Cazane în condensare în sisteme de temperatură joasă. Cazane pe gaz în condensare: caracteristici tehnice, avantaje și principiu de funcționare. Siguranța arderii combustibilului

Progresul în producția de echipamente de încălzire pe gaz a făcut un pas mult înainte - este suficient să studiem funcționalitatea modelelor de vânzare pentru a ne convinge de acest lucru din propria noastră experiență. Dar tehnica este evaluată nu numai de funcțiile sale, ci și de alți parametri - aceasta este economia și eficiența. Iar cel mai avansat din punct de vedere al acestor caracteristici este un cazan pe gaz în condensare, care permite maximizarea conversiei energiei de ardere a gazului în căldură furnizată pentru încălzire.

În această recenzie, ne vom uita la:

Caracteristici de proiectare ale cazanelor cu condensare pe gaz;
Cum funcționează echipamentul de condensare;
Care sunt avantajele și dezavantajele acestor cazane.

În concluzie, vom trece prin cele mai populare modele în rândul cumpărătorilor și vom studia principalele lor caracteristici tehnice și funcționalitate.

Cazane in condensare

Un cazan obișnuit pe gaz se distinge printr-un design extrem de simplu. Există o unitate de gaz cu o supapă conectată la arzător. Mai presus de toate acestea, există un singur schimbător de căldură, care este responsabil pentru încălzirea lichidului de răcire la o temperatură predeterminată. Un sistem de control mecanic sau electronic este responsabil de menținerea temperaturii. Eficiența echipamentului ajunge la 90-92%, în funcție de designul dispozitivului selectat și de tipul camerei de ardere - modelele cu camere închise ard combustibilul mai eficient.

Dacă cazanele pe gaz cu un singur circuit sunt aranjate simplu, atunci „colegii” lor cu două circuite sunt aranjați puțin mai complicat - aici se adaugă un schimbător de căldură secundar (sau este instalat unul bitermic) și o supapă cu trei căi. Toate aceste unități sunt responsabile de prepararea apei calde. Tehnica se distinge prin eficiență bună și vă permite să scăpați de necesitatea achiziționării unui încălzitor de apă suplimentar.

Cazanele în condensare sunt și mai complexe, deoarece se caracterizează prin eficiență crescută și eficiență ridicată - ajunge la 98%. Utilizează tehnologia de condensare a umidității din produsele de ardere emise. Deoarece sunt încă pline de căldură, pot fi luate și introduse în sistemul de încălzire. Acest lucru realizează economii substanțiale de combustibil - până la 10% în funcție de model și condițiile de funcționare.

Cazanele pe gaz în condensare includ următoarele unități:

In momentul de fata, centralele in condensatie sunt cele mai moderne si eficiente solutii in domeniul sistemelor de incalzire.

Camera de ardere - deschisă sau închisă. Aici are loc arderea combustibilului primit. Mai mult, majoritatea covârșitoare a unităților de condensare sunt construite pe baza de camere închise, în timp ce modelele cu camere deschise sunt izolate;
Schimbătorul de căldură principal - aici are loc selecția principală a energiei termice, care este dusă de lichidul de răcire fierbinte;
Schimbătorul de căldură în condensare este cea mai importantă parte a unui cazan cu condensare pe gaz. Aici are loc condensul umidității cu transferul de căldură către sistemul de încălzire;
Schimbător de căldură secundar (sau bitermic) și supapă cu trei căi - aceste noduri sunt responsabile pentru funcționarea circuitului ACM;
Electronica de control - responsabila de functionarea tuturor echipamentelor instalate la bord;
Drenaj - responsabil pentru scurgerea condensului în canalizare.

Un cazan în condensare este mai complex decât orice altă unitate de convecție. Dar acesta este ceea ce îi permite să ia maximă energie termică din produsele de ardere.

Complexitatea cazanelor în condensație a afectat direct costul acestora - sunt cu cel puțin 30% mai scumpe decât omologii de convecție.

