Caldera de gas de condensació: especificitats de funcionament, pros i contres + diferència dels models clàssics

Els venedors de generadors de calor de tipus condensació afirmen que l'eficiència dels equips innovadors que ens ofereixen supera el 100%. Però heu de reconèixer que això contradiu lleugerament la llei de conservació de l'energia, que tots ens coneixen des del curs de física de l'escola. Aleshores, quin és el misteri?

D'una banda, aquestes declaracions són una estratagema dels venedors. No obstant això, d'altra banda, hi ha un gra de veritat en les seves garanties que convencen al comprador. Analitzarem amb detall el funcionament d'una caldera de condensació: els avantatges i els inconvenients, el seu funcionament i disseny concrets mereixen un estudi detallat.

Per obtenir una comprensió completa del tipus d'equip de condensació, comparem-lo amb el tipus clàssic de generador d'energia tèrmica. Aquestes són les característiques de la seva connexió i funcionament. Revelem els secrets del rendiment ultra alt.

Caldera de gas de condensació

L'alta eficiència d'un generador de calor de gas de condensació està assegurada per la presència d'un intercanviador de calor addicional en el seu disseny. La primera unitat d'intercanvi de calor estàndard per a totes les calderes de calefacció transfereix l'energia del combustible cremat al refrigerant. I el segon afegeix a això la calor de la recuperació dels gasos d'escapament.

Les calderes de condensació funcionen amb "combustible blau":

• principal (mescles de gasos amb predomini de metà);
• dipòsit o bombona de gas (una mescla de propà i butà amb predomini del primer o segon component).

És acceptable utilitzar qualsevol tipus de gas.El més important és que el cremador està dissenyat per funcionar amb un tipus de combustible o un altre.

Les calderes de gas de condensació són més cares que els models de convecció convencionals, però les superen en costos de combustible reduint el consum de gas entre un 20 i un 30%

El generador de calor de condensació mostra la millor eficiència a l'hora de cremar metà. La barreja de propà-butà és lleugerament inferior aquí. A més, com més gran sigui la proporció de propà, millor.

En aquest sentit, el gas "d'hivern" per a un dipòsit de gas ofereix una eficiència de sortida lleugerament superior al gas "d'estiu", ja que el component de propà en el primer cas és més alt.

A diferència d'una caldera de gas de condensació, en una caldera de convecció, part de l'energia tèrmica entra a la xemeneia juntament amb els productes de la combustió. Per tant, els dissenys clàssics tenen una eficiència al voltant del 90%. És possible pujar-lo més amunt, però tècnicament és massa difícil.

Econòmicament això no està justificat. Però en els condensadors, la calor obtinguda de la combustió de gas s'utilitza de manera més racional i completa, ja que la calor alliberada durant el processament amb vapor s'acumula i es transfereix. sistema de calefacció. Això també escalfa el refrigerant, cosa que permet reduir el consum de combustible per 1 kW de calor rebut.

Disseny i principi de funcionament

El disseny d'una caldera de condensació és en molts aspectes similar al seu homòleg de convecció amb una cambra de combustió tancada. Només a l'interior es complementa amb un intercanviador de calor secundari i una unitat de recuperació.

Les característiques principals del disseny del generador de calor de condensació són la presència d'un segon intercanviador de calor i una cambra de combustió tancada amb un ventilador.

Una caldera de gas de condensació consta de:

• cambres de combustió tancades amb cremador modulant;
• intercanviador de calor primari no 1;
• càmeres de refrigeració de gasos d'escapament fins a +56–57 ⁰C (punt de rosada);
• intercanviador de calor de condensació secundària núm. 2;
• xemeneia;
• ventilador de subministrament d'aire;
• dipòsit de condensats i el seu sistema de drenatge.

L'equip en qüestió gairebé sempre està equipat amb una bomba de circulació integrada per refrigerant. L'opció habitual amb un flux natural d'aigua a través de canonades de calefacció no serveix de res aquí. Si la bomba no està inclosa al kit, definitivament caldrà proporcionar-la quan es prepari el projecte de canonades de la caldera.

Percentatges addicionals d'eficiència en una caldera de condensació es formen com a resultat de l'escalfament del retorn refredant els gasos d'escapament a la xemeneia.

Les calderes de condensació a la venda inclouen un sol circuit i doble circuit, així com en versions de terra i paret. En això no són diferents dels models de convecció clàssics.

El principi de funcionament d'una caldera de gas de condensació és el següent:

1. L'aigua escalfada rep la calor principal a l'intercanviador de calor núm. 1 de la combustió de gas.
2. A continuació, el refrigerant passa pel circuit de calefacció, es refreda i entra a la unitat d'intercanvi de calor secundària.
3. Com a conseqüència de la condensació dels productes de combustió a l'intercanviador de calor núm. 2, l'aigua refrigerada s'escalfa amb calor recuperat (estalviant fins a un 30% de combustible) i torna al núm. 1 en un nou cicle de circulació.

Per controlar amb precisió la temperatura dels gasos de combustió, les calderes de condensació sempre estan equipades amb un cremador modulant amb un rang de potència del 20 al 100% i un ventilador de subministrament d'aire.

Matisos de funcionament: condensat i xemeneia

En una caldera de convecció, els productes de combustió del gas natural CO₂, els òxids de nitrogen i el vapor només es refreden a 140–160 ⁰C. Si les refredes per sota, el tiratge a la xemeneia baixarà, començarà a formar-se una condensació agressiva i el cremador s'apagarà.

En aquest desenvolupament de la situació, tots els fabricants generadors de calor de gas clàssics s'esforcen per evitar per tal de maximitzar la seguretat operativa, així com allargar la vida útil dels seus equips.

En una caldera de condensació, la temperatura dels gasos de la xemeneia oscil·la al voltant dels 40 ⁰C. D'una banda, això redueix els requisits de resistència a la calor del material tub de xemeneia, però d'altra banda, imposa restriccions a la seva elecció pel que fa a la resistència als àcids.

Quan es refreden, els gasos d'escapament d'una caldera de gas formen un condensat agressiu i molt àcid, que corroeix fàcilment fins i tot l'acer.

Els intercanviadors de calor dels generadors de calor de condensació estan fets de:

• acer inoxidable;
• silumin (alumini amb silici).

Tots dos materials tenen característiques resistents als àcids millorades. El ferro colat i l'acer normal són completament inadequats per als dipòsits de condensadors.

El tub de la xemeneia d'una caldera de condensació només es pot instal·lar d'acer inoxidable o plàstic resistent a l'àcid. Les xemeneies de maó, ferro i altres no són adequades per a aquests equips.

Durant la recuperació, es forma condensat a l'intercanviador de calor secundari, que és una solució àcida feble i s'ha d'eliminar de l'escalfador d'aigua.

Quan funciona una caldera de condensació amb una potència de 35-40 kW, es formen uns 4-6 litres de condensat. Simplificat, arriba a uns 0,14-0,15 litres per 1 kW d'energia tèrmica.

De fet, es tracta d'un àcid feble, que està prohibit abocar a un sistema de clavegueram autònom, ja que destruirà els bacteris implicats en el processament de residus. I abans de descarregar en un sistema centralitzat, es recomana diluir primer amb aigua en una proporció de fins a 25:1.I després podeu treure'l sense por de destruir la canonada.

Si la caldera s'instal·la en una casa amb una fossa sèptica o COV, primer s'ha de neutralitzar el condensat. En cas contrari, matarà tota la microflora del sistema de tractament autònom.

El "neutralitzador" es fa en forma d'un recipient amb estelles de marbre amb un pes total de 20-40 kg. A mesura que el condensat de la caldera passa pel marbre, el seu pH augmenta. El líquid esdevé neutre o poc alcalí, ja no és perillós per als bacteris de la fossa sèptica i per al propi material del dipòsit. El farciment d'aquest neutralitzador s'ha de canviar cada 4-6 mesos.

D'on ve l'eficiència superior al 100%?

Quan indiquen l'eficiència de funcionament d'una caldera de gas, els fabricants prenen com a base l'indicador del menor poder calorífic del gas sense tenir en compte la calor generada durant la condensació del vapor d'aigua. En un generador de calor per convecció, aquest últim, juntament amb aproximadament el 10% de l'energia tèrmica, es perd completament per tub de xemeneia, per tant no es té en compte.

Tanmateix, si sumeu la calor secundària de condensació i la calor principal del gas natural cremat, obtindreu una mica més d'eficiència del 100%. Cap estafa, només números una mica complicats.

Quan es calcula l'eficiència en funció del poder calorífic més alt d'una caldera de convecció, serà al voltant del 83-85%, i per a una caldera de condensació serà d'un 95-97%

En essència, l'eficiència "equivocada" per sobre del 100% sorgeix del desig dels fabricants d'equips de generació de calor de comparar indicadors comparables.

És que en un dispositiu de convecció no es considera gens el "vapor d'aigua", però en un dispositiu de condensació s'ha de tenir en compte. D'aquí les lleus discrepàncies amb la lògica de la física bàsica que s'ensenya a l'escola.

Pros i contres d'un escalfador de condensació

Els avantatges d'una caldera de condensació inclouen:

1. Reducció d'emissions nocives entre un 60 i un 70% (la major part del diòxid de carboni i els òxids de nitrogen es converteixen en condensats).
2. En comparació amb els models de convecció, estalvi de fins a un 30% de gasolina per 1 kW generat.
3. Dimensions més petites dels equips de calefacció de gas amb la mateixa potència.
4. Baixa temperatura dels productes de combustió a la xemeneia (només uns 40 ⁰AMB).
5. Possibilitat d'instal·lar una cascada de diverses calderes.
6. Versatilitat (apte tant per a radiadors de calefacció com per a "terres càlids").
7. La presència de l'automatització intel·ligent i la total autonomia del generador de calor de gas sense intervenció humana.

Un sistema en cascada de dos o tres generadors de calor permet instal·lar calderes de baixa potència que fan menys soroll i vibren durant el funcionament que els models més potents.

Això simplifica la instal·lació de tot el sistema de calefacció i permet reduir les dimensions. sala de calderes de casa. A més, gràcies a la possibilitat d'una regulació més flexible del procés de generació de calor, augmenta l'eficiència global de l'ús d'equips generadors de calor.

Els costos d'una caldera de condensació, en comparació amb una caldera de convecció convencional, es recuperen en 5-6 anys a causa de l'estalvi de gas natural.

Els desavantatges dels generadors de calor de condensació inclouen:

1. Preu elevat per a equips (1,5-2 vegades més alt que els models clàssics de convecció de potència similar).
2. Problemes amb l'eliminació de condensats.
3. Reducció de l'eficiència en utilitzar la caldera en sistemes de calefacció d'alta temperatura.
4. Dependència energètica: el ventilador, l'automatització i la bomba de circulació requereixen electricitat per funcionar.
5. Prohibit ús amb anticongelants.

Malgrat els importants costos inicials, una caldera de condensació està força justificada des del punt de vista econòmic. Durant el funcionament, retorna amb escreix tots els diners gastats inicialment.

A Rússia, aquest equip encara no està molt estès. Una caldera de gas amb recuperació encara és massa inusual i poc estudiada al nostre mercat. Però l'interès per aquests generadors de calor està creixent gradualment.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Com funciona un generador de calor de condensació:

Construcció de calderes de gas amb recuperació de vapor d'aigua:

Tots els avantatges de les calderes de condensació:

Si enteneu acuradament com i amb quins principis funciona una caldera de condensació de gas, a primera vista, l'eficiència "incorrecta" del 108-110% es fa bastant comprensible i justificada per les xifres.

Un generador de calor amb recuperació de gasos d'escapament és realment més eficient en comparació amb el disseny clàssic. El seu únic inconvenient greu és el condensat molt àcid, que s'ha de llençar en algun lloc.

Si us plau, escriviu els comentaris al formulari de bloc següent. És possible que tingueu informació que pugui complementar l'estoc d'informació que es presenta a l'article. Feu preguntes, compartiu la vostra pròpia experiència en l'elecció i el funcionament de calderes de condensació, publiqueu fotos sobre el tema de l'article.