Aplikace stacionárních kondenzačních kotlů WOLF MGK-2 ve stávajících soustavách
Otopné soustavy osazené zdroji vyšších výkonů bývají složeny z různých materiálů, kovů s různými vlastnostmi a při předchozím provozu již i v různých fázích koroze či zanesení vodním kamenem a korozními produkty. Nelze zaručit dostatečnou plynotěsnost soustavy a mnohdy je provedení rozvodů v podlahách a stěnách objektů velkou neznámou.
Aplikace v rozsáhlých otopných soustavách přináší problémy s dodržením požadované kvality oběhové vody a s dodržením technologické kázně při údržbě otopné soustavy. Proplach a výměna vody v soustavě při instalaci nových zdrojů tepla je, se zvětšujícím se objemem soustavy, problémem, přináší provozní prostoje, značné investiční i provozní náklady a výsledek nebývá uspokojivý.
Moderní kondenzační kotle se vyznačují maximální dosažitelnou účinností, avšak za cenu použití materiálů s minimálním teplotním odporem a při značných výkonech přestupu tepla teplosměnnými plochami. Zmenšují se podstatně rozměry kotlů, ale zvyšují se nároky na provoz, údržbu, ale i kvalitu oběhové vody.
Teplosměnné plochy kotle jsou při velkých tepelných tocích mnohem zranitelnější usazováním všech nerozpustných solí a možností chemických reakcí při vysoké vodivosti oběhové vody.
Vhodným a technicky čistým řešením, které uvedené negativní vlivy potlačuje, je tlakové oddělení zdroje tepla a otopné soustavy. Jako kompletní řešení, aktuálně jako novinka v nabídce značky Wolf, s kotli MGK-2 o výkonu od 130 kW do 1000 kW (v kaskádě až 5 MW).
Na straně zdrojů tepla obíhá velmi malé množství vody, která má konkrétní a jednoduše udržitelné složení. Oddělením kotlového okruhu je zajištěna maximální možná ochrana kotlů.
- Je zajištěna plynotěsnost primárního rozvodu a je mnohem jednodušší plynotěsnost udržet, než je možné u objemné soustavy.
- Úprava vody pro malý objem odděleného kotlového okruhu je minimálně nákladově i provozně náročná.
- Teplota desek výměníku nepřesahuje 90°C, výměník se minimálně zanáší na sekundární straně nečistotami z otopné soustavy, přičemž sekundární strana deskového výměníku může být kdykoli vyčištěna recirkulací chemicky, aniž musí být vypouštěna oběhová voda či odstavena otopná soustava.
- Nedochází k chemické reakci s materiálem kotlů ve vodném roztoku oběhové vody.
- V oddělené otopné soustavě je možno používat jakékoli inhibitory koroze a chemické přísady aniž se poškodí materiál kotlů při vysokých teplotách na teplosměnných plochách.
Výměníky tepla k oddělení kotlového okruhu
Stacionární kondenzační kotel WOLF MGK-2 s výkonem 1000 kW má minimalizovanou instalační plochu, min. zastavěná plocha pouhých 6,9 m2
Nové řešení vs. staré; trend zmenšování kotlů, starý kotel ČKD s výkonem 800 resp. 1200 kW je téměř dvojnásobně větší než kompletní řešení s kotlem MGK-2 a oddělovacím výměníkem.
Samostatný tlakově oddělený okruh zdroje tepla.
Kotlový okruh je opatřen v pojistném úseku pojistným ventilem, odvzdušňovací armaturou a hrdly k připojení snímačů tlaku – vše sdruženo v pojistné skupině. Na vratném potrubí je instalováno kotlové čerpadlo, jehož výkon je řízen regulačními prostředky kotle podle výkonu kotle, nebo na konstantní teplotní spád. Potrubní rozvod je přes uzavírací armatury veden do primární strany deskového výměníku. Potrubí jsou opatřena přímými teploměry na otopném i vratném potrubí. Na sekundární straně oddělovacího výměníku je průtok zajištěn oběhovými čerpadly otopné soustavy.
Kotle (až 5 v kaskádě) jsou řízeny kaskádovým modulem Wolf KM‐2. Při použití kompletního systému WOLF WRS-2 je řízena celá soustava a výkon kaskády je regulován podle požadavků soustavy. Pokud je požadováno řízení nadřazeným systémem, pak je rozhraním mezi kotli a nadřazeným systémem modul KM-2, který přijímá napěťový signál 0 – 10V z nadřazené regulace. Pak je možno řídit kaskádu v závislosti napětí – výkon, nebo napětí – teplota. Řazení kotlů v kaskádě řídí modul Wolf KM‐2 na základě servisního nastavení parametrů.
Samostatným zařízením je demineralizační úpravna vody pro primární okruh. Kapacita úpravny je dána objemem ionexové náplně potřebné pro první naplnění primárního okruhu a minimálně úpravu jednoho objemu náplně vody. Používá se jednoduchý demineralizační filtr s armaturami, pohotovostním měřidlem vodivosti a vodoměrem.
Kaskáda dvou kotlů MGK-2 630 v zapojení s ochranou kotlů
Pohled na řešení
Pohled na řešení
Okruh předání tepla
Výměníky určené k tlakovému oddělení kotlového okruhu jsou stanoveny tak, aby sekundární strana měla co nejnižší odpor a minimálně ovlivňovala čerpací práci čerpadel otopných okruhů. Dalším důležitým parametrem je rozdíl teplot mezi primární a sekundární stranou výměníku, který by neměl převyšovat 3 – 5K. Sekundární strana výměníku se připojuje k rozdělovači výstupem otopné vody a ke sběrači vstupem vratné vody, aby bylo možné jeho cirkulační čištění bez odstavení otopné soustavy. Otopná soustava používá stávající expanzní systém a musí být opatřena pojistným zařízením.
Řízení a regulace
Principiálně je způsob regulace soustavy tlakově oddělené stejný, jako u soustavy s hydraulickým oddělovačem. Soustavy jsou v zásadě řízeny několika způsoby. Většinou je na straně odběru tepla požadována konstantní teplota a teplotní spád, úprava teploty se provádí až přímo u odběratelů. Další varianta využívá řízení podle venkovní teploty ekvitermními křivkami se zvýšením teploty při přípravě teplé vody. V obou uvedených případech je na primární straně požadována konkrétní teplota, je tedy možno řídit kaskádu (popřípadě jeden kotel) kaskádovým řadičem KM‐2 nadřazenou regulací nebo použít kompletní systém WOLF WRS-2. Snímač teploty pro řízení kotlového okruhu musí být instalován do výstupního potrubí otopné vody na sekundární straně výměníku tepla.
V případě externího řízení kaskády napěťovým signálem je na výběr regulace výkonu kaskády v závislosti na napětí – v tomto případě snímač společné teploty slouží k hlídání maximální teploty a sníží výkon kaskády bez ohledu na požadavek regulace tak, aby teplota nebyla překročena. Drhá varianta je řízení podle požadované teploty, v tomto případě musí byt snímač společné teploty modulu KM-2 instalován ve stejném místě, jako snímač nadřazené napěťové regulace.
Uvedení do provozu a optimalizace
Pro optimální provoz je nutno při uvádění do provozu provést základní nastavení kotle (kotlů), zejména hraničních teplot a výkonů a hranic výkonů čerpadla a nastavení modulu KM-2. Průtok na primární straně je regulovatelný s výkonem kotle na konstantní teplotní spád, popřípadě lineárně s výkonem kotle. Režim sekundární strany výměníku stanovují čerpadla otopných okruhů. Nejsou‐li použita regulovaná čerpadla je nezbytné hydraulické vyvážení a zajištění potřebného průtoku sekundární strany.
Sledování provozu
K zajištění optimalizačních procesů a sledování provozu je určen modul ISM7, které zajišťuje přímou komunikaci s kotli a regulačním systémem WOLF WRS-2 až do vrstvy parametrů kotlů a regulátorů. Modul je určen k dálkovému dohledu a okamžité optimalizaci provozu. K připojení je třeba pouze aktivní router v místě instalace, možné je připojení kabelem do routeru, nebo připojení prostřednictvím WiFi. Jednou z vynikajících funkcí ISM7 je generovaní průběhů vybraných veličin v čase a tvorba grafů.
Principiální schéma komplexního řešení WOLF
10 VÝHOD zapojení s ochranou kotlů
Stejná účinnost kotlů po celou dobu jejich životnosti.
Delší životnost kotlů v prostředí malého objemu kontrolované primární oběhové vody a zvýšení provozní spolehlivosti.
Snížení variabilních provozních nákladů (nižší náklady na údržbu vody v soustavě, nižší náklady snížením spotřeby el. energie, nižší náklady díky udržení stálé účinnosti, nižší náklady díky účinné regulaci).
Dokonalá plynotěsnost primárního rozvodu. Tlakovým oddělením kotlového okruhu je mnohem jednodušší plynotěsnost udržet, než u objemné soustavy.
Minimální náklady a náročnost na úpravu vody (malý objem kotlového okruhu a deskového výměníku).
Minimální zanášení výměníku na sekundární straně nečistotami z otopné soustavy (teplota desek oddělovacího výměníku nepřesahuje 90 °C).
Sekundární strana deskového výměníku může být kdykoli vyčištěna recirkulací chemicky, aniž musí být vypouštěna oběhová voda či odstavena otopná soustava.
Žádná chemická reakce s materiálem kotlů ve vodném roztoku oběhové vody.
V otopné soustavě je možno používat jakékoli inhibitory koroze a chemické přísady, aniž se poškodí materiál kotlů při vysokých teplotách na teplosměnných plochách.
Zvýšení účinnosti systému osazením oběhového čerpadla řízeného kotlem podle množství vyrobeného tepla.
Společnost WOLF Česká republika s.r.o působí na českém trhu více než 25 let a má za sebou množství referencí. Její dlouholeté působení je zárukou odbornosti. Své partnery (MF, PR) podporuje při projektování, optimalizaci návrhu, při realizaci, uvedení do ...