Principiul de funcționare al cazanelor în condensare

Să ne uităm la principiul de funcționare al unui cazan pe gaz în condensare și să aflăm cum primește energie suplimentară. Am spus deja că aici este utilizat principiul condensului umidității din produsele de ardere. Dacă luăm hornul, vom constata că este cald, iar în unele cazuri chiar fierbinte (totul depinde de eficiența echipamentului). Este această energie termică pe care o putem prelua în sistemul de încălzire.

Cazanul în condensație funcționează după cum urmează:

Prezența unui al doilea schimbător de căldură, în care aburul fierbinte se condensează și renunță la energia rămasă, determină o eficiență atât de mare a întregului sistem.

Arzătorul cu gaz generează energie termică, care este absorbită de schimbătorul de căldură principal;
Produsele de ardere intră într-o zonă mare de schimbător de căldură cu condensare;
Purtătorul de căldură rece care trece prin schimbătorul de condensare determină formarea condensului, preluând energie termică din vaporii de apă;
După aceea, lichidul de răcire intră în schimbătorul de căldură principal.

Pentru unii, este posibil să nu fie clar de unde provin vaporii de apă. Nu este nimic ciudat aici - se formează ca urmare a arderii gazelor naturale. Dacă aruncăm o privire atentă la formula chimică a reacției care are loc aici, vom vedea în rezultatele acesteia două componente principale - vaporii de apă și dioxidul de carbon. Este aburul care conține energia termică de care avem nevoie.

Cazanul în condensație se caracterizează printr-o eficiență crescută. Acest lucru devine posibil datorită unei extrageri mai complete a căldurii din produsele de ardere. Producătorii susțin că eficiența este de până la 115%, dar nu puteți merge împotriva legilor fizicii - nu puteți obține mai multă energie decât a fost cheltuită. Și o astfel de eficiență ridicată este doar un truc de marketing care vizează creșterea vânzărilor. În realitate, eficiența ajunge la 98%.

La crearea cazanului în condensație, dezvoltatorii au făcut tot posibilul pentru ca echipamentul să fie economic și eficient din punct de vedere energetic. Dar eficiența depinde direct de temperatura lichidului de răcire din conducta de retur. Cu cât este mai jos, cu atât mai bine, indicatorul optim este de la +30 la +40 de grade. Dacă temperatura este ridicată, nu va exista condens - căldura va scăpa în atmosferă, iar eficiența va scădea. Prin urmare, lichidul de răcire intră mai întâi în cel de condensare și abia apoi în schimbătorul de căldură principal.

Cu alte cuvinte, pentru a putea economisi combustibil gazos datorită eficienței ridicate, este necesar să se creeze un sistem de încălzire cu o temperatură relativ scăzută a lichidului de răcire - raportul optim va fi de +30 de grade pe conducta de retur și de +50 pe conducta de alimentare.

Avantajele și dezavantajele cazanelor în condensație

Cazanul în condensație este un echipament unic creat de dezvoltatorii tehnologiei de încălzire. Este ecologic și economisește combustibil. Cazanele în condensare sunt răspândite în țările europene, unde oamenilor le pasă de bunăstarea și natura lor. Și acolo sunt liderii în cererea consumatorilor.

Pe teritoriul Rusiei, un cazan cu condensare este o raritate - consumatorii nu sunt pregătiți să schimbe echipamentul cu o viteză vertiginoasă pentru un curățător, din punct de vedere al ecologiei, tehnologiei. Și ideea este în costul său ridicat, deoarece modelele individuale sunt de până la două ori mai scumpe. Dar cei care știu să numere și se pricep la matematică știu că costul inițial se justifică prin economisirea de combustibil. Trebuie doar să configurați corespunzător echipamentul astfel încât să funcționeze în modul optim de temperatură.

Să aruncăm o privire la avantajele și dezavantajele unui cazan în condensare - să începem cu aspectele pozitive:

Dacă vi se pare că economiile de 10% nu sunt atât de mari, atunci doar calculați câți bani veți cheltui pe benzină pentru cel puțin următorii 5-7 ani. Vă asigurăm că cifrele vă vor surprinde neplăcut.

