Cazan pe gaz in condensatie: specific de functionare, argumente pro si contra + diferenta fata de modelele clasice

Vânzătorii de generatoare de căldură tip condensare susțin că eficiența echipamentelor inovatoare oferite nouă depășește 100%. Dar trebuie să recunoașteți, acest lucru contrazice ușor legea conservării energiei, cunoscută tuturor de la cursul nostru de fizică din școală. Deci care este misterul?

Pe de o parte, astfel de afirmații sunt un truc al marketerilor. Cu toate acestea, pe de altă parte, există un sâmbure de adevăr în asigurările lor care convinge cumpărătorul. Vom analiza în detaliu modul în care funcționează un cazan în condensație: avantajele și dezavantajele, funcționarea și designul său specific merită un studiu detaliat.

Pentru a obține o înțelegere completă a tipului de echipament de condensare, să-l comparăm cu tipul clasic de generator de energie termică. Iată caracteristicile conexiunii și funcționării acestuia. Să dezvăluim secretele performanței ultra-înalte.

Cazan pe gaz in condensatie

Eficiența ridicată a unui generator de căldură cu gaz în condensare este asigurată de prezența unui schimbător de căldură suplimentar în designul său. Prima unitate standard de schimb de căldură pentru toate cazanele de încălzire transferă energia combustibilului ars către lichidul de răcire. Iar al doilea adaugă la aceasta căldura de la recuperarea gazelor de eșapament.

Cazanele în condensare funcționează cu „combustibil albastru”:

• principal (amestecuri de gaze cu predominanță de metan);
• rezervor sau butelie de benzină (un amestec de propan și butan cu o predominanță fie a primei, fie a celei de-a doua componente).

Este acceptabilă utilizarea oricărui tip de gaz.Principalul lucru este că arzătorul este proiectat să funcționeze cu un tip de combustibil sau altul.

Cazanele pe gaz în condensare sunt mai scumpe decât modelele convenționale cu convecție, dar le depășesc în ceea ce privește costul combustibilului prin reducerea consumului de gaz cu 20-30%

Generatorul de căldură de condensare prezintă cea mai bună eficiență la arderea metanului. Amestecul propan-butan este ușor inferior aici. Mai mult, cu cât proporția de propan este mai mare, cu atât mai bine.

În acest sens, gazul „de iarnă” pentru un rezervor de gaz oferă o eficiență puțin mai mare decât gazul „de vară”, deoarece componenta de propan în primul caz este mai mare.

Spre deosebire de un cazan pe gaz în condensare, într-un cazan de convecție, o parte din energia termică intră în coș împreună cu produsele de ardere. Prin urmare, modelele clasice au o eficiență de aproximativ 90%. Este posibil să-l ridici mai sus, dar din punct de vedere tehnic este prea dificil.

Din punct de vedere economic, acest lucru nu este justificat. Dar în condensatoare, căldura obținută din arderea gazului este utilizată mai rațional și complet, deoarece căldura eliberată în timpul procesării cu abur este acumulată și transferată. sistem de incalzire. Acest lucru încălzește suplimentar lichidul de răcire, ceea ce face posibilă reducerea consumului de combustibil la 1 kW de căldură primită.

Proiectare și principiu de funcționare

Designul unui cazan în condensație este în multe privințe similar cu omologul său de convecție cu o cameră de ardere închisă. Doar în interiorul acestuia este completat cu un schimbător de căldură secundar și o unitate de recuperare.

Principalele caracteristici ale designului generatorului de căldură de condensare sunt prezența unui al doilea schimbător de căldură și a unei camere de ardere închise cu un ventilator.

Un cazan pe gaz în condensare este format din:

• camere de ardere închise cu arzător modulator;
• schimbător de căldură primar nr. 1;
• camere de răcire a gazelor de eșapament până la +56–57 ⁰C (punct de rouă);
• schimbător de căldură de condensare secundar nr. 2;
• șemineu;
• ventilator de alimentare cu aer;
• rezervorul de condens și sistemul său de drenaj.

Echipamentul în cauză este aproape întotdeauna echipat cu o pompă de circulație încorporată pt lichid de răcire. Opțiunea obișnuită cu un flux natural de apă prin conductele de încălzire este de puțin folos aici. Dacă pompa nu este inclusă în kit, atunci va trebui cu siguranță furnizată atunci când se pregătește proiectul de conducte al cazanului.

Procente suplimentare de eficiență într-un cazan în condensare se formează ca urmare a încălzirii returului prin răcirea gazelor de evacuare în coș.

Cazanele în condensare de vânzare includ un singur circuit și dublu circuit, precum și în versiuni pentru podea și perete. În acest sens, ele nu sunt diferite de modelele clasice de convecție.

Principiul de funcționare al unui cazan pe gaz în condensare este următorul:

1. Apa încălzită primește căldura principală în schimbătorul de căldură nr. 1 din arderea gazului.
2. Apoi lichidul de răcire trece prin circuitul de încălzire, se răcește și intră în unitatea secundară de schimb de căldură.
3. Ca urmare a condensului produselor de ardere în schimbătorul de căldură nr. 2, apa răcită este încălzită folosind căldura recuperată (economisind până la 30% combustibil) și revine la numărul 1 într-un nou ciclu de circulație.

Pentru a controla cu precizie temperatura gazelor arse, cazanele în condensare sunt întotdeauna echipate cu un arzător modulator cu o gamă de putere de la 20 la 100% și un ventilator de alimentare cu aer.

Nuanțe de funcționare: condens și coș de fum

Într-un cazan cu convecție, produsele de ardere a gazelor naturale CO₂, oxizii de azot și aburul sunt răciți doar la 140-160 ⁰C. Dacă le răcești mai jos, tirajul în coș va scădea, va începe să se formeze condens agresiv și arzătorul se va stinge.

În această evoluție a situației, toți producătorii generatoare clasice de căldură pe gaz se străduiesc să evite pentru a maximiza siguranța operațională, precum și pentru a prelungi durata de viață a echipamentului lor.

Într-un cazan în condensare, temperatura gazelor din coș fluctuează în jurul valorii de 40 ⁰C. Pe de o parte, acest lucru reduce cerințele pentru rezistența la căldură a materialului conductă de coș de fum, dar, pe de altă parte, impune restricții asupra alegerii sale în ceea ce privește rezistența la acizi.

Când sunt răcite, gazele de evacuare dintr-un cazan pe gaz formează condens agresiv, foarte acid, care corodează ușor chiar și oțelul

Schimbătoarele de căldură din generatoarele de căldură cu condensare sunt fabricate din:

• oţel inoxidabil;
• silumin (aluminiu cu siliciu).

Ambele materiale au caracteristici îmbunătățite de rezistență la acizi. Fonta și oțelul obișnuit sunt complet nepotrivite pentru rezervoarele de condensare.

Conducta de coș pentru un cazan în condensare poate fi instalată numai din oțel inoxidabil sau plastic rezistent la acizi. Cărămida, fierul și alte coșuri nu sunt potrivite pentru astfel de echipamente.

În timpul recuperării, se formează condens în schimbătorul de căldură secundar, care este o soluție acidă slabă și trebuie îndepărtată din încălzitorul de apă.

La funcționarea unui cazan în condensare cu o putere de 35–40 kW, se formează aproximativ 4–6 litri de condens. Simplificat, rezultă aproximativ 0,14–0,15 litri per 1 kW de energie termică.

De fapt, acesta este un acid slab, căruia i se interzice turnarea într-un sistem de canalizare autonom, deoarece va distruge bacteriile implicate în procesarea deșeurilor. Și înainte de descărcarea într-un sistem centralizat, se recomandă mai întâi diluarea cu apă într-un raport de până la 25:1.Și apoi îl puteți îndepărta fără teama de a distruge țeava.

Dacă cazanul este instalat într-o cabană cu fosă septică sau COV, atunci condensul trebuie mai întâi neutralizat. În caz contrar, va ucide toată microflora din sistemul de tratament autonom.

„Neutralizatorul” este realizat sub forma unui recipient cu așchii de marmură cu o greutate totală de 20-40 kg. Pe măsură ce condensul din cazan trece prin marmură, pH-ul acesteia crește. Lichidul devine neutru sau slab alcalin, nu mai este periculos pentru bacteriile din fosa septică și pentru materialul bazinului în sine. Umplutura într-un astfel de neutralizator trebuie schimbată la fiecare 4-6 luni.

De unde eficiența de peste 100%?

Atunci când indică randamentul de funcționare a unui cazan pe gaz, producătorii iau ca bază indicatorul puterii calorifice mai mici a gazului fără a ține cont de căldura generată în timpul condensării vaporilor de apă. Într-un generator de căldură prin convecție, acesta din urmă, împreună cu aproximativ 10% din energia termică, se pierde complet pentru conductă de coș de fum, deci nu se ia in calcul.

Cu toate acestea, dacă adunați căldura secundară de condensare și căldura principală de la gazul natural arse, veți obține o eficiență puțin peste 100%. Fără înșelătorie, doar numere puțin complicate.

Când se calculează randamentul pe baza puterii calorice mai mari a unui cazan cu convecție, acesta va fi în jur de 83–85%, iar pentru un cazan în condensare va fi de aproximativ 95–97%

În esență, eficiența „greșită” de peste 100% provine din dorința producătorilor de echipamente de generare a căldurii de a compara indicatori comparabili.

Doar că într-un dispozitiv de convecție „vaporul de apă” nu este deloc luat în considerare, dar într-un dispozitiv de condensare trebuie luat în considerare. De aici și ușoarele discrepanțe cu logica fizicii de bază predate la școală.

Avantaje și dezavantaje ale unui încălzitor cu condensare

Avantajele unui cazan în condensare includ:

1. Reducerea emisiilor nocive cu 60–70% (majoritatea dioxidului de carbon și a oxizilor de azot intră în condens).
2. În comparație cu modelele cu convecție, economii de până la 30% de combustibil gazos per 1 kW generat.
3. Dimensiuni mai mici ale echipamentelor de încălzire pe gaz cu aceeași putere.
4. Temperatura scăzută a produselor de ardere în coș (doar aproximativ 40 ⁰CU).
5. Posibilitatea instalarii unei cascade de mai multe cazane.
6. Versatilitate (potrivit atât pentru radiatoare de încălzire, cât și pentru „pardoseli calde”).
7. Prezența automatizării inteligente și a autonomiei complete a generatorului de căldură pe gaz fără intervenția omului.

Un sistem în cascadă de două sau trei generatoare de căldură vă permite să instalați cazane de putere redusă care fac mai puțin zgomot și vibrează în timpul funcționării decât modelele mai puternice.

Acest lucru simplifică instalarea întregului sistem de încălzire și permite dimensiuni reduse. cazane acasă. În plus, datorită posibilității de reglare mai flexibilă a procesului de generare a căldurii, eficiența generală a utilizării echipamentelor generatoare de căldură crește.

Costurile unui cazan în condensare, în comparație cu un cazan convențional cu convecție, sunt recuperate în 5-6 ani datorită economiilor la gaze naturale

Dezavantajele generatoarelor de căldură cu condensare includ:

1. Preț ridicat pentru echipamente (de 1,5–2 ori mai mare decât modelele clasice de tip convecție cu putere similară).
2. Probleme cu eliminarea condensului.
3. Eficiență redusă la utilizarea cazanului în sisteme de încălzire cu temperatură ridicată.
4. Dependența energetică - ventilatorul, automatizarea și pompa de circulație necesită energie electrică pentru a funcționa.
5. Utilizare interzisă cu antigel.

În ciuda costurilor inițiale semnificative, un cazan în condensare este destul de justificat din punct de vedere economic. În timpul funcționării, returnează mai mult decât toți banii cheltuiți inițial.

În Rusia, un astfel de echipament nu este încă larg răspândit. Un cazan pe gaz cu recuperare este încă prea neobișnuit și puțin studiat pe piața noastră. Dar interesul pentru astfel de generatoare de căldură crește treptat.

Concluzii și video util pe această temă

Cum funcționează un generator de căldură cu condensare:

Construcția cazanelor pe gaz cu recuperare a vaporilor de apă:

Toate avantajele cazanelor în condensație:

Dacă înțelegeți cu atenție cum și prin ce principii funcționează un cazan cu condensare pe gaz, atunci la prima vedere eficiența „incorectă” de 108-110% devine destul de înțeleasă și justificată de cifre.

Un generator de căldură cu recuperarea gazelor de eșapament este într-adevăr mai eficient în comparație cu designul clasic. Singurul său dezavantaj serios este condensul foarte acid, care trebuie eliminat undeva.

Vă rugăm să scrieți comentarii în formularul de bloc de mai jos. Este posibil să aveți informații care pot completa stocul de informații prezentat în articol. Puneți întrebări, împărtășiți propria experiență în alegerea și exploatarea cazanelor de tip condensație, postați fotografii pe tema articolului.