Brennwertkessel: Besonderheiten, Vor- und Nachteile + Unterschied zu klassischen Modellen

Verkäufer von Kondensationswärmeerzeugern erklären, dass der Wirkungsgrad der uns angebotenen innovativen Geräte 100% übersteigt. Aber Sie müssen zugeben, dass dies leicht gegen das Gesetz der Energieerhaltung verstößt, das uns allen aus dem Schulphysikkurs bekannt ist. Was ist das Geheimnis?

Einerseits sind solche Aussagen ein Trick von Vermarktern. Auf der anderen Seite liegt jedoch ein Körnchen Wahrheit in ihren Zusicherungen von Käufern, die den Käufer überzeugen. Wir werden detailliert analysieren, wie der Brennwertkessel angeordnet ist: Die Vor- und Nachteile, die Besonderheiten der Arbeit und des Designs verdienen eine detaillierte Untersuchung.

Um einen vollständigen Überblick über die Art der Kondensation zu erhalten, vergleichen wir sie mit der klassischen Form eines Wärmeenergieerzeugers. Hier sind die Merkmale der Verbindung und des Betriebs. Enthülle die Geheimnisse der Ultrahochleistung.

Gaskondensationskessel

Der hohe Wirkungsgrad des Kondensationsgas-Wärmeerzeugers wird durch das Vorhandensein eines zusätzlichen Wärmetauschers in seiner Konstruktion sichergestellt. Die erste Wärmeaustauscheinheit, die für alle Heizkessel Standard ist, überträgt die Energie des verbrannten Brennstoffs auf den Wärmeträger. Und die zweite fügt noch die Wärme aus der Abgasrückgewinnung hinzu.

Brennwertkessel werden mit "blauem Brennstoff" betrieben:

• Haupt (Gasgemisch mit einem überwiegenden Anteil an Methan);
• Gastank oder Ballon (eine Mischung aus Propan und Butan mit einem überwiegenden Anteil der ersten oder zweiten Komponente).

Es ist zulässig, jede Art von Gas zu verwenden. Die Hauptsache ist, dass der Brenner für die Arbeit mit der einen oder anderen Brennstoffart ausgelegt ist.

Brennwertkessel sind teurer als herkömmliche Konvektionsmodelle, profitieren jedoch von den Brennstoffkosten, indem sie den Gasverbrauch um 20 bis 30% senken

Der Kondensationswärmegenerator zeigt den besten Wirkungsgrad beim Verbrennen von Methan. Das Propan-Butan-Gemisch ist hier etwas minderwertig. Darüber hinaus ist es umso besser, je größer der Propananteil ist.

In dieser Hinsicht liefert "Winter" -Gas für einen Gastank einen etwas höheren Wirkungsgrad als ein "Sommer" -Gas, da die Propankomponente im ersten Fall höher ist.

Im Gegensatz zu einem Brennwertkessel gelangt bei der Konvektion ein Teil der Wärmeenergie zusammen mit den Verbrennungsprodukten in den Schornstein. Daher liegt der Wirkungsgrad klassischer Designs im Bereich von 90%. Sie können es höher anheben, aber technisch zu schwierig.

Wirtschaftlich ist dies nicht gerechtfertigt. In Kondensatoren wird die vom brennenden Gas erhaltene Wärme jedoch rationaler und vollständiger genutzt, da die bei der Verarbeitung von Dampf entstehende Wärme akkumuliert und übertragen wird Heizsystem. Somit wird das Kühlmittel zusätzlich erwärmt, wodurch der Kraftstoffverbrauch pro 1 kW empfangener Wärme gesenkt werden kann.

Gerät und Funktionsprinzip

Der Brennwertkessel ähnelt konstruktionsbedingt in vielerlei Hinsicht einem Konvektionsanalogon mit geschlossener Brennkammer. Nur im Inneren wird es durch einen Sekundärwärmetauscher und eine Rückgewinnungseinheit ergänzt.

Die Hauptmerkmale der Brennwertgeneratorvorrichtung sind das Vorhandensein eines zweiten Wärmetauschers und einer geschlossenen Brennkammer mit einem Ventilator

Der Gaskondensationskessel besteht aus:

• geschlossene Brennkammern mit moduliertem Brenner;
• Primärwärmetauscher Nr. 1;
• Abgaskühlkammern bis + 56–57 ⁰C (Taupunkt);
• Sekundärkondensationswärmetauscher Nr. 2;
• Schornstein;
• Luftversorgungsventilator;
• Kondensatbehälter und sein Entwässerungssystem.

Das betreffende Gerät ist fast immer mit einer integrierten Umwälzpumpe ausgestattet Kühlmittel. Die übliche Option mit einem natürlichen Wasserfluss durch Heizungsrohre nützt hier wenig. Wenn das Kit keine Pumpe enthält, muss diese bei der Vorbereitung des Kesselrohrleitungsprojekts unbedingt bereitgestellt werden.

Ein zusätzlicher prozentualer Wirkungsgrad für den Brennwertkessel entsteht durch die Erwärmung des Rücklaufs aufgrund der Abkühlung der Abgase im Schornstein

Zum Verkauf stehende Brennwertkessel sind einkreisig und Bypasssowie Boden- und Wandversionen. Dabei unterscheiden sie sich nicht von klassischen Konvektionsmodellen.

Das Funktionsprinzip eines Brennwertkessels ist wie folgt:

1. Erwärmtes Wasser erhält die Hauptwärme im Wärmetauscher Nr. 1 aus der Gasverbrennung.
2. Dann passiert das Kühlmittel den Heizkreis, kühlt ab und tritt in die sekundäre Wärmeaustauscheinheit ein.
3. Durch die Kondensation der Verbrennungsprodukte im Wärmetauscher Nr. 2 wird das gekühlte Wasser durch die zurückgewonnene Wärme erwärmt (Einsparung von bis zu 30% Kraftstoff) und geht in einem neuen Kreislauf auf Nr. 1 zurück.

Um die Temperatur der Abgase präzise zu regeln, sind Brennwertkessel immer mit einem Modulationsbrenner mit einem Hub von 20 bis 100% und einem Luftzufuhrventilator ausgestattet.

Betriebsnuancen: Kondensat und Schornstein

In einem Konvektionskessel werden Erdgasverbrennungsprodukte CO₂Stickoxide und Dampf werden nur auf 140–160 abgekühlt ⁰C. Wenn Sie sie niedriger abkühlen, fällt Zugluft in den Schornstein, es bildet sich aggressives Kondensat und der Brenner geht aus.

Eine solche Entwicklung haben alle Hersteller klassische Gaswärmegeneratoren versuchen zu vermeiden, um die Sicherheit der Arbeit zu maximieren und die Lebensdauer ihrer Geräte zu verlängern.

In einem Brennwertkessel schwankt die Temperatur der Gase im Schornstein um 40 ° C. ⁰Dies verringert einerseits die Anforderungen an die Wärmebeständigkeit des Materials des Kaminrohrs, andererseits schränkt es seine Wahl hinsichtlich der Beständigkeit gegen die Auswirkungen von Säuren ein.

Die Abgase aus dem Gaskessel bilden beim Abkühlen ein aggressives Kondensat mit hohem Säuregehalt, das auch Stahl leicht angreift

Wärmetauscher in Brennwertgeneratoren bestehen aus:

• Edelstahl;
• Silumin (Aluminium mit Silizium).

Beide Materialien haben eine erhöhte Säurebeständigkeit. Gusseisen und gewöhnlicher Stahl sind überhaupt nicht für Kondensatoren geeignet.

Der Schornstein für den Brennwertkessel darf nur aus Edelstahl oder säurebeständigem Kunststoff eingebaut werden. Ziegel, Eisen und andere Schornsteine ​​für solche Geräte sind nicht geeignet.

Während der Rückgewinnung bildet sich im Sekundärwärmetauscher Kondensat, das eine schwache Säurelösung darstellt und aus dem Warmwasserbereiter entfernt werden muss

Wenn ein Brennwertkessel mit einer Leistung von 35 bis 40 kW in Betrieb ist, entstehen etwa 4 bis 6 Liter Kondensat. Die vereinfachte Leistung beträgt ca. 0,14 bis 0,15 Liter pro 1 kW Wärmeenergie.

Tatsächlich ist dies eine schwache Säure, die nicht in einen autonomen Abwasserkanal abgelassen werden darf, da sie die an der Abfallverarbeitung beteiligten Bakterien zerstört. Ja, und bevor Sie in ein zentrales System entsorgen, wird empfohlen, dass Sie zuerst mit Wasser in einem Verhältnis von bis zu 25: 1 verdünnen. Und dann können Sie es entfernen, ohne befürchten zu müssen, das Rohr zu zerstören.

Wenn der Kessel in einer Hütte mit Klärgrube oder VOC installiert ist, muss das Kondensat zuerst neutralisiert werden. Andernfalls wird die gesamte Mikroflora im autonomen Behandlungssystem abgetötet.

Der „Neutralisator“ besteht aus einem Behälter mit Marmorsplittern mit einem Gesamtgewicht von 20–40 kg. Beim Durchgang durch Marmor steigt der pH-Wert des Kondensats aus dem Kessel an. Die Flüssigkeit wird neutral oder niedrig alkalisch und ist bereits für Bakterien in der Klärgrube und für das Material des Sumpfes selbst ungefährlich. Es ist erforderlich, den Füllstoff in einem solchen Konverter alle 4-6 Monate zu wechseln.

Wo liegt der Wirkungsgrad über 100%?

Bei der Angabe des Wirkungsgrads eines Gaskessels berücksichtigen die Hersteller den Indikator für eine geringere Gasverbrennungswärme, ohne die bei der Kondensation von Wasserdampf entstehende Wärme zu berücksichtigen. In einem Konvektionswärmegenerator wird letzterer zusammen mit ungefähr 10% der Wärmeenergie vollständig verbraucht SchornsteinDaher wird dies nicht berücksichtigt.

Wenn Sie jedoch die Kondensations-Sekundärwärme und die Hauptwärme aus dem verbrannten Erdgas hinzufügen, wird ein Wirkungsgrad von mehr als 100% erzielt. Kein Betrug, nur ein kleiner Trick in Zahlen.

Bei der Berechnung des Wirkungsgrads des höchsten Heizwerts eines Konvektionskessels liegt dieser im Bereich von 83–85% und bei einem Brennwertkessel bei 95–97%.

Tatsächlich ergibt sich der „falsche“ Wirkungsgrad über 100% aus dem Wunsch der Hersteller von Wärmeerzeugungsanlagen, die verglichenen Indikatoren zu vergleichen.

Es ist nur so, dass in einem Konvektionsgerät „Wasserdampf“ überhaupt nicht berücksichtigt wird, sondern in einem Kondensationsgerät berücksichtigt werden muss. Daher die kleinen Abweichungen von der Logik der in der Schule gelehrten Grundphysik.

Vor- und Nachteile eines Kondensationsheizgeräts

Zu den Vorteilen eines Brennwertkessels gehören:

1. Reduzierung des Volumens der schädlichen Emissionen um 60–70% (der größte Teil des Kohlendioxids und der Stickoxide geht in Kondensat über).
2. Im Vergleich zu Konvektionsmodellen können bis zu 30% des Kraftstoffs pro erzeugter 1 kW eingespart werden.
3. Kleinere Abmessungen von Gasheizgeräten bei gleicher Leistung.
4. Niedrige Temperatur von Verbrennungsprodukten im Schornstein (nur ca. 40 ⁰C)
5. Die Möglichkeit, eine Kaskade aus mehreren Kesseln zu installieren.
6. Vielseitigkeit (geeignet sowohl für Heizkörper als auch für "warme Böden").
7. Das Vorhandensein einer intelligenten Automatisierung und die vollständige Autonomie des Gaswärmegenerators ohne menschliches Eingreifen.

Mit einem Kaskadensystem aus zwei oder drei Wärmeerzeugern können Sie Kessel mit geringem Stromverbrauch installieren, die im Betrieb weniger laut und vibrierend sind als leistungsstärkere Modelle.

Dies vereinfacht die Installation des gesamten Heizungssystems und reduziert die Größe Hauskessel. Aufgrund der Möglichkeit einer flexibleren Regelung des Wärmeerzeugungsprozesses wird außerdem die Gesamteffizienz des Einsatzes von Wärmeerzeugungsanlagen erhöht.

Die Kosten eines Brennwertkessels im Vergleich zu einem herkömmlichen Konvektionskessel werden in 5 bis 6 Jahren durch Einsparungen bei Erdgas gesenkt

Von den Minuspunkten von Kondensationswärmeerzeugern sind zu nennen:

1. Ein hoher Preis für Geräte (1,5–2-mal höher als bei Modellen mit ähnlicher Leistung des klassischen Konvektionstyps).
2. Probleme bei der Kondensatentsorgung.
3. Verminderter Wirkungsgrad bei Verwendung des Kessels in Hochtemperaturheizsystemen.
4. Flüchtigkeit - Für den Betrieb des Lüfters, der Automatisierung und der Umwälzpumpe ist Strom erforderlich.
5. Verbot der Verwendung mit Frostschutzmittel.

Trotz der erheblichen Vorlaufkosten ist der Brennwertkessel aus wirtschaftlicher Sicht gerechtfertigt. Während des Betriebs gibt er mehr als das gesamte ursprünglich ausgegebene Geld zurück.

In Russland ist eine solche Ausrüstung noch nicht weit verbreitet. Der Gaskessel mit Rückgewinnung ist in unserem Markt noch zu ungewöhnlich und wenig erforscht. Das Interesse an solchen Wärmeerzeugern wächst jedoch allmählich.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Wie funktioniert ein Brennwertgenerator:

Die Vorrichtung von Gaskesseln mit Wasserdampfrückgewinnung:

Alle Vorteile von Brennwertkesseln:

Wenn Sie genau verstehen, wie und nach welchen Prinzipien ein Gaskondensationskessel funktioniert, wird der „falsche“ Wirkungsgrad von 108–110% auf den ersten Blick durch die Zahlen verständlich und gerechtfertigt.

Ein Wärmeerzeuger mit Abgasrückgewinnung ist tatsächlich effizienter als das klassische Design. Der einzige schwerwiegende Nachteil ist Kondensat mit hohem Säuregehalt, das irgendwo entsorgt werden muss.

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