Economii la combustibil pe gaz – aici așteptăm economii reale, ajungând la 10% și chiar puțin mai mult. Adică, dacă muncim din greu pentru a reduce pierderile de căldură în casa noastră și instalăm un cazan în condensare, economiile la combustibil gazos vor fi de până la 20-25%. De exemplu, consumul de gaz al unui cazan de 20 kW este mai mic de 2 metri cubi. m/h, în timp ce pentru modele similare cu convecție este de aproximativ 2,2 metri cubi. m / oră;
Reducerea sarcinii asupra mediului - cu cât combustibilul este reciclat mai eficient, cu atât mai bine pentru natură. Este rău că nu toată lumea înțelege acest lucru;
Temperatura scăzută a produselor de ardere - deoarece energia termică este preluată aproape complet, temperatura gazelor la ieșirea cazanului pe gaz este extrem de scăzută;
Posibilitatea de utilizare nestingherită cu podele cu apă - au nevoie doar de o temperatură scăzută a lichidului de răcire. În încălzirea tradițională la temperatură ridicată, cazanele cu condensare pe gaz vor fi o risipă de bani;
O gamă largă de modele - orice putere (până la 50 kW și mai mult), cu un singur circuit și cu dublu circuit, pe podea și pe perete, cu camere de ardere deschise (rar) și închise.

Există și dezavantaje:

Temperatura scăzută a lichidului de răcire va necesita recalcularea numărului de secțiuni din radiatoare - nu puteți scăpa de acest lucru. Dar o poți face diferit instalând convectoare cu plinte de dimensiuni mici sau încălzire prin pardoseală în locul bateriilor tradiționale;
Costul ridicat al cazanelor cu condensare pe gaz - dacă luăm un model de convecție similar, atunci cu putere, caracteristici și capacități egale, va costa mai puțin (în medie, modelele cu condensare sunt cu 30-80% mai scumpe);
Necesitatea drenării condensului - excesul acestuia este îndepărtat în sistemul de canalizare;
Scăderea eficienței odată cu creșterea temperaturii - dacă dintr-o dată doriți să adăugați gaz pentru ca încăperile să fie mai calde, eficiența va începe să scadă rapid;
Volatilitate - toate cazanele cu condensare pe gaz necesită energie electrică. Prin urmare, consumatorii vor trebui să aibă grijă de rezervă;

Principiul de funcționare a unui cazan pe gaz

Mulți oameni știu că un sistem de încălzire cu gaz natural este cel mai economic și eficient mod de a încălzi încăperile. Dar ceea ce este ciudat - se pare că utilizarea gazului astăzi se potrivește tuturor, dar cerințele ridicate și stricte pentru consumul de resurse energetice stabilesc anumite restricții. Prin urmare, cazanele în condensație ocupă un loc special pe piața echipamentelor de încălzire. Apropo, în unele țări europene este interzisă prin lege utilizarea altor tipuri de aparate de încălzire pe gaz, cu excepția celor cu condensare. Să încercăm să ne ocupăm de cazanele cu condensare pe gaz, principiul funcționării lor, avantajele și dezavantajele.

Principiul de funcționare

În primul rând, ne va interesa principiul de funcționare al acestui tip de cazane. Pentru a arăta cum diferă de unitățile convenționale, este necesar să înțelegem caracteristicile funcționării acestora din urmă.

Ce se întâmplă în ele?

Gazul ca combustibil este alimentat prin arzător către camera de ardere, unde este ars. În acest caz, energia termică eliberată încălzește schimbătorul de căldură metalic în care se mișcă lichidul de răcire.
Eliberând o parte din energia termică, gazele de ardere trec în coș și sunt evacuate prin acesta în stradă.

S-ar părea că ar putea fi mai ușor. Dar există o nuanță foarte importantă aici. Pentru ca tirajul în coș să fie adecvat, iar condensul să nu se formeze sau să se acumuleze în acesta, este necesar ca temperatura gazelor de ardere să scadă de la 200C la 140C. Adică, ar trebui să existe o întoarcere intensivă a energiei termice către schimbătorul de căldură. Dar țineți cont de faptul că temperatura gazelor de eșapament nu trebuie să fie mai mică decât acest nivel.

De fapt, temperatura de 140C este un potențial destul de serios care pur și simplu se evaporă în atmosferă. Energia termică conținută în gazele de eșapament nu este consumată în scopul propus. Mai mult decât atât, în interiorul gazelor de ardere sunt întotdeauna prezenți vapori de aer umed, care au și un anumit potențial de temperatură. De aceea s-au inventat cazanele cu condensare, în care toate aceste nuanțe au fost colectate și folosite.

Umiditatea se adună în interiorul cazanului cu condensare pe gaz, care, atunci când este condensată, eliberează o parte din energia utilizată pentru încălzirea schimbătorului de căldură suplimentar.

Dispozitiv

Deci, este clar că există două schimbătoare de căldură în proiectarea unui cazan pe gaz în condensare. Primul funcționează conform principiului standard, adică este încălzit cu combustibil combustibil. Pe el are loc selecția principală a energiei termice. Al doilea, care se numește condensare, ia energia secundară a vaporilor de aer umed condensat.

Designul schimbătorului de căldură cu condensare este destul de complex. La urma urmei, temperatura gazelor de eșapament și a condensului nu este foarte ridicată, prin urmare, trebuie avut grijă să luați cât mai multă căldură posibil.

Există mai multe soluții tehnice care ajută la obținerea rezultatului dorit:

Creșterea zonei de prelevare a temperaturii. Pentru aceasta, aripioarele sub formă de spirale sunt sudate la schimbătorul de căldură.
Se folosesc cavități interne cu secțiuni transversale diferite. Acest lucru face posibilă preluarea intensă a energiei termice prin reducerea volumului debitului de lichid de răcire acceptabil.
Un schimbător de căldură secundar este instalat pe circuitul de retur al sistemului de încălzire. În acest fel, se realizează o condensare rapidă a vaporilor umezi de gaze de ardere prin reducerea punctului de rouă. Se pare că lichidul de răcire intră în cazanul de încălzire pe gaz deja încălzit. Și acest lucru afectează reducerea consumului de combustibil și eficiența unității în sine.

Dacă luăm în considerare principiul de funcționare a unei unități de acest tip din punctul de vedere al unui cazan tradițional, atunci are loc un fel de recuperare, care este de obicei utilizat în sistemele de aer condiționat din clădiri.

Aș dori să adaug că producătorii instalează numai arzătoare de înaltă tehnologie în proiectarea unui cazan pe gaz în condensare, cu ajutorul căruia se realizează amestecarea optimă a gazului principal și a aerului. Acest lucru crește din nou eficiența aparatului cu gaz.

Avantajele unității de condensare

Cazan pe gaz in condensatie Buderus montat pe perete

La ce duce toate acestea când comparăm cazanele tradiționale pe gaz cu condensare?

Eficiența consumului de combustibil al unui cazan pe gaz în condensare este cu 20% mai mare decât cea a unui cazan convențional.
Emisia de monoxid de carbon și a altor produse de ardere este cu aproape 70% mai mică.

Iată ce este uimitor. Principiul de funcționare al cazanului și al dispozitivului său au fost inventate în urmă cu aproximativ un secol. Dar abia acum utilizarea sa a devenit posibilă. Faptul este că ansamblurile și structurile metalice ale dispozitivului nu au putut rezista mult timp la sarcini grave asociate cu procesul de condensare a vaporilor umezi și temperaturi ridicate.

În prezent, aceste probleme sunt rezolvate prin utilizarea materialelor rezistente la coroziune în cazane. La urma urmei, condensul rezultat este o substanță activă din punct de vedere chimic care dezactivează orice materiale durabile într-o perioadă scurtă de timp. Prin urmare, cazanele acestui model folosesc fie oțel inoxidabil, fie silumin - un aliaj de aluminiu și siliciu.

Dacă vorbim despre diferența externă dintre cele două modele, atunci va fi dificil pentru o persoană fără experiență să facă acest lucru. Dar cazanele pe gaz în condensare sunt unități montate pe perete cu o cameră de ardere închisă. Cine are o idee despre ce este în joc va înțelege câte avantaje se adaugă doar datorită acestor doi indicatori.

Starea reală a lucrurilor

Dispozitiv de cazan

Deci, cazanele pe gaz în condensare sunt mai economice - nu există nicio dispută aici. Dar tot trebuie să plătiți pentru aceste economii cel puțin o dată. Aceste modele sunt de o ori și jumