Kaskadowe kotły kondensacyjne małej mocy

O układach, sterowaniu i kominach

W niniejszym artykule przybliżę Państwu system oparty na standardowych kotłach kondensacyjnych o mocy, np. do 35 kW połączonych w układ kaskadowy, który z powodzeniem można stosować w  budynkach wielorodzinnych, niewielkich hotelach, budynkach produkcyjnych, przedszkolach, szkołach i wszędzie tam,  gdzie bardzo ważnym czynnikiem jest zagwarantowanie ciągłej produkcji c.w.u. oraz c.o.

Rozwiązanie takie bazuje na zastosowaniu sterownika kaskadowego (głównego), który kieruje pracą wszystkich kotłów w kaskadzie zbudowanej z maksymalnie 8 urządzeń (rys.1). Komunikacja pomiędzy kotłami a sterownikiem jest realizowana za pomocą transmisji danych BUS, tak więc istnieje możliwość zarówno odczytywania poszczególnych parametrów kotła (np. ich aktualnej mocy czy też temperatury na zasilaniu), jak i zarządzania obiegami instalacyjnymi, tj. obiegami grzewczymi czy też obiegiem c.w.u.

Użytkownik ma do dyspozycji krzywe grzewcze oraz program tygodniowy, dzięki któremu może dostosować poszczególne obiegi do własnych potrzeb. Ustawienie krzywej grzewczej odbywa się na sterowniku kaskadowym, a realizowana jest przez kotły połączone kaskadowo. Obiegi grzewcze za sprzęgłem (rys.1) mogą być sterowane bezpośrednio (bez wykorzystania zaworów mieszających) lub pośrednio (z wykorzystaniem zaworów mieszających).

W pierwszym przypadku krzywa grzewcza główna (temperatura czynnika grzewczego) dotyczy sprzęgła hydraulicznego, na którym umiejscowiona została sonda do odczytu temperatury. Bezpośrednie obiegi instalacyjne wykorzystują czynnik grzewczy o temperaturze takiej samej, jak na sprzęgle hydraulicznym.
W drugim przypadku zawory mieszające obiegów nr 1 i 2, odpowiednie pompy i sondy na zasilaniu  są podłączone do sterownika kaskadowego,  gdzie dokonuje się wyboru krzywych grzewczych oraz czasu pracy poszczególnych obwodów.  Trzeci obieg grzewczy, tj. c.w.u. również podłącza się do sterownika, na którym dokonuje się ustawień wartości temperatury w przedziałach czasowych. Warto jeszcze wspomnieć, że sterownik jest wyposażony w funkcję wygrzewu wody (antylegionelli),  dzięki czemu zagwarantowano bezpieczeństwo użytkowania wody sanitarnej. Automatyka narzuca wygrzew wody minimum raz w tygodniu. Dodatkowo jeżeli obwód sanitarny ma przyłącze cyrkulacyjne,  wówczas możemy zaprogramować,  kiedy ma być załączana pompa cyrkulacyjna w ciągu całego tygodnia pracy.

Kominy do kaskad

W rozwiązaniu opartym na kotłach kaskadowych bardzo ważnym aspektem zarówno dla instalatorów, jak i inwestorów jest system kominowy. I tutaj również producenci  wychodzą naprzeciw oczekiwaniom klientów dając do dyspozycji wiele rozwiązań. Pierwszym z nich jest odprowadzenie spalin od pojedynczych kotłów z osobna systemem koncentrycznym lub rozdzielonym.

Gdy kotły pracują w systemie kaskadowym, idealnym rozwiązaniem jest  podłączenie kominów razem do kolektora zbiorczego. Do dyspozycji pozostaje komin koncentryczny (rys.2) i rozdzielony lub system typu B (pobór powietrza z pomieszczenia) (rys.3). 

 

Przy wspólnym podłączeniu kominów należy bezwzględnie pamiętać o zastosowaniu zaworów zwrotnych klapowych, które gwarantują, że w przypadku kiedy jeden kocioł pracuje a inny jest wyłączony, spaliny nie będą przedostawać się przez  wyłączony kocioł do kolektora powietrznego. Taka sytuacja przyczyniłaby się do nieprawidłowej  pracy,  a wręcz powodowałaby wyłączanie się awaryjne urządzeń.  Przykładowe maksymalne długości podane zostały w tabeli 1  poniżej.
Przy podłączeniach kotłów kondensacyjnych jeszcze jeden parametr jest istotny,  a mianowicie odprowadzenie powstającego kondensatu w przewodzie spalinowym. Ponieważ kotły są dostosowane do pracy ze spalinami „mokrymi”,  tak więc wykraplająca się para wodna ze spalin na powierzchni przewodów spalinowych nie jest szkodliwa. Należy ją odprowadzić  do kanalizacji, wykorzystując fabryczne wyprowadzenia w kotłach jak i na końcu systemu kominowego.

 

 

Dlaczego warto stosować  kaskadowe  kotły  kondensacyjne „małej” mocy?

Wybór  takiego rozwiązania podyktowany jest kilkoma czynnikami.  Do głównych możemy zaliczyć:
1)  brak potrzeby zgłoszenia kotłów do UDT,
2)  łatwość montażu i serwisowania,
3)  głęboka modulacja mocy,
4)  gwarancja nieprzerwanej pracy układu.

Ad 1) Często projektanci i inwestorzy szukają drogi „ucieczki” przed Urzędem Dozoru Technicznego, czyli zgłoszeniem kotła pod dozór ograniczony lub pełny. Warto tu wspomnieć, że dozorem technicznym objęte są m.in. kotły o mocy większej niż 70 kW, tak więc kaskada złożona z 3 kotłów o mocy 35 kW każdy nie podlega pod dozór (Dz.U. z 2000r. Nr 122 poz. 1321).
Ad 2) Montaż kaskady, w przeciwieństwie do montażu kotłów o dużej mocy, nie różni się wiele od montażu standardowych kotłów w domach jednorodzinnych, tak więc bez obaw każdy instalator podejmie się takiego zadania. Późniejsza konserwacja czy też naprawa również nie nastręcza trudności, gdyż części zamienne są łatwo dostępne.
Ad 3) Należy pamiętać o dodatkowej zalecie zastosowania kaskadowych rozwiązań, a mianowicie o bardzo głębokiej modulacji mocy, np. dla 3 kotłów 35 kW zakres modulacji może wynosić  od 10 kW do 105 kW, co jest bardzo ważne na przykład w okresie letnim, gdy podgrzewamy tylko c.w.u.
Ad 4) Pamiętajmy, że nie psują się tylko te urządzenia, które nie zostały sprzedane. Tak więc jeżeli mamy do dyspozycji nie jedno,  a więcej urządzeń podłączonych w kaskadzie, to prawdopodobieństwo, że w pensjonacie czy w przedszkolu zabraknie c.w.u. ze względu na awarię jest minimalne. Jeżeli powstanie usterka w jednym urządzeniu, to pozostałe nadal pracują.
Na koniec warto jeszcze dodać, że oprócz wszystkich wspomnianych zalet powyższe rozwiązanie niejednokrotnie jest znacznie tańsze, porównując wszystkie koszty, jakie należy ponieść  podczas realizacji, jak i późniejszej eksploatacji. 

W artykule wykorzystano materiały techniczne marki Beretta

 

 

 

 

Instalnews - bezpłatny biuletyn e-czasopisma InstalReporter 4/2017 6/2016 2/2016