Chaudière gaz à condensation: spécificités d'action, avantages et inconvénients + différence par rapport aux modèles classiques

Les vendeurs de générateurs de chaleur à condensation déclarent que l'efficacité des équipements innovants qui nous sont proposés dépasse 100%. Mais vous devez admettre que cela est légèrement contraire à la loi de conservation de l'énergie, que nous connaissons tous depuis le cours de physique de l'école. Quel est donc le mystère?

D'une part, ces déclarations sont un stratagème par les commerçants. Cependant, d'un autre côté, il y a un grain de vérité dans leurs assurances d'acheteurs qui convainquent l'acheteur. Nous analyserons en détail la disposition de la chaudière à condensation: les avantages et inconvénients, ses spécificités de travail et de conception méritent une étude détaillée.

Afin d'avoir une idée complète du type d'équipement à condensation, nous le comparons à la forme classique d'un générateur d'énergie thermique. Voici les caractéristiques de sa connexion et de son fonctionnement. Révélez les secrets de l'ultra-haute performance.

Chaudière gaz à condensation

La haute efficacité du générateur de chaleur à gaz à condensation est assurée par la présence d'un échangeur de chaleur supplémentaire dans sa conception. La première unité d'échange de chaleur, standard pour toutes les chaudières de chauffage, transfère l'énergie du combustible brûlé au caloporteur. Et le second ajoute également à cela la chaleur de la récupération des gaz d'échappement.

Les chaudières à condensation fonctionnent au "fuel bleu":

• principal (mélange gazeux avec une prédominance de méthane);
• réservoir de gaz ou ballon (un mélange de propane et de butane avec une prédominance du premier ou du deuxième composant).

Autorisé à utiliser tout type de gaz. L'essentiel est que le brûleur soit conçu pour fonctionner avec l'un ou l'autre type de combustible.

Les chaudières à gaz à condensation sont plus chères que les modèles à convection conventionnels, mais elles bénéficient des coûts de combustible en réduisant la consommation de gaz de 20 à 30%

Le générateur de chaleur à condensation affiche la meilleure efficacité lors de la combustion de méthane. Le mélange propane-butane est ici légèrement inférieur. De plus, plus la proportion de propane est élevée, mieux c'est.

À cet égard, le gaz «d'hiver» pour un réservoir de gaz donne un rendement d'efficacité légèrement supérieur à celui «d'été», puisque la composante propane dans le premier cas est plus élevée.

Contrairement à une chaudière à gaz à condensation, dans la convection, une partie de l'énergie thermique entre dans la cheminée avec les produits de combustion. Par conséquent, l'efficacité des conceptions classiques est de l'ordre de 90%. Vous pouvez l'augmenter plus haut, mais techniquement trop difficile.

Sur le plan économique, cela n'est pas justifié. Mais dans les condenseurs, la chaleur reçue du gaz brûlé est utilisée de manière plus rationnelle et complète, car la chaleur générée lors du traitement de la vapeur est accumulée et transférée système de chauffage. Ainsi, le liquide de refroidissement est en plus chauffé, ce qui permet de réduire la consommation de carburant pour 1 kW de chaleur reçue.

Appareil et principe de fonctionnement

De par sa conception, la chaudière à condensation est à bien des égards similaire à un analogue de convection avec une chambre de combustion fermée. Seulement à l'intérieur, il est complété par un échangeur de chaleur secondaire et une unité de récupération.

Les principales caractéristiques du générateur de chaleur à condensation sont la présence d'un deuxième échangeur de chaleur et d'une chambre de combustion fermée avec ventilateur

La chaudière gaz à condensation se compose de:

• chambres de combustion fermées avec brûleur modulé;
• échangeur de chaleur primaire n ° 1;
• chambres de refroidissement d'échappement jusqu'à + 56–57 ⁰C (point de rosée);
• échangeur de chaleur à condensation secondaire n ° 2;
• cheminée;
• ventilateur d'alimentation en air;
• réservoir de condensat et son système de drainage.

L'équipement en question est presque toujours équipé d'une pompe de circulation intégrée pour liquide de refroidissement. L'option habituelle avec un écoulement naturel de l'eau à travers les tuyaux de chauffage est peu utile ici. S'il n'y a pas de pompe dans le kit, elle devra certainement être fournie lors de la préparation du projet de tuyauterie de la chaudière.

Pourcentage d'efficacité supplémentaire pour la chaudière à condensation résultant du chauffage du retour dû au refroidissement des gaz d'échappement dans la cheminée

Les chaudières à condensation à vendre sont à circuit unique et contournerainsi que des versions au sol et au mur. En cela, ils ne diffèrent pas des modèles de convection classiques.

Le principe de fonctionnement d'une chaudière gaz à condensation est le suivant:

1. L'eau chauffée reçoit la chaleur principale dans l'échangeur de chaleur n ° 1 de la combustion de gaz.
2. Ensuite, le liquide de refroidissement traverse le circuit de chauffage, se refroidit et pénètre dans l'unité d'échange thermique secondaire.
3. Du fait de la condensation des produits de combustion dans l'échangeur thermique n ° 2, l'eau refroidie est chauffée par la chaleur récupérée (économisant jusqu'à 30% de combustible) et revient au n ° 1 dans un nouveau cycle de circulation.

Pour contrôler avec précision la température des gaz d'échappement, les chaudières à condensation sont toujours équipées d'un brûleur modulant avec une course de puissance de 20 à 100% et d'un ventilateur d'alimentation en air.

Nuances de fonctionnement: condensat et cheminée

Dans une chaudière à convection, les produits de combustion de gaz naturel CO₂, les oxydes d'azote et la vapeur ne sont refroidis qu'à 140–160 ⁰C. Si vous les refroidissez plus bas, le courant d'air tombera dans la cheminée, du condensat agressif commencera à se former et le brûleur s'éteindra.

Une telle évolution, tous les fabricants générateurs de chaleur à gaz classiques chercher à éviter afin de maximiser la sécurité du travail, ainsi que de prolonger la durée de vie de leur équipement.

Dans une chaudière à condensation, la température des gaz dans la cheminée oscille autour de 40 ⁰C. D'une part, cela réduit les exigences de résistance à la chaleur du matériau du tuyau de cheminée, mais d'autre part il impose des restrictions sur son choix en termes de résistance aux effets des acides.

Les gaz d'échappement de la chaudière à gaz pendant le refroidissement forment un condensat agressif avec une acidité élevée, qui corrode facilement même l'acier

Les échangeurs de chaleur dans les générateurs de chaleur à condensation sont fabriqués à partir de:

• acier inoxydable;
• silumin (aluminium avec silicium).

Ces deux matériaux ont une résistance accrue aux acides. La fonte et l'acier ordinaire ne conviennent pas du tout aux condensateurs.

La cheminée de la chaudière à condensation ne doit être installée qu'en acier inoxydable ou en plastique résistant aux acides. Les cheminées en brique, en fer et autres pour un tel équipement ne conviennent pas.

Pendant la récupération, du condensat se forme dans l'échangeur de chaleur secondaire, qui est une solution d'acide faible et doit être retiré du chauffe-eau

Lorsqu'une chaudière à condensation d'une capacité de 35 à 40 kW fonctionne, environ 4 à 6 litres de condensat se forment. La production simplifiée est d'environ 0,14 à 0,15 litre pour 1 kW d'énergie thermique.

En fait, il s'agit d'un acide faible, dont il est interdit de s'écouler dans un égout autonome, car il détruira les bactéries impliquées dans le traitement des déchets. Oui, et avant de déverser dans un système centralisé, il est recommandé de diluer d'abord avec de l'eau dans une proportion allant jusqu'à 25: 1. Et puis vous pouvez le retirer sans craindre de détruire le tuyau.

Si la chaudière est installée dans un chalet avec une fosse septique ou des COV, le condensat doit d'abord être neutralisé. Sinon, il tuera toute la microflore du système de traitement autonome.

Le «neutralisant» se présente sous la forme d'un récipient avec des éclats de marbre d'un poids total de 20 à 40 kg. Lors du passage à travers le marbre, le condensat de la chaudière augmente de pH. Le liquide devient neutre ou faiblement alcalin, déjà non dangereux pour les bactéries dans la fosse septique et pour le matériau du puisard lui-même. Il est nécessaire de changer la charge dans un tel convertisseur une fois tous les 4-6 mois.

Où est l'efficacité au-dessus de 100%?

Lorsqu'ils indiquent l'efficacité d'une chaudière à gaz, les fabricants prennent comme indicateur la baisse de la chaleur de combustion du gaz sans prendre en compte la chaleur générée lors de la condensation de la vapeur d'eau. Dans un générateur de chaleur à convection, ce dernier, avec environ 10% de l'énergie thermique, est entièrement consommé cheminée, par conséquent, il n'est pas pris en compte.

Cependant, si vous ajoutez la chaleur secondaire de condensation et la principale du gaz naturel brûlé, alors plus de 100% d'efficacité sortiront. Pas de fraude, juste un petit truc en chiffres.

Lors du calcul de l'efficacité de la valeur calorifique la plus élevée d'une chaudière à convection, elle sera de l'ordre de 83 à 85%, et pour une chaudière à condensation, elle sera d'environ 95 à 97%.

En fait, le «mauvais» rendement supérieur à 100% découle de la volonté des fabricants d'équipements de production de chaleur de comparer les indicateurs comparés.

C'est juste que dans un appareil à convection, la "vapeur d'eau" n'est pas du tout prise en compte, mais elle doit être prise en compte dans un appareil à condensation. D'où les petites divergences avec la logique de la physique de base enseignée à l'école.

Avantages et inconvénients d'un chauffage à condensation

Parmi les avantages d'une chaudière à condensation, citons:

1. Une réduction de 60 à 70% du volume des émissions nocives (la plupart du dioxyde de carbone et des oxydes nitriques vont dans les condensats).
2. Comparé aux modèles à convection, des économies allant jusqu'à 30% de combustible gazeux par 1 kW généré.
3. De plus petites dimensions d'appareils de chauffage au gaz à la même puissance.
4. Basse température des produits de combustion dans la cheminée (seulement environ 40 ⁰C)
5. La possibilité d'installer une cascade de plusieurs chaudières.
6. Polyvalence (convient aussi bien pour le chauffage de radiateurs que pour les "sols chauds").
7. La présence d'une automatisation intelligente et l'autonomie complète du générateur de chaleur à gaz sans intervention humaine.

Un système en cascade de deux ou trois générateurs de chaleur vous permet d'installer des chaudières à faible puissance qui sont moins bruyantes et vibrent pendant le fonctionnement que les modèles plus puissants.

Cela simplifie l'installation de l'ensemble du système de chauffage et réduit la taille chaudière domestique. De plus, en raison de la possibilité d'une régulation plus flexible du processus de génération de chaleur, l'efficacité globale de l'utilisation des équipements de génération de chaleur est augmentée.

Les coûts d'une chaudière à condensation, par rapport à une chaudière à convection conventionnelle, sont réduits en 5 à 6 ans grâce aux économies de gaz naturel

Parmi les inconvénients des générateurs de chaleur à condensation, il convient de mentionner:

1. Un prix élevé pour l'équipement (1,5 à 2 fois plus élevé que celui des modèles similaires avec le type de convection classique).
2. Problèmes d'élimination des condensats.
3. Diminution de l'efficacité lors de l'utilisation de la chaudière dans des systèmes de chauffage à haute température.
4. Volatilité - L'électricité est requise pour que le ventilateur, l'automatisation et la pompe de circulation fonctionnent.
5. Interdiction d'utilisation avec antigel.

Malgré les coûts initiaux importants, la chaudière à condensation se justifie d'un point de vue économique. Pendant l'opération, il rend plus que tout l'argent dépensé à l'origine.

En Russie, un tel équipement n'est pas encore répandu. La chaudière à gaz à récupération est encore trop insolite et peu étudiée sur notre marché. Mais l'intérêt pour de tels générateurs de chaleur augmente progressivement.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Comment fonctionne un générateur de chaleur à condensation:

Le dispositif des chaudières à gaz avec récupération de vapeur d'eau:

Tous les avantages des chaudières à condensation:

Si vous comprenez soigneusement comment et selon quels principes fonctionne une chaudière à condensation au gaz, à première vue, le rendement «incorrect» de 108 à 110% devient tout à fait compréhensible et justifié par les chiffres.

Un générateur de chaleur avec récupération des gaz d'échappement est en fait plus efficace que la conception classique. Son seul inconvénient sérieux est le condensat avec une acidité élevée, qui doit être éliminé quelque part.

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