskan som tillförs pannan bidrar till kondensering av vattenånga från förbränningsprodukterna och en ökning av systemets effektivitet.

Vissa kaskadregulatorer för pannor med modulerande brännare är utrustade med en "tidsfördröjning"-funktion, d.v.s. kan slå på cirkulationspumpen på 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 är det mycket viktigt att cirkulationspumparna ger ett tillräckligt flöde av kylvätska genom de arbetande pannorna, oavsett värmesystemets flödeshastighet. naturlig lösning denna frågaär användningen av en hydraulisk separator lågtryck.

Stadier av systeminstallation

Anslutningen av kaskadsystemet utförs i tre steg:

1. hydraulisk balansering av pannor och system;
2. anslutning till en enda rökuppsamlare;
3. kaskadautomationsinställningar.

Tack vare modulärt system installation, som kan jämföras med samlingen barnkonstruktör, uppnåtts hög hastighet installation och systemtillförlitlighet. Huvudstegen för installation av en kaskadvärmealstrande anläggning visas i fig. 2. Naturligtvis är det huvudsakliga sättet att koordinera flera värmealstrande enheter och ett värmeförsörjningssystem ett hydrauliskt lågtrycksgrenrör.

Metoder för att beräkna urval och installation är välkända. Pannans hydrauliska matchningssystem består av flera standardanslutningssteg: 1. två pannor i en kaskad; 2. tredje pannan i kaskaden; 3. kaskad säkerhetsgrupper (Fig. 3). Beroende på erforderlig kraft du kan montera en kaskad av två eller tre pannor. Basmaterialet är tjockväggiga förnicklade rör, som ansluts med hjälp av snabbkopplingar(de så kallade "amerikanerna").

Paketet innehåller alla nödvändiga element, från kranar till packningar. Denna utrustning låter dig snabbt och exakt utföra installationen av kaskaden.

Modulerad styrning

Flerstegsregulatorn för ett enkelt kaskadsystem, med hjälp av proportional-integral-derivat (PID) styrning, mäter konstant temperaturen på värmemediet som tillförs systemet, jämför den med det beräknade värdet och bestämmer vilken brännare som ska slås på och som bör stängas av. För att kontrollera kaskaden av pannor och uppnå ekonomisk bränsleförbrukning är det nödvändigt att använda speciell automation.

En av pannorna i kaskaden fungerar som en "mästare" och slås på först av allt, resten, "slav", ansluts efter behov. Styrautomatisering låter dig överföra rollen som "master" från en panna till en annan, samt att utföra sekvensen av att slå på "slav" pannorna och temperaturskillnaderna för att slå på varje efterföljande steg.

Vid fel på blypannan ändras prioriteten automatiskt. Om det inte finns något behov av värme från någon av zonerna kommer regulatorn att stänga av alla pannor och när en behovssignal tas emot kommer den att starta upp dem. Efter avstängning av den sista pannan stängs cirkulationspumpen av efter en viss tid.

I de flesta "modulerade" kaskadsystem är styrmetoden annorlunda. Som regel är målet att öka drifttiden för pannor i lågtemperaturområdet och vid deleffekt. Immergas rekommenderar att du använder Honeywell Smile SDC 12-31-seriens styrenheter för sina Victrix 50-pannor (fig. 4). Även om olika tillverkare erbjuder olika system styrning är det allmänt accepterade tillvägagångssättet som följer: slå på pannan och sedan modulera dess drift till en nivå av värmeeffekt som uppfyller den erforderliga belastningen.

Om ytterligare värmetillförsel krävs, reduceras värmekapaciteten för den första pannan avsevärt, den andra pannan slås på och sedan moduleras värmekapaciteten för båda pannorna för att möta den erforderliga belastningen. Ett sådant schema säkerställer driften av båda pannorna vid lägre värmeeffekter, och därför, i ett mer skonsamt läge, i motsats till driften av en panna med full effekt.

Detta ökar värmeväxlingsytan och ökar därför sannolikheten för kondensering av vattenånga från förbränningsprodukterna, såväl som systemets effektivitet. Låt oss anta att belastningen fortsätter att öka och två pannor som arbetar med en relativt hög uppvärmningskapacitet kan inte uppfylla sina villkor.

Sedan minskar den andra pannan bränsleförbrukningen, den tredje slås på och värmeeffekten från det andra och tredje steget moduleras parallellt. I vissa system kan den första pannan också minska bränsleförbrukningen när de återstående stegen är aktiverade, därför kan alla tre effektstegen styras parallellt.

Driftlägen för styrenheter

De flesta kaskadregulatorer kan arbeta i minst två driftlägen. I värmeläge implementeras den väderkompenserade reglerprincipen, d.v.s. temperaturbörvärdet för värmebäraren 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-läget är systemet programmerat att reglera när den inställda temperaturen på den medföljande värmebäraren inte beror på yttre temperaturer. Med andra ord sätts ett visst, tillräckligt högt temperaturvärde, vilket säkerställer hög nivå värmeöverföring genom sekundär värmeväxlare.

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 kontrollanter är också ansvariga för driften av huvudledningen cirkulationspump och ansluten till styrsystemet ingenjörsutrustning byggnad. Den moderna generationen lågeffektspannor med modulerande brännare ger utrymmesbesparingar, hög effektivitet, tyst drift och tillförlitlighet. Detta perfekt lösning i lågtemperatursystem; Dessa pannor är idealiska för golvvärme, anti-isningssystem, poolvärme, varmvattensystem, samt värmepumpssystem, inkl. geotermisk.

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.

Idag väljer många konsumenter gasvärmegeneratorer (pannor) som huvudkälla för värme och vatten. Det finns flera typer av montering gasutrustning:

1 . En värmegenerator är installerad i värmesystemet.

2 . Flera värmegeneratorer är monterade i värmesystemet.

Överväg möjligheten att installera flera värmegeneratorer i systemet för att kompensera för värmeförluster. Det finns flera typer av styrsystem med denna design: parallellanslutning av varje panna, när var och en av pannorna fungerar separat från varandra, men för ett system (värme, varmvattenförsörjning, ventilation, etc.); och för det andra, kaskadpannor när utrustningen är installerad och ansluten i ett gemensamt system termisk mekanisk och elektrisk anslutning.

I detta fall kombineras kaskaden av ett enda styrsystem.

Så vad är en kaskad? Cascade är en av de mest effektiva sättöka den maximala effekten eller öka minimieffekten för en enhet, men mer om det senare, men för nu, till exempel, låt oss titta på driften av en individuell värmepunkt.

Som praxis visar fungerar utrustningen med maximal värmebelastning från tre till fem månader om året med en nominell värmebelastning från 60 till 100 %, medan den återstående tiden arbetar utrustningen med reducerad effekt (från 40 till 60 %). Låt oss ta som utgångspunkt mellanvärmeperioden från mars till september och området för det uppvärmda rummet är 1000 m 2 eller uppvärmning av vatten i varmvattenförsörjningssystemet. Enligt medelberäkningar ger 1 m 3 förbränd gas cirka 10 kW panneffekt. Så om du har som värmare en panna med en kapacitet på 100 kW används, då kommer dess minimibelastning att vara 50 kW, vilket är lika med en genomsnittlig förbrukning på 5 m 3 gas per timme. Om du har en kaskad av tre pannor med en effekt på 36 kW vardera anslutna i ditt system, kommer, som praxis visar, en av värmegeneratorerna med en minsta belastning på 10,6 kW att slå på, vilket motsvarar ett genomsnittligt gasflöde på 1,6 m 3 per timme. Som ett resultat, när man arbetar i systemet med en gasvärmegenerator med en sådan minsta belastning under mellanuppvärmningsperioden, kommer dess gasförbrukning att vara nästan tre gånger högre jämfört med kaskadpannor, och detta är en ökning av finansiella kostnader.

Typiska installationsscheman för gasbrännarutrustning (kaskad) är följande.

Den första är en enkel kaskad. Detta schema inkluderar gasutrustning med enstegs- eller tvåstegsbrännare. När du installerar ett sådant schema fungerar utrustningen enligt följande princip: först slås brännarens första steg på med märkeffekt 70% (av pannans totala effekt), och om denna effekt inte räcker för att kompensera för värmeförluster, tas det andra steget med en effekt på 100% i drift.

Den andra är modulerad. Detta installationsschema är mer ekonomiskt. Den kombinerar utrustning med modulerande brännare. Det är möjligt att smidigt ändra volymen av bränsletillförseln och möjligheten att reglera värmeeffekten i ett ganska brett område. Det vill säga att utrustningen slås på med en minsta termisk belastning på 40% och vid behov ökar den smidigt till en effekt på 100% i steg om 1%.

De huvudsakliga fördelarna med ett kaskadsystem med två eller flera gaspannor jämfört med konventionella system där endast en gaspanna används som uppvärmningsutrustning är följande.

För det första, driften av gasutrustning bör styras av en kaskadstyrenhet eller annan automatisering. En flerstegsregulator för ett enkelt kaskadsystem, som använder proportionell-integral-derivat (PID) styrning, mäter konstant temperaturen på kylvätskan som tillförs systemet, jämför den med beräknat värde och bestämmer vilken brännare som ska slås på och vilken som ska stängas av.

En av pannorna i kaskaden fungerar som en "master" och slås på först av allt, resten, "slav", ansluts efter behov. Styrautomatisering låter dig överföra rollen som "ledaren" från en panna till en annan, såväl som att utföra sekvensen att slå på "slaven". Automatisering utför också sekvensen att slå på utrustningen, vilket garanterar samma antal timmars drift av gasbrännaren. Som regel levereras styrsystemets automatisering komplett med en utomhustemperaturgivare, vilket gör det möjligt att styra moduleringen av gasbrännaren (effekt och framledningstemperatur) beroende på temperaturen miljö. Till exempel, vid en uteluftstemperatur på 0 °C, blir temperaturen på värmemediet i framledningen 50 °C. Vid en utomhustemperatur på -10 °C kommer kylvätskan att tillföras matningsledningen redan vid en temperatur på 60 °C osv. Ju lägre omgivningstemperatur, desto högre kylvätsketemperatur. Automatisering slås på erforderligt belopp pannor beroende på erforderlig effekt.

För det andra, detta sparar gas och, som ett resultat, sparar ekonomiska resurser som kan riktas till återuppbyggnaden av din anläggning. Förmågan hos pannor med modulerande brännare att minska bränsleförbrukningen kallas ofta för brännarens driftkontrollfaktor (förhållandet mellan pannans maximala värmeeffekt och minimum). Hur kan detta genomföras? Det är väldigt enkelt, systemet kommer att göra det åt dig.

Låt oss ge ett exempel - när utrustningen arbetar med en effekt på mer än 70% börjar en ökad gasförbrukning. Du har två pannor med en kapacitet på 24 kW vardera. Först slås den första pannan på med en märklast på 9,4 kW och ökar den gradvis till 100 % effekt. Om en panna inte räcker, slås den andra pannan på, till exempel med en kapacitet på 40 %. Totalt blir den totala belastningen för båda pannorna 32 kW. Det andra alternativet - den första pannan slås också på med en märklast på 9,4 kW och ökar gradvis till en effekt på 70%. Om denna effekt inte räcker, slås den andra pannan på med en effekt på 70%, och den totala belastningen kommer också att vara 32 kW. Vid drift av gasutrustning i den andra varianten kommer gasbesparingar att vara från 15 till 30%.

För det tredje, Detta är lättheten för transport och installation av utrustning. Flera väggmonterade pannor är mycket lättare att installera eller montera än en kraftfull panna. Tillräckligt små dimensioner och vikt hos väggmonterade pannor bestämmer fördelen med att installera dem i en kaskad vid installation av takpannor, i källare eller semi-källare. I synnerhet vid installation av sådana pannor krävs inga extra kostnader för specialutrustning för att lyfta eller transportera en kraftfull övergripande panna.

Fjärde, det är en reserv. Om någon av pannorna av någon anledning går sönder, till exempel vid ett fel på värmegeneratorn, kommer hela systemet att fortsätta arbeta med reducerad eller medelhög effekt. Om en panna fungerar i systemet och den "går i fel", slutar hela värmesystemet att fungera, och i kaskaden är varje panna autonom, och i händelse av en nödsituation kommer bara den felaktiga enheten att stängas av.

Femte, Detta är villkoren för placering. En kaskad av väggmonterade värmegeneratorer tillåts monteras och drivas i fästa, inbyggda, fristående, takpannor, etc.

I praktiken finns det många exempel när det under ombyggnaden av ett objekt, utbyggnad och tillägg av ytterligare värmeförbrukare var nödvändigt att modernisera själva pannhuset (för att ändra den befintliga gasutrustningen till en mer kraftfull), vilket ledde till stora ekonomiska förluster, och med alternativet kaskadkontroll kan du helt enkelt lägga till befintligt system en eller flera pannor.

Det finns flera alternativ för att placera gasutrustning: montering av utrustning på en vägg, på specialiserade stativ (fästen) i rad, eller placera gasbrännarutrustning "rygg mot rygg".

Så kaskadpannhus används i nästan alla områden, men de är mest efterfrågade i system autonom värmeförsörjning ett eller flera föremål. Vid installation av kaskadstyrning behöver potentiella kunder och konsumenter inte bygga en värmeledning från centraliserat system uppvärmning, som naturligtvis har betydande värmeförlust, speciellt med varmvattenfunktion.

Mest lönsam lösning kaskadreglering är installationen av denna utrustning i privata hem, restauranger, hotell, butiker olika område etc. Om kunden vet hur man räknar sina pengar, vill vara säker på säkerheten, effektiviteten, tillförlitligheten och kvaliteten på sin utrustning, kommer han att välja ett pannrum som består av en kaskad av pannor.

Kaskadmetoden för att ansluta pannor har använts i många år. Konceptet är enkelt: dela upp den totala värmebelastningen mellan två eller flera oberoende styrda pannor, och slå på endast de pannor som möter efterfrågan på den lasten vid en given tidpunkt. Varje panna representerar sitt eget "steg" av värmeeffekt i systemets totala effekt. Den intelligenta styrenheten (mikrokontrollern) övervakar hela tiden kylvätskans framledningstemperatur och bestämmer vilka systemsteg som ska kopplas in för att hålla den inställda temperaturen.

FÖRDELAR
använder kaskadsystemet:

Ökad säsongseffektivitet av systemet jämfört med att använda en enda kraftfull panna;
-deltäckning av lasten även om en av pannorna är avstängd, till exempel vid servicearbete. Detta är särskilt viktigt i hårda klimat, när låga temperaturer kan frysa ett icke-operativt system mycket snabbt;
- ett kaskadsystem är mycket lättare att installera än en stor panna, speciellt vid uppgradering av systemet. Dessutom är reservdelar till mindre kraftfulla pannor billigare;
- förmågan att samtidigt ge både höga belastningar för varmvattenförsörjning eller anti-isning, och mycket mindre för uppvärmning.

Vi presenterar prestandaegenskaperna för två olika kaskadsystem i förhållande till ett hypotetiskt lastdiagram. Det första systemet använder två pannor med enstegsbrännare, som var och en kan ge 50% av designbelastningen. Det andra systemet använder fyra pannor med enstegsbrännare, som var och en kan ge 25 % av designbelastningen. Det är uppenbart att ett system med fyra pannor istället för två kan mer effektivt ge förutsättningarna för dimensionerande belastningar. Utifrån detta kan man anta att ju fler steg i ett kaskadsystem, desto bättre tillfredsställer det belastningarna. Detta är särskilt effektivt vid låga effektbehov. Men med en ökning av antalet steg ökar värmeöverföringsytan hos systemet (pannhuset) genom vilket värmeförlust uppstår, vilket i det långa loppet kan förneka fördelarna med ökad effektivitet hos ett sådant system. Därför är det inte alltid lämpligt att använda fler än fyra steg. En inneboende begränsning av ett "enkelt" kaskadsystem (pannor med enstegs- eller tvåstegsbrännare) är steg-för-steg-regleringen av värmeeffekten (systemeffekt), och inte en kontinuerlig reglerad process. Även om användningen av mer än två steg avsevärt minskar värmekapaciteten för varje panna, skulle ett "modulerande" kaskadsystem (pannor med modulerande brännare) vara en idealisk lösning. Modulerande brännare tillåter steglös justering av effekt beroende på värmebehov, utan att ändra det kvantitativa förhållandet mellan bränsle/luft, d.v.s. när, beroende på volymen av tillförd luft och aerodynamiskt motstånd, mängden bränsle som tillförs förbränningskammaren ändras. Detta säkerställer en stabil panneffektivitet och minimala koncentrationer av föroreningar i rökgaser under variabel värmebelastning. Nästa steg. Den senaste trenden inom kaskadlösningar är det modulerade kaskadsystemet. Till skillnad från användningen av stegbrännare kan pannor med modulerande brännare smidigt ändra volymen av bränsletillförseln och därför styra nivån på värmeeffekten över ett brett spektrum av värden. Hittills är lågeffektpannor med modulerande brännare brett representerade på marknaden för värmeutrustning, som smidigt kan ändra pannans prestanda inom intervallet 30–100 % av den nominella värmeeffekten. Förmågan hos pannor med modulerande brännare att minska bränsleförbrukningen kallas ofta för brännarens driftkontrollfaktor (dvs. förhållandet mellan pannans maximala värmeeffekt och minimum). Till exempel skulle en pannbrännares driftsförhållande med en maximal värmeeffekt på 50 kW och en lägsta bränsleförbrukning på 10 kW vara 50 kW/10 kW eller 5:1. Den totala driftkoefficienten för pannor installerade i ett kaskadsystem överstiger avsevärt koefficienten för en enskild panna. Om till exempel fyra pannor används i ett kaskadsystem med en maximal termisk effekt på 50 kW och minst 10 kW, kommer den totala kapacitetsstyrningen att vara mellan 200 kW och 10 kW. Därför kommer arbetsregleringsförhållandet för ett sådant system att vara 20:1. Under förhållanden med låg värmeeffekt arbetar värmeväxlaren i en panna med en modulerande brännare vid en relativt låg temperatur på pannans värmeväxlingsytor på förbränningssidan. När en sådan panna används för att möta låga belastningar, såsom golvvärme, åtföljs dess drift vanligtvis av kontinuerlig kondensering av rökgaser. För att undvika skador på värmeväxlaren på grund av kondens, använder moderna pannor med modulerande brännare värmeväxlare gjorda av av rostfritt stål eller aluminium. Vid drift vid låga temperaturer kan effektiviteten hos sådana pannor överstiga 95%. Små pannor med modulerande brännare är vanligtvis utformade med stängd kamera förbränning, vilket utökar utbudet av designlösningar för system för lufttillförsel och borttagning av förbränningsprodukter, eftersom skorstenarna i sådana pannor inte behöver vara raka. Vanligtvis är skorstenar gjorda av galvaniserad plåt eller rostfritt stål eller aluminium. Men för vissa modeller av pannor, till exempel för Vaillant VU 505, används framgångsrikt ett system med flexibla polypropenskorstenar (de kan läggas i gamla, indirekta eller olämpliga för normala lägen rökkanaler).

Systemfunktioner
Det finns tre viktiga funktioner, vilket bör beaktas vid design av ett "modulerat" kaskadsystem. Först. Funktionerna hos matningsledningarna och styrenheterna måste möjliggöra oberoende justering av flödescirkulationen genom varje panna. 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 varje panna utrustas med en individuell cirkulationspump.När cirkulationspumpar installeras parallellt bör backventiler installeras nedströms pumparna för att förhindra att värmebäraren strömmar tillbaka genom tomgångspannor. Optimal lösning denna situation - installation av en cirkulationspump med våt rotor med inbyggda backventiler. 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.

Andra viktig poäng- parallellkoppling av fram- och returledning för varje panna (speciellt 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 hos kylvätskan som tillförs pannan bidrar till kondensationen av vattenånga från förbränningsprodukterna och en ökning av 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. De kan också 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 är det mycket viktigt att cirkulationspumparna ger ett tillräckligt flöde av kylvätska genom de arbetande pannorna, oavsett systemets flödeshastighet. T-skarvar (fig. 2) eller samlingsrör med låga tryckfall (fig. 3) ger flödesavledning från systemflödet för att säkerställa tillräckligt pannflöde oavsett flödesförändringar i distributionssystemet. T-rörskarvar på den primära/sekundära kretsen med tätt avstånd används för att "avlasta" differenstrycket i kretsarna.

Modulerad styrning
Flerstegsregulatorn för ett enkelt kaskadsystem använder PID (proportional-integral-derivative control) för att ständigt mäta temperaturen på värmemediet som kommer in i systemet, jämföra den med det beräknade värdet och bestämma vilken brännare som ska sättas på och vilken som ska stängas av. För att styra pannkaskaden och uppnå ekonomisk bränsleförbrukning är det nödvändigt att använda speciell automation. En av pannorna i kaskaden fungerar som en "mästare" och slås på först av allt, resten - "slav" - ansluts efter behov. Styrautomatisering låter dig överföra rollen som "master" från en panna till en annan, samt att utföra sekvensen av att slå på "slav" pannorna och temperaturskillnaderna för att slå på varje efterföljande steg. Vid fel på blypannan ändras prioriteten automatiskt. Om det inte finns något behov av värme från någon av zonerna kommer regulatorn att stänga av alla pannor och när en behovssignal tas emot kommer den att starta upp dem. Efter att den sista pannan stängts av stängs cirkulationspumpen av med en tidsfördröjning. I de flesta "modulerade" kaskadsystem är styrmetoden annorlunda. Som regel syftar styrningen till att maximera pannornas drifttid i lågtemperaturområdet och vid deleffekt. Även om olika tillverkare erbjuder olika styrsystem, är det allmänt accepterade tillvägagångssättet att slå på pannan och sedan modulera dess drift till en nivå av uppvärmningskapacitet som tillfredsställer den erforderliga belastningen. Om ytterligare värmetillförsel krävs, reduceras värmekapaciteten för den första pannan avsevärt, den andra pannan slås på och sedan moduleras värmekapaciteten för båda pannorna för att möta den erforderliga belastningen. Ett sådant schema säkerställer driften av båda pannorna vid lägre värmeeffekter, och därför, i ett mer skonsamt läge, i motsats till driften av en panna med full effekt. Detta ökar värmeöverföringsytan och ökar följaktligen sannolikheten för kondensering av vattenånga från förbränningsprodukterna, såväl som systemets effektivitet. Antag att belastningen fortsätter att öka och två pannor som arbetar med en relativt hög värmeeffekt inte kan uppfylla sina villkor, då minskar den andra pannan bränsleförbrukningen, den tredje slås på och värmeeffekten från det andra och tredje steget moduleras i parallell. I vissa system kan den första pannan också minska bränsleförbrukningen när de återstående stegen är aktiverade, därför kan alla tre effektstegen styras parallellt.

Driftlägen
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 också för driften av huvudcirkulationspumpen och är anslutna till byggnadens byggnadsledningssystem.

Liten, tyst och kraftfull
Förhållandet mellan fysiska dimensioner och värmeeffekt hos vissa pannor med modulerande brännare är verkligen imponerande. Till exempel tillhandahåller enskilda tillverkare åttastegs "modulerade" kaskadsystem med ett värmekapacitetsområde på 30–960 kW. Därför kommer arbetsregleringskoefficienten för ett sådant system att vara 32:1. Ett sådant system kan placeras inomhus litet område. Ytterligare fördel- tystnad i systemet. Den moderna generationen lågeffektspannor med modulerande brännare ger utrymmesbesparingar, hög effektivitet, tyst drift och tillförlitlighet. Det är en idealisk lösning i lågtemperatursystem, sådana pannor är idealiska för golvvärme, anti-isning, pooluppvärmning, VV-system, samt värmepumpssystem, inkl. geotermisk. 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.

Låt oss börja med vad modernt hem ligger med mellanfilen, ska vara 2 pannor. Inte ens nödvändigtvis 2 pannor, utan två oberoende källor för termisk energi - det är säkert.

Vi har redan skrivit om vilka pannor eller energikällor dessa kan vara i artikeln "". Den beskriver mer än i detalj vilken panna, vilken understudie som behövs och kan väljas.

Idag kommer vi att överväga hur man ansluter 2 eller flera värmegeneratorer till ett enda värmesystem och hur man ansluter dem. Varför skriver jag om 2 eller fler enheter termisk utrustning? Eftersom det kan finnas mer än 1 huvudpanna, till exempel två gaspannor. Och det kan också vara mer än 1 reservpanna, till exempel, på olika typer bränsle.

Anslutning av två eller flera huvudvärmegeneratorer

Låt oss först överväga ett schema där vi har två eller flera värmegeneratorer, som är de viktigaste och, som värmer huset, arbetar på samma bränsle.

Dessa är vanligtvis kopplade i en kaskad för att värma rum från 500 kvm. totalarea. Sällan nog kopplas de ihop för basuppvärmning eller fastbränslepannor.

Vi pratar om de viktigaste värmegeneratorerna och om uppvärmning av bostäder. För kaskad och modulära pannhus för uppvärmning av stora industrilokaler kan omfatta "batterier" av koleldade eller oljeeldade pannor i en mängd av upp till ett dussin.

Så, som nämnts ovan, är de anslutna till en kaskad när en andra identisk panna eller en något lägre effekt kompletterar den första värmegeneratorn.

Vanligtvis, under lågsäsong och lätt frost, fungerar den första pannan i kaskaden. I frost eller om det är nödvändigt att snabbt värma upp lokalerna, är en andra panna i kaskaden ansluten till den för att hjälpa.

I kaskaden är huvudpannorna seriekopplade så att de värms upp av den första värmegeneratorn. Samtidigt är det naturligtvis i detta paket möjligt att isolera varje panna och bypass, vilket gör att du kan låta vatten passera den isolerade pannan.

I händelse av ett fel kan någon av värmegeneratorerna stängas av och repareras, medan den andra pannan kommer att värma vattnet i värmesystemet ordentligt.

Det finns inget speciellt alternativ till detta system. Som praxis visar är det bättre och mer tillförlitligt att ha 2 pannor med en kapacitet på 40 kW vardera än en panna med en kapacitet på 80 kW. Detta gör att du kan reparera varje enskild panna utan att stoppa värmesystemet.

Och låter också var och en av pannorna arbeta med sin fulla kapacitet vid behov. Medan 1 högeffektspanna bara skulle fungera på halv effekt och ökad klockning.

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 rördragning av pannor, mer lödning polypropenrör, mer svetsning av stålrör.
• Som ett resultat kommer fler material, rör och kopplingar och ventiler att användas.
• Pannorna kommer inte att kunna samarbeta, i enhetligt system, utan användning extra 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.

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.

Parallell- och seriekoppling av pannor - recensioner

Och här är ett par recensioner om parallell- och seriekoppling av värmegeneratorer i värmesystemet från användare:

Anton Krivozvantsev, Khabarovsk-territoriet: Jag har det, det är det viktigaste och värmer upp hela värmesystemet. Jag är nöjd med Rusnit, en vanlig panna, 1 värmeelement utbränd på 4 års drift, jag bytte själv, allt låg där i 30 minuter med rökpaus.

En KChM-5-panna är kopplad till den i par, som jag byggde in. Lokomotivet visade sig vara ett ädelt, det värms upp perfekt och, viktigast av allt, automatiseringen av processen är nästan densamma som för en automatisk pelletspanna.

Dessa 2 pannor fungerar för mig i par, en efter en. Vattnet som Rusnit inte värmt upp värms av KChM-5 och pelletsbrännaren Pelletron-15. Systemet blev som det skulle.

Det finns ytterligare en recension, nu om parallellkoppling av 2 pannor i pannrummet:

Evgeny Skomorokhov, Moskva: Min huvudpanna är , som huvudsakligen fungerar på ved. Min reservpanna är den vanligaste DON som ingår i systemet med den första parallellt. Det tänds sällan, och jag ärvde det tillsammans med huset jag köpte.

Men 1 eller 2 gånger om året, i januari, måste du också översvämma den gamla DON, när vattnet i systemet nästan kokar, men det fortfarande är kallt i huset. Allt beror på dålig isolering, jag har ännu inte isolerat klart väggarna och det skulle vara bra att isolera vindsgolven bättre.

När isoleringen är klar till slutet tror jag att jag inte kommer smälta den gamla DON-pannan alls utan jag lämnar den som backup.

Om du har kommentarer om detta material, vänligen skriv dem i kommentarsformuläret nedan.

Mer om detta ämne på vår hemsida:

1. 
   Orden " gaspannor enkrets golvvärmesystem är obekanta för en oerfaren person och låter skandalöst obegripligt. Under tiden, intensiv förortsbyggande främjar...
2. 
   Pannor Buderus Logano G-125, som körs på flytande bränsle, finns i tre kapaciteter - 25, 32 och 40 kilowatt. Deras huvudsakliga...
3. 
   Funktionsprincipen för någon gaspannaär att, som ett resultat av förbränning av gasformigt bränsle, värmeenergi, som överförs till kylvätskan ...
4. 
   Vatten golvvärme konvektorer jämnt och på kort tid värmer ett rum av valfri storlek. När det gäller interiörestetik, t.ex.

Det mest rationella värmesystemet är ett där kylvätskan blir varm på grund av driften av två eller tre pannor. De kan dock vara desamma i kraft och typ. Sådan rationalitet förklaras av det faktum att en värmegenerator arbetar på full styrka bara några veckor om året. Vid andra tillfällen måste du minska dess prestanda. Och detta leder till en minskning av dess effektivitet och en ökning av uppvärmningskostnaderna.

Flera kombinerade möjliggör en mer flexibel kontroll av bandningsoperationen utan förlust av effektivitet, eftersom det räcker att stänga av en eller två enheter. Dessutom, i händelse av ett haveri av en av dem, fortsätter systemet att höja temperaturen i huset.

Typer av anslutning av två eller flera pannor

Användande Mer identiska pannor kräver ett speciellt schema för deras anslutning. Du kan kombinera dem till ett system:

1. Parallell.
2. Kaskadkopplad eller sekventiell.
3. Enligt schemat för primär-sekundära ringar.

Funktioner för parallellkoppling

Det finns följande funktioner:

1. De varma kylvätskeförsörjningskretsarna för båda pannorna är anslutna till samma linje. Dessa kretsar måste ha säkerhetsgrupper och ventiler. Senast kan stängas manuellt eller automatiskt. Det andra fallet är endast möjligt när automation och servodrifter används.
2. gå med i en annan linje. Dessa kretsar har även ventiler som kan styras av den tidigare nämnda automatiken.
3. Cirkulationspumpen är placerad på returledningen före kopplingen mellan de två pannornas returrör.
4. Både ledningar är alltid anslutna till hydrokollektorer. På en av kollektorerna finns en expansionstank. Samtidigt ansluts ett sminkrör till änden av röret som tanken är ansluten till. Naturligtvis vid korsningen är backventil och avstängningsventil. Den första tillåter inte den varma kylvätskan att komma in i sminkröret.
5. Grenar sträcker sig från kollektorerna till radiatorerna, varma golv, . Var och en av dem är utrustad med sin egen cirkulationspump och kylvätskeavtappningsventil.

Användningen av ett sådant rörarrangemang utan automatisering är mycket problematisk, eftersom det är nödvändigt att manuellt stänga ventilerna på tillförsel- och returrören till en panna. Om detta inte görs kommer kylvätskan att röra sig genom värmeväxlaren på den avstängda pannan. Och det vänder:

1. ytterligare hydrauliskt motstånd i apparatens vattenuppvärmningskrets;
2. en ökning av "aptiten" hos cirkulationspumpar (de måste också övervinna detta motstånd). Följaktligen stiger elkostnaderna;
3. värmeförluster för uppvärmning av värmeväxlaren på den avstängda pannan.

Läs också: Uppvärmning av huset med varmluftspanna

Därför är det nödvändigt att installera automatiken korrekt, vilket kommer att stänga av den avstängda enheten från värmesystemet.

Kaskadkoppling av pannor

Pannkaskadkonceptet tillhandahåller fördelning av värmebelastning på flera enheter, som kan arbeta självständigt och värma kylvätskan så mycket som situationen kräver.

Kan kaskadkopplas som pannor med steg gasbrännare, och med modulerade sådana. Den senare, till skillnad från den förra, låter dig smidigt ändra värmeeffekten. Det är värt att tillägga att om pannorna har mer än två steg av gastillförseljustering, gör de tredje och andra stegen deras prestanda mindre. Därför är det bättre att använda enheter med en modulerande brännare.

Med en kaskadkoppling faller huvudlasten på en av de två eller tre pannorna. Ytterligare två eller tre enheter slås på endast när det behövs.

Funktionerna för denna anslutning är följande:

1. Eyelinern och kontrollerna är designade så att i varje enhet är det möjligt att styra kylvätskans cirkulation. Detta gör att du kan stoppa vattenflödet i de avstängda pannorna och undvika värmeförluster genom deras värmeväxlare eller höljen.
2. Anslutning av vattentillförselledningarna för alla pannor till ett rör och kylvätskereturledningarna till det andra. Faktum är att anslutningen av pannor till elnätet sker parallellt. Tack vare detta tillvägagångssätt har kylvätskan vid inloppet av varje enhet samma temperatur. Det undviker också rörelse av uppvärmd vätska mellan frånkopplade kretsar.

Fördelen med parallellkoppling är förvärmning av värmeväxlaren innan brännaren startas. Det är sant att denna fördel uppstår när brännare används som tänder gasen med en fördröjning efter att pumpen har slagits på. Sådan uppvärmning minimerar temperaturskillnaden i pannan och undviker bildning av kondensat på värmeväxlarens väggar. Det gäller en situation där en eller två pannor varit avstängda under en längre tid och hunnit svalna. Om de nyligen har stängts av, låter rörelsen av kylvätskan innan du slår på brännaren att du absorberar restvärmen som har lagrats i ugnen.

Läs också: Fastbränslepanna i gjutjärn

Pannrör för kaskadkoppling

Hennes schema är:

1. 2–3 par rör från 2–3 pannor.
2. Cirkulationspumpar, retur och avstängningsventiler. Dom är på de rör som är utformade för att återföra kylvätskan till pannan. Pumpar får inte användas om enhetens konstruktion inkluderar dem.
3. Avstängningsventiler på varmvattenledningar.
4. 2 tjocka rör. En är för för att leverera kylvätskan till nätverket, den andra - att återvända. De är anslutna till motsvarande rör som sträcker sig från pannanordningarna.
5. Säkerhetsgrupp på kylvätsketillförselledningen. Den består av en termometer, kalibreringstermometerhylsa, manuell återställningstermostat, tryckmätare, manuell återställningstryckvakt, reservplugg.
6. Hydraulisk lågtrycksseparator. Tack vare honom kan pumparna skapa korrekt cirkulation av kylvätskan genom värmeväxlarna i sina pannor, oavsett värmesystemets flödeshastighet.
7. Värmekretsar med avstängningsventiler och en pump på var och en av dem.
8. Flerstegs kaskadkontroll. Dess uppgift är att mäta kylvätskans prestanda vid utgången av kaskaden (ofta är termiska sensorer i säkerhetsgruppens zon). Baserat på den mottagna informationen bestämmer styrenheten om det är nödvändigt att slå på / av och hur pannorna kombinerade till ett kaskadschema ska fungera.

Utan att ansluta en sådan styrenhet till röret är driften av pannor i en kaskad omöjlig, eftersom de måste fungera som en helhet.

Funktioner i schemat för primär-sekundära ringar

Detta system ger primär ringorganisation, genom vilken kylvätskan ständigt måste cirkulera. Värmepannor och värmekretsar är anslutna till denna ring. Varje krets och varje panna är en sekundär ring.

En annan egenskap hos detta schema är närvaron av en cirkulationspump i varje ring. Driften av en separat pump skapar ett visst tryck i ringen där den är installerad. Monteringen har även en viss effekt på trycket i primärringen. Så när den är påslagen lämnar vatten vattentillförselröret, går in i primärcirkeln och ändrar det hydrauliska motståndet i det. Som ett resultat uppstår en slags barriär på vägen för kylvätskans rörelse.