Caldera de gas condensant: característiques específiques d’acció, avantatges i contres + diferència respecte dels models clàssics

Els venedors de generadors de calor tipus condensació declaren que l’eficiència de l’equip innovador que se’ns ofereix supera el 100%. Però heu de reconèixer, això és lleugerament contrari a la llei de conservació de l’energia, coneguda per tots nosaltres des del curs de física escolar. Quin és el misteri?

D'una banda, aquestes declaracions representen un complot per part dels venedors. Tot i això, d’altra banda, hi ha una gran quantitat de veritat en les assegurances de compradors que convencen el comprador. Analitzarem amb detall com s’ordena la caldera de condensació: els avantatges i els inconvenients, les seves particularitats de treball i disseny mereixen un estudi detallat.

Per tenir una idea completa del tipus d'equip de condensació, ho comparem amb la forma clàssica d'un generador d'energia tèrmica. Aquí teniu les característiques de la seva connexió i funcionament. Revelar els secrets del rendiment ultra alt.

Caldera de condensació de gas

L’elevada eficiència del generador de calor de gas condensat es garanteix de 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 transportador de calor. I el segon també afegeix la calor de la recuperació de gasos d’escapament.

Les calderes condensadores funcionen amb "combustible blau":

• principal (barreja de gas amb predomini de metà);
• dipòsit de gas o globus (una barreja de propà i butà amb predomini del primer o del segon component).

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

Les calderes de gas condensadores són més cares que els models convencionals de convecció, però es beneficien dels costos de combustible reduint el consum de gas en un 20-30%

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

En aquest sentit, el gas “hivern” per a un dipòsit de gas proporciona una producció d’eficiència lleugerament superior a la d’un “estiu”, ja que el component propà en el primer cas és més elevat.

A diferència d’una caldera de gas condensant, a la part de convecció de l’energia tèrmica entren a la xemeneia junt amb els productes de combustió. Per tant, l’eficiència dels dissenys clàssics és a la regió del 90%. Es pot augmentar més alt, però tècnicament massa difícil.

Econòmicament, això no està justificat. Però en els condensadors, la calor que es rep del gas cremat s’utilitza de manera més racional i completa, ja que la calor generada durant el processament del vapor s’acumula i es transfereix sistema de calefacció. Així, el refrigerant s’escalfa addicionalment, cosa que permet reduir el consum de combustible per 1 kW de calor rebut.

Dispositiu i principi de funcionament

Per disseny, la caldera de condensació és, en molts aspectes, similar a una analògica de convecció amb una cambra de combustió tancada. Només a dins s’hi complementa un intercanviador de calor secundari i una unitat de recuperació.

Les característiques principals del dispositiu generador de calor en condensació són la presència d’un segon intercanviador de calor i una cambra de combustió tancada amb un ventilador

La caldera de condensació de gas consta de:

• cambres tancades de combustió amb cremador modulat;
• intercanviador de calor primari núm. 1;
• cambres de refrigeració d'escapament fins a + 56-57 ⁰C (punt de rosada);
• intercanviador de calor de condensació secundari núm. 2;
• xemeneia;
• ventilador d’alimentació d’aire;
• dipòsit de condensats i el seu sistema de drenatge.

Els equips en qüestió estan gairebé sempre equipats amb una bomba de circulació integrada refrigerant. L'opció habitual amb un flux natural d'aigua a través de canonades de calefacció és poc útil aquí. Si no hi ha cap bomba al kit, haureu de preveure-ho definitivament quan es prepari el projecte de canonades de la caldera.

Percentatge addicional d’eficàcia per a la caldera de condensació es forma com a resultat d’escalfar el retorn degut al refredament de gasos d’escapament a la xemeneia

Les calderes de condensador en venda són d’un sol circuit i bypassaixí com versions de terra i paret. En aquest sentit, no tenen diferències respecte dels models de convecció clàssics.

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

1. L’aigua escalfada rep la calor principal a l’intercanviador de calor nº 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 resultat de la condensació dels productes de combustió a l'intercanviador de calor núm. 2, l'aigua refrigerada s'escalfa mitjançant la calor recuperada (estalviant fins a un 30% de combustible) i es remunta al número 1 en un nou cicle de circulació.

Per controlar amb precisió la temperatura dels gasos d’escapament, les calderes a condensació sempre estan equipades amb un cremador modulador amb una cursa de potència del 20 al 100% i un ventilador d’alimentació d’aire.

Nuances de funcionament: condensat i xemeneia

En una caldera de convecció, la combustió de gas natural produeix CO₂, els òxids de nitrogen i el vapor només es refreden fins a 140-160 ⁰C. Si les refredeu més baixes, el cabell caurà a la xemeneia, començarà a formar-se condensat agressiu i el cremador s’apagarà.

Tal desenvolupament, tots els fabricants generadors de calor clàssics de gas busqueu evitar per maximitzar la seguretat del treball, així com allargar la vida 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 requeriments de resistència a la calor del material de la canonada de la xemeneia, però d’altra banda imposa restriccions a la seva elecció en termes de resistència als efectes dels àcids.

Els gasos d’escapament de la caldera de gas durant la refrigeració formen un condensat agressiu d’acidesa elevada, que corroeix fàcilment fins i tot l’acer

Els intercanviadors de calor dels generadors de calor en condensació es componen de:

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

Tots dos materials han millorat la resistència a l’àcid. La fosa i l'acer ordinari no són adequats per a condensadors.

La xemeneia de la caldera de condensació només es pot instal·lar en acer inoxidable o plàstic resistent a l’àcid. Els maons, ferro i altres xemeneies per a aquests equips no són adequats.

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

Quan funciona una caldera de condensació amb una capacitat de 35-40 kW, es formen uns 4-6 litres de condensat. La producció simplificada és d’aproximadament 0,14-0,15 litres per 1 kW d’energia tèrmica.

De fet, es tracta d’un àcid feble, que està prohibit drenar a una claveguera autònoma, ja que destruirà els bacteris implicats en el processament de residus. Sí, i abans d’abocar-lo a un sistema centralitzat, es recomana diluir primer amb aigua en una proporció de fins a 25: 1. I després podeu eliminar-lo sense por de destruir la canonada.

Si la caldera s’instal·la a una cabana amb una fossa sèptica o VOC, primer s’ha de neutralitzar el condensat. En cas contrari, matarà tota la microflora del sistema de tractament autònom.

El “neutralitzador” es forma en un recipient amb fitxes de marbre amb un pes total de 20-40 kg. En passar per marbre, el condensat de la caldera augmenta de pH. El líquid es converteix en alcalí neutre o baix, ja no perillós per a bacteris del sèptic i per al material del mateix dipòsit. Cal canviar el farciment en aquest convertidor una vegada cada 4-6 mesos.

On és l'eficiència per sobre del 100%?

Quan indiquen l’eficiència d’una caldera de gas, els fabricants prenen com a base l’indicador de menor calor de la combustió de 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 consumeix completament en xemeneia, per tant no es té en compte.

Tanmateix, si afegiu la calor secundària a la condensació i el principal del gas natural cremat, sortirà més d’un 100% d’eficiència. No hi ha frau, només un petit truc.

Quan es calculi l’eficiència del valor calorífic més alt d’una caldera de convecció, estarà a la regió del 83–85%, i per a una caldera de condensació serà d’uns 95–97%.

De fet, l'eficiència "errònia" superior al 100% deriva del desig dels fabricants d'equips de generació de calor de comparar els indicadors comparats.

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

Pros i contres d’un escalfador de condensació

Entre els avantatges d’una caldera de condensació es troben:

1. Una reducció del 60–70% en el volum d’emissions nocives (la majoria de diòxid de carboni i òxids nítrics entren en condensat).
2. En comparació amb els models de convecció, estalvieu fins a un 30% de combustible per gas per 1 kW.
3. Petites dimensions dels equips de calefacció a gas amb la mateixa potència.
4. Baixa temperatura dels productes de combustió a la xemeneia (només uns 40 ⁰C)
5. La possibilitat d’instal·lar una cascada de diverses calderes.
6. Polivalència (adequada tant per escalfar radiadors com per a "terres càlids").
7. La presència d’una automatització intel·ligent i l’autonomia completa 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 poca potència menys sorolloses i que vibren durant el funcionament que models més potents.

Això simplifica la instal·lació de tot el sistema de calefacció i redueix la mida caldera de casa. A més, a causa de la possibilitat d’una regulació més flexible del procés de generació de calor, augmenta l’eficiència general de l’ús d’equips generadors de calor.

Els costos d’una caldera de condensació en comparació amb una caldera de convecció convencional es compensen en 5-6 anys a causa d’un estalvi en gas natural

Dels menors dels generadors de calor de condensació cal mencionar:

1. Un preu elevat per a equips (1,5–2 vegades superior al dels models de potència similar del tipus de convecció clàssica).
2. Problemes amb l’eliminació de condensats.
3. Disminució de l'eficiència quan s'utilitza la caldera en sistemes de calefacció a alta temperatura.
4. Volatilitat: l’electricitat és necessària perquè el ventilador, l’automatització i la bomba de circulació funcionin.
5. Prohibició d’utilitzar amb anticongelant.

Malgrat els importants costos a l’alça, la caldera de condensació es justifica des d’un punt de vista econòmic. Durant l'operació, va tornar més que tots els diners gastats originalment.

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

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Com funciona un generador de calor en condensació:

El dispositiu de les calderes de gas amb recuperació de vapor d'aigua:

Tots els avantatges de les calderes de condensació:

Si enteneu minuciosament com i segons quins principis funciona una caldera de condensació de gas, aleshores, a primera vista, l'eficàcia "incorrecta" del 108-110% esdevé força comprensible i justificada pels nombres.

Un generador de calor amb recuperació de gasos d’escapament és realment més eficient que el disseny clàssic. El seu únic inconvenient seriós és el condensat amb alta acidesa, que s'ha de disposar en algun lloc.

Escriviu comentaris al formulari següent. És possible que tingueu informació que pugui reomplir el fons d'informació presentat a l'article. Fes preguntes, comparteix la teva pròpia experiència en la selecció i el funcionament de calderes de condensació, publica una foto sobre el tema de l’article.