котлы в каскаде что это
Преимущества подключения отопительных котлов в каскад
Удвоенный эффект тепла
Требуемая мощность отопительного котла рассчитывается из условий максимальной потребности в отоплении и горячем водоснабжении. Однако реальная нагрузка распределяется во времени очень неравномерно, так что в оптимальном для себя режиме агрегат работает крайне редко.
Каскад газовых котлов в системе отопления дома
Типовая схема котельной для частного дома предусматривает использование одного котла, способного выполнять разом и функцию отопления, и подготовку горячей воды.
На самом деле практика показывает, что только 20% времени котёл работает с загрузкой более 50%. Усреднённая же загрузка котла в нашем климате составляет не более 30-40% за отопительный сезон.
В первую очередь это означает, что основную часть времени мощный котёл функционирует при малой нагрузке и просто не может выйти на оптимальный для него режим работы.
В идеале потребляемая мощность должна соответствовать примерно 80% от максимальной мощности котла. Однако в реальной жизни подобное встречается редко. Помимо повышенного расхода топлива, ухудшения экологических показателей и неэффективного использования тепла это означает ещё и ускоренный износ котла. Ведь если тот достаточно долго работает вполсилы, такое приводит к снижению его рабочего ресурса.
Наилучшим решением в данном случае может стать каскадное подключение нескольких меньших котлов вместо одного мощного. Этот эффективный технический приём используется специалистами на протяжении многих лет. При помощи подключения котлов в каскад решается проблема оптимального соотношения мощности котельной и требований потребителей тепла.
Каскадное подключение котлов
Принцип работы подобной схемы прост. Суммарная требуемая нагрузка распределяется между двумя, тремя и более независимо контролируемыми котлами.
Каждый из них представляет собой определённую «ступень» в производительности общей котельной. В определённый отрезок времени в работу последовательно включаются только те котлы, которые необходимы в данный момент и не более.
Каскад котлов обеспечивает работу котельной в необходимом диапазоне мощности независимо от времени года. Таким образом, в межсезонье или в условиях зимней оттепели каскадная котельная может длительно работать при низких температурах теплоносителя, уменьшая расход топлива и сокращая периоды простоя системы. При этом температурные условия объекта только улучшаются, становятся более стабильными и комфортными.
Кроме того, каскад нивелирует влияние скачкообразного потребления, когда один из отопительных контуров задействован непостоянно (например, для обогрева бассейна, бани, теплицы и так далее). При резком повышении нагрузки в работу просто включается другой котёл.
Преимущества каскадного подключения нескольких котлов в системе отопления по сравнению с одним котлом той же суммарной мощности:
1. Надёжность системы значительно повышается. При вынужденной остановке одного из котлов котельная продолжит работать. То есть в самый лютый мороз, когда в период пиковых нагрузок отопительный котёл чаще всего и выходит из строя, котельная обеспечит, по крайней мере, часть необходимого тепла.
2. Увеличивается общий ресурс оборудования. В осенне-весенний период или при отсутствии дополнительных нагрузок можно эксплуатировать только часть котлов.
3. Ремонт любого котла можно произвести без остановки всей системы. А благодаря меньшему размеру агрегатов облегчается и задача по их обслуживанию. Кроме того, детали котлов меньшей мощности доступнее и дешевле только за счёт большей серийности производства.
4. Несколько небольших котлов меньших размеров и меньшего веса намного проще доставить и установить, чем один большой и тяжёлый. Что бывает актуально для подвального или чердачного размещения котельной.
К недостаткам каскадного подключения можно отнести то обстоятельство, что установка нескольких агрегатов и дополнительных элементов управления каскадом увеличивает общую стоимость системы и требует больше места, чем установка одного мощного котла. Нужно иметь ввиду и более сложное подключение каскада к дымоходу.
Каскадное подключение котлов
Каскадное подключение отопительных котлов – эффективное техническое решение, повышающее качество управления системой и позволяющее снизить потребление топлива. Подключение котлов каскадом дает ряд весомых преимуществ в работе средних и крупных систем отопления и ГВС. Материал статьи рассматривает принципы работы и построения каскада, описывает особенности данного теплотехнического решения.
Подключение котлов каскадом
Анализ работы котельного оборудования показывает, что в 80% времени теплогенераторы работают на мощности, не превышающей номинальной производительности в 50%. То есть тепловая мощность отбирается в течение отопительного сезона примерно на 30 – 35%. Это обусловлено изменением температуры окружающей среды, изменением режима горячего водопотребления и так далее.
Мощность котлов рассчитывается всегда по максимуму – это делается для покрытия суммарных тепловых потребностей. Каждый котел имеет минимальное значение тепловой мощности в своей работе, она составляет величину от 25 до 40% номинальной производительности.
Это свойство каскада повышает гибкость системы. В случае установки одного мощного теплогенератора достичь подобной гибкости невозможно.
В каскады чаще всего объединяют газовые и электрические котлы. Причем для интегрирования автоматики котлы должны быть одной марки (производителя). Соединение котлов разных производителей возможно, но это требует применения дополнительных узлов, схем управления и автоматики.
Схема каскада котлов
Схема подключения каскадом является классическим образцом применения гидравлического разделителя. Котлы в первичном контуре присоединяются параллельно к прямому и обратному коллектору. Коллекторы, в свою очередь, подключаются к гидравлической стрелке.
На каждый котел на подачу устанавливается циркуляционный насос (если не имеется встроенного) и обратный клапан. Клапан препятствует протоку теплоносителя через неработающий котел и потерям тепла на его теплообменнике.
На обратном трубопроводе котла устанавливается сетчатый фильтр, защищающий котел от загрязнения. Каждый котел отсекается запорной арматурой с разборным соединением. Это позволяет снимать котел для ремонта и профилактики без остановки системы.
Коллекторная группа котлов оснащается группой безопасности – предохранительным сбросным клапаном, автоматическим воздухоотводчиком и термоманометром. Установка группы производится в обязательном порядке, даже при наличии встроенных групп безопасности котлов.
Обязательный элемент системы – расширительный бак (экспанзомат). Присоединение его может быть произведено как в контур котлов, так и в контур потребителей. Расчет его производится на общий объем теплоносителя в системе.
Управление каскадом котлов
Управление работой первичного контура производится следующими способами:
Ручное управление производится заданием параметров работы каждого котла, прежде всего температуры. Этот вариант регулировки требует постоянного присутствия человека.
Ступенчатое управление производится с помощью каскадных переключателей. Они руководят системой как набором ступеней мощности, при изменении нагрузки включают (выключают) отдельные котлы каскада.
Наиболее эффективным является плавное регулирование с помощью БКУ. В этом случае достигается минимальный шаг изменения мощности. Котлы при этом должны быть оборудованы модулируемыми горелками. Блоки каскадного управления могут интегрироваться с датчиками температуры в помещениях и системами погодозависимой автоматики.
Дымоудаление каскада котлов
Дымоудаление системы зависит от типа газовых котлов и реализуется следующими методами:
При групповом дымоудалении к общему дымоходу подключают не более 4 котлов. При коаксиальном коллективном дымоудалении каждый котел оборудуется обратным дымовым клапаном. Он препятствует проникновению дыма в помещение при простое теплогенератора.
Преимущества и недостатки каскада
Главными преимуществами каскадного подключения котлов являются:
Также каскад обладает и следующими недостатками:
Удорожание системы из-за экономии топлива окупает себя. Каскадное подключение котлов является выгодным как с технической, так и с экономической точки зрения. Самостоятельное сооружение каскада вряд ли возможно – существует необходимость привлечения специалистов для монтажа и наладки автоматики, проведения расчетов дымовых трактов и так далее.
Особенности каскадного подключения газовых котлов
Как правило, котлы газовые в частных домах подключаются к одному контуру. Но, у этого способа подключения есть свои недостатки. Куда эффективнее, когда система представляет собой использование нескольких устройств. Сама же схема обвязки котлов в этом случае может быть каскадной.
Особенности каскадного подключения
Когда котлы газовые подключаются к отопительному контуру последовательно и формируют ступень за ступенью – это очень удобно. При этом, управление каскадным циклом общее, и владелец может самостоятельно проводить настройку параметров системы, исходя из условий. Тогда как остальные параметры регулируются автоматически. Специалисты называют этот способ настройки гибким.
Котлы газовые подключенные по каскадному принципу могут использоваться для решения вопросов отопления жилых сооружений, общей площадью не больше 500 квадратных метров. И хотя данные цифры не являются обязательными к применению, владелец самостоятельно решает целесообразность установки дополнительного котла в случае, если площадь, подлежащая отоплению, больше.
В любом случае, котлы газовые, подключенные по каскадному принципу, очень эффективны в использовании. Установившие их смогут ощутить это в самом скором времени.
Что необходимо для каскадного подключения
Если вы планируете котлы газовые подключать каскадным типом, вам необходимо будет самостоятельно определиться с оптимальной схемой и рассчитать её параметры, учитывая все профессиональные оценки важных факторов. К примеру, включение котлов может быть возможно последовательным путем, без дополнительного оборудования только в том случае, если насос каждого газового котла сможет прокачивать теплоноситель по отопительному контуру. Для жилого дома небольшой площади этого вполне достаточно.
Но, если котлы газовые используются для большого здания, состоящего из нескольких этажей, то обязательно использовать специальный гидравлический разделитель. Это позволит оптимизировать финансовые расходы, гарантирует более высокий комфорт и рациональный расход синего топлива.
Каскадная система отопления
Принцип работы каскадной установки
Малые котлы, имея программное управление, проходят процесс подключения в одну систему через теплоноситель. Это дает возможность плавно, и бесступенчато регулировать мощность всей котельной системы. Данное котельное оборудование использует информативные технологии, которые позволяют идеально контролировать систему во время работы.
Работа системы протекает самостоятельно, нет необходимости во вмешательстве человека. Каскадные котельные – ответ на требования пользователей, а именно потребление тепла и горячей воды.
К примеру, при установке 10 газовых котлов с мощностью каждого в 80 кВт, общая мощность составит 800 кВт (10 * 80 кВт = 800 кВт), а минимум мощности будет 26 кВт (800 * 3,3 / 100 = 26 кВт при регулировке мощности 40 %– 100%).
Преимущества данных отопительных установок:
Традиционные котельные системы уступают каскадной котельной в сроке службы. Достижение такой надежности заключается в общей работе нескольких агрегатов, работающих совместно и направленных на одну общую цель. Рабочая система запрограммирована так, что каждый день запуск всего отопительного оборудования берет на себя очередной котел: сегодня работу начинает первый котел, а завтра он будет последний в списке очередности. Поэтому, ресурс каждого котла не исчерпаем.
Рис. 2
Подключение бойлеров для получения горячей воды, кроме главного агрегата, в быту так же является преимуществом каскадной котельной. Соответственно, имея 10 котлов в системе, можно поставить 9 бойлеров. Даже небольшие объемы каждого бойлера дадут в сумме огромный запас воды.
Размещать котельную систему можно где угодно, это не принципиально: чердак, подвал, пристроенное помещение. Программное обеспечение управления котельной (рис 2) системой контролирует заданную температуру на конкретный промежуток времени. Необходимое количество агрегатов привлечено для поддержания нужной мощности. Ошибка не произойдет, так как «человеческий фактор» отсутствует.
Климат-контроль помещений обеспечивается полностью и автономно. В случае превышения температурных показателей, программа сама отключит систему и, если есть необходимость, запустит работу кондиционирования. При заниженном температурном показателе все совершается абсолютно наоборот. Диспетчер, с помощью модема, с собственного компьютера сможет отслеживать, в каком состоянии находиться оборудование.
Дымоудаление каскада котлов
Дымоудаление системы зависит от типа газовых котлов и реализуется следующими методами:
При групповом дымоудалении к общему дымоходу подключают не более 4 котлов. При коаксиальном коллективном дымоудалении каждый котел оборудуется обратным дымовым клапаном. Он препятствует проникновению дыма в помещение при простое теплогенератора.
Дымоходы сооружаются с уклоном от 5 до 10% в сторону котлов. При сооружении дымовой системы для котлов с открытой камерой сгорания необходимо произвести аэродинамический расчет общего дымохода для обеспечения необходимой тяги.
Схема отопления с петлей Тихельмана плюсы и минусы
Двухтрубные системы отопления частного дома, как правило, это тупиковые системы, что приводит к тому, что в последнем радиаторе вследствие наибольшей удаленности напор и проток теплоносителя слабее, соответственно отопительный прибор греет хуже. Эта проблема решает путем увеличения количества секций радиаторов или добавлением регуляторов на каждый радиатор.
Второе решение, которое используется при монтаже двухтрубных систем отопления частного дома, является балансирование системы.
Схема Тихельмана достаточно проста. В классической двухтрубной схеме обратная тепломагистраль начинается от последнего радиатора и заканчивается котлом, а подача начинается от котла и заканчивается последним радиатором.
Особенности петли Тихельмана заключаются в том, что «обратка» начинается с первого радиатора, доходит до последнего и возвращается к котлу, а подача, как и в классической схеме, начинается с котла и заканчивается последним радиатором.
Получается, что первый радиатор от котла первый на подаче и последний на обратке, соответственно, последний радиатор последний на подаче, но первый на обратке.
Это своего рода прямоточная система, в которой теплоноситель в подающей и обратной тепломагистралях перемещается в одном направлении.
Данная схема позволяет обеспечивать равномерное сопротивление и проток в двухтрубных системах.
Преимущества и недостатки петли Альберта Тихельмана
Двухтрубные системы отопления частного дома, монтаж которых выполнен по схеме Тихельмана, обладают преимуществами прямоточных однотрубных систем («ленинградки»)и двухтрубных систем, а также рядом дополнительных превосходств.
Прежде всего, отметим сбалансированность системы и отсутствие необходимости установки различного регулировочного оборудования, которое стоит довольно дорого.
При этом проток теплоносителя по всей системе одинаков, а работа теплогенерирующего оборудования оптимальна и отличается высоким КПД.
К недостаткам схемы Тихельмана отнесем необходимость использования дополнительных труб и желательно большого диаметра, а это дополнительные расходы.
Причем не всегда архитектурные особенности частного дома позволяют произвести монтаж открытой системы отопления с тремя трубами. Например, установке системы отопления данного типа могут помешать дверные проемы, и ряд других архитектурны форм.
Поэтому организовать круговое движение промежуточного теплоносителя в двухтрубной системе отопления частного дома не всегда возможно.
Также отметим, что в большинстве случаев при монтаже возвратных отопительных систем реверсивного типа по схеме Тихельмана применяется горизонтальная разводка.
По остальным характеристикам и используемому отопительному оборудованию и теплогенераторам петля Тихельмана не отличается от двухтрубных аналогов.
Особенности эксплуатации и принцип действия
Для начала нужно подчернуть, что вся конструкция будет напоминать простой котел, который подключается к батареям отопления. Но фактически все применяемые узлы имеют свои особенности, созданные как раз для аналогичного оборудования. Как раз исходя из этого заниматься таковой установкой должны эксперты при наличии готового проекта (см.кроме этого статью «Подбор радиаторов отопления: критерии выбора, продиктованные практикой»).
Котел и его преимущества
Принципиально важно сходу заявить, что подобные котлы являются одними из самых экономных. Наряду с этим их цена, как оборудования кроме этого относительно мала
Учитывая это, считается, что подобная система будет максимально действенной и разрешит сократить затраты на отопление.
Принцип действия этого оборудования основан на ходе поляризации воды посредством переменного тока
Исходя из этого мощность всей системы иногда не достигает и 400 Вт.
Отдельное внимание стоит обратить и на то, что для действенной реализации аналогичного проекта требуется иметь анод, изготовленный из особых технологичных материалов, каковые не содержат ни кислоты, ни щелочи. Такое же требование выдвигается фактически ко всей магистрали.
Для более действенной передачи воды в аналогичных конструкциях применяют маленькие насосы. Но кроме того в случае если учесть дополнительные затраты на их эксплуатацию, то все равно экономия не составит большого труда огромной.
Совет! оптимальнее покупать полный набор нужного оборудования от одного производителя. Это окажет помощь избежать несоответствия при состыковке.
Радиаторы
В то время, когда упоминают анодированные радиаторы отопления, то значительно чаще имеют в виду алюминиевые изделия, покрытые защитным слоем методом нанесения способом электролиза. Но сходу нужно сказать о том, что данные конструкции изначально разрабатывались как раз чтобы работать с этими котлами.
Дело в том, что поляризация воды — это деятельный процесс, который требует соблюдения целого спектра условий с целью достижения большого результата, в частности отсутствие кислот, солей и других элементов, талантливых принимать участие в реакции.
Учитывая такие особенности нагрева, и был создан анодированный радиатор отопления, который должен противостоять этим реакциям и владеть достаточным уровнем теплоотдачи. Стоит подчернуть, что подобное напыление производится кроме того снаружи изделия, дабы обезопасисть его от внешних факторов действия.
Отдельное внимание нужно выделить тому, что существуют батареи, каковые имеют встроенные независимые электроды. Учитывая это, готовое изделие преобразовывается в личные обогревательные системы, каковые возможно переносить
Но стразу стоит подчернуть, что эффективность для того чтобы элемента сравнима с простым электрическим нагревательным элементом.
Совет! Принципиально важно понимать, что применяя котлы для того чтобы типа возможно прекратить тревожиться о перегреве, но это не свидетельствует, что возможно демонтировать защитные клапана либо фильтра. При неправильном обращении кроме того такая система может стать небезопасной
Советы экспертов
Типовая инструкция по монтажу таких изделий может показаться весьма простой и в полной мере понятной. Но большая часть изготовителей для того чтобы оборудования настоятельно рекомендуют воспользоваться услугами специалистов. Наряду с этим кое-какие из них требуют наличия строго определенных мастеров.
В последнее время особенной популярностью стали пользоваться утепленные полы, работающие на базе таких же систем. Это достаточно экономный вариант устроить качественное отопление в помещении, не прибегая к применению батарей. Но мастера советуют совмещать эти конструкции, создавая различные контуры.
Явным показателем качества оборудования есть громадной срок гарантийного обслуживания
Особенно это принципиально важно, в случае если компания производитель имеет личные сервисные центры.
Параллельное подключение котлов плюсы и минусы
Основные котлы мы рассмотрели выше. Теперь рассмотрим подключение резервных котлов, которые должны быть в системе любого современного дома.
Если резервные котлы подключены параллельно, то у этого варианта есть свои плюсы и минусы.
Плюсы параллельного подключения резервных котлов следующие:
Минусы параллельного подключения резервных котлов:
Указанные плюсы и минусы параллельного подключения можно применять как к соединению основного и резервного теплогенератора, так и к соединению двух или более резервных теплогенераторов на любом виде топлива.
Рабочие режимы контроллеров
Большинство каскадных контроллеров способны работать по крайней мере в двух рабочих режимах. В режиме отопления осуществляется погодозависимый принцип регулирования, то есть заданное значение температуры подающегося в систему теплоносителя зависит от внешней температуры.
Чем ниже внешняя температура, тем выше заданное значение температуры подающегося теплоносителя. Эта система устраняет необходимость использования смесителя между котлом и потребителями отопления.
В режиме ГВС осуществляется программное регулирование системы, когда заданное значение температуры подающегося теплоносителя не зависит от внешних температур. Другими словами, задается определенное, достаточно высокое значение температуры, что обеспечивает высокий уровень теплопередачи через вторичный теплообменник.
Такой режим обычно используют для обеспечения более высокой температуры теплоносителя, подающегося через теплообменник к потребителям ГВС и системам антиобледенения. Модулирование мощности котла приводит к существенному уменьшению дифференциала между требуемой и реальной температурами теплоносителя, что предотвращает частое «тактирование» (включение/выключение) котла.
Некоторые контроллеры также отвечают за работу главного циркуляционного насоса и связаны с системой диспетчеризации инженерного оборудования здания. Современное поколение маломощных котлов с модулируемыми горелками обеспечивает экономию площади помещения, высокий КПД, тихую работу и надежность. Это идеальное решение в низкотемпературных системах; такие котлы идеально подходят для напольного отопления, системы антиобледенения, обогрева бассейна, системы ГВС, а также системы тепловых насосов, в том числе геотермальных. Они уже завоевали позицию в области отопления частных домов.
Как часть каскадной системы котлы с модулируемыми горелками представляют собой новую альтернативу системам промышленного отопления.
Во время отопительного сезона и межсезонного периода любая отопительная систему имеет тенденцию к неравномерной и часто малой нагрузке оборудования. Данная проблема нуждается в решении, где появляется необходимость в широком диапазоне регулировки мощности тепла отдельного котла, и котельной системы. Но это часто приводит к понижению эффекта работы котельной установки, снижения КПД, увеличению расхода горючего сырья. Каскадные котельные (рис 1) представляют оптимальное решение проблемы.
Каскад – подключение, которое подразумевает соединение небольших отопительных агрегатов в одну систему.
Автоматизация каскадных котельных
Роль средств автоматизации невозможно переоценить в вопросе удобства организации каскадных котельных, их надежности и эффективности.
Именно автоматика отвечает за то, чтобы “выжать” максимальную эффективность от котлов, работающих в каскаде, обеспечив при этом отзывчивость теплогенераторов на сигналы от потребителей.
В современные конденсационные котлы промышленных серий каскадная логика включается в базовую автоматику и оптимизируется для конкретного оборудования.
Основные функции автоматики каскадной котельной:
Сбор требований от потребителей на выработку тепла и определение приоритетов (ГВС, отопление, вентиляция и т.д.)
Определение оптимального режима работы каждого отдельного котла для обеспечения требуемой мощности.
Обеспечение равномерной выработки ресурса котлов (за редким исключением, рассмотренным выше).
Отслеживание аварий на котлах и сигнализация о них.
Если говорить об особенности работы автоматики именно с каскадом конденсационных котлов, то она заключается в стратегии включения и вывода котлов из текущей работы. Принципиально выделяют три таких стратегии:
Позже включить, раньше выключить.
В таком режиме работы дополнительные котлы добавляются в работу как можно позже с ростом потребности в тепле, то есть уже включенные котлы работают на максимальной мощности. При снижении потребности в мощности котлы выводятся из каскада как можно раньше. Данная стратегия обеспечивает наименьшее количество одновременно работающих котлов, их работу на максимальной мощности и наименьшее время работы дополнительных котлов.
Стандарт для неконденсационных котлов. Связано это с тем, что для неконденсационных котлов наблюдается некоторое снижение КПД при работе на сниженной модуляции.
Позже включить, позже выключить.
Включение дополнительных котлов так же как можно позже, но и выключение как можно позже. Применяется в случае необходимости обеспечения минимального количества операций включения горелок котлов.
Раньше включить, позже выключить.
Включение дополнительных котлов как можно раньше с ростом потребности в тепле и выключение как можно позже с ее снижением.
Именно такая стратегия управления используется с современными конденсационными котлами. При этом каждый отдельных котел работает на минимальной модуляции, обеспечивающей потребность в тепле. Количество работающих котлов максимально. В итоге мы получаем максимальный КПД каскадной установки при наиболее равномерной выработке ресурса котлов.
Последовательное подключение котлов плюсы и минусы
В случае последовательного подключения двух и более котлов, они будут работать так же, как основные котлы, подключенные в каскад. Первый котел будет нагревать воду, второй котел будет ее догревать.
В этом случае первым стоит поставить котел на самом дешевом для вас виде топлива. Это может быть дровяной, угольный или котел на отработанном масле. А за ним может в каскаде стоять любой резервный котел – хоть дизельный, хоть пеллетный.
Основные плюсы параллельного подключения котлов:
Минусы при использовании параллельного способа подключения резервных теплогенераторов в котельной:
Более длинный путь воды через систему с большим количеством поворотов и заужений в соединениях и фитингах.
Естественно, нельзя напрямую пускать подачу от одного котла во вход другого. В этом случае вы не сможете отсоединить ни первый, ни второй котел, в случае необходимости.
Хотя с точки зрения согласованного нагрева котловой воды этот способ как раз будет самым эффективным. Его можно реализовать, если смонтировать обходные байпасные петли для каждого котла.
Основные преимущества применения каскадов котлов
Большая часть перечисляемых ниже преимуществ может быть отнесена не только к конденсационным котлам, но мы будем отдельно обращать внимание на то, чем конкретно выделяется данный вид техники в рамках соответствующей темы
Увеличение общего диапазона модуляции мощности
Как было отмечено выше, главная причина для установки нескольких котлов в каскад — увеличение максимальной мощности котельной при ограничении на производительность отдельного агрегата. С данной точки зрения любые котлы находятся, можно сказать, в равном положении.
В тоже время не стоит забывать о том, что к современным системам теплоснабжения предъявляются повышенные требования с точки зрения энергоэффективности. И одним из основных принципов в обеспечении данного принципа является обеспечение текущей мощности генераторов тепла равной потребности системы, не большей и не меньшей. Соответственно, нижняя граница модуляции производительности котельной так же играет важную роль. Применение каскада помогает значительно уменьшить данную границу. Стоит так же помнить о том, что для средних широт большую часть года потребность в тепле составляет не более 30-40 % от максимальной.
При использовании в каскаде одинаковых теплогенераторов нижняя граница мощности определяется просто делением минимальной производительности отдельного котла на их количество. И здесь легко увидеть, в насколько выгодном свете выступают конденсационные котлы. Минимальная модуляция для наиболее современных котлов настенного исполнения составляет примерно 15 %. Соответственно, применяя, например, четыре таких котла мы получаем общий диапазон бесступенчатой модуляции 4-100 %. Причем, в отличие от традиционных котлов, КПД конденсационных только растет со снижением модуляции.
Обеспечение высокого уровня отказоустойчивости котельной
Достаточно очевидное преимущество. Чем большее количество котлов в каскаде используется, там меньше падение общей мощности при выходе из строя и обслуживании отдельного теплогенератора.
Удобство монтажа и обслуживания оборудования
В независимости от общей мощности котельной, часто мы сталкиваемся с ограничениями по доступному пространству как при проектировании, так и при монтаже.
 | С точки зрения проектировщика использование каскада из нескольких котлов позволяет более гибко использовать доступные площади, особенно это заметно при применении настенных котлов. Для большинства серий промышленных настенных котлов существуют готовые гидравлические решения по организации каскадов. |
 | Наиболее современные напольные конденсационные котлы так же предусматривают возможность компактной установки и удобной гидравлической обвязки. |
Удобство для монтирующих и обслуживающих организаций заключается в легкости доставки отдельного котла к месту непосредственного монтажа на любом этапе. Особенно это актуально для крышных котельных, где в случае необходимости замены теплогенератора (хоть и крайне маловероятном), его легкость и компактность может сыграть критическую роль. В данном контексте так же не стоит забывать о предыдущем пункте данного раздела.
Возможность последовательного увеличения мощности котельной
Все чаще применяемая в последнее время возможность, позволяющая распределить инвестиции на различные этапы строительства.
Каскадные решения позволяют последовательно добавлять мощности в существующую систему. Естественно, что гидравлическая часть должна предусматривать возможность такого расширения.
Статья: Каскадные решения напольных котлов HL
Необходимые условия для модулируемого каскада
Существуют три важных условия, которые следует выполнить при проектировании системы «модулируемого» каскада.
Во-первых,
подводки магистралей и контроллеров должны быть реализованы так, чтобы была возможна независимая регулировка циркуляции потока через каждый котел. Вода не должна циркулировать через неработающий котел, иначе тепло теплоносителя будет рассеиваться через теплообменник или кожух котла.
Это также касается и системы простого каскада. Независимая регулировка потока теплоносителя достигается благодаря оснащению каждого котла индивидуальным циркуляционным насосом. При параллельной установке циркуляционных насосов для предотвращения обратного потока теплоносителя через неработающие котлы вниз по потоку насосов следует установить обратные клапаны.
Подача теплоносителя в каждый котел с помощью индивидуальных циркуляционных насосов позволяет повышать давление в теплообменнике работающего котла в целях предотвращения кавитации и взрывного парообразования.
Во-вторых,
подключение подающей и обратной магистралей для каждого котла должно быть выполнено параллельно (особенно при использовании конденсационных котлов).
Это позволяет поддерживать одинаковую температуру воды на входе в каждый котел и при необходимости исключать переток теплоносителя между контурами. Низкая температура подающегося в котел теплоносителя способствует конденсации водяных паров из продуктов сгорания и повышению КПД системы. Некоторые каскадные контроллеры для котлов с модулируемыми горелками оснащены функцией «выдержки времени», то есть способны включать циркуляционный насос определенного котла незадолго до включения горелки.
Кроме того, они могут поддерживать работу насосов некоторое время после выключения горелки.
И, в-третьих,
очень важно, чтобы циркуляционные насосы обеспечивали адекватный поток теплоносителя через работающие котлы, независимо от показателя расхода системы отопления. Естественным решением данного вопроса является применение гидравлического разделителя низкого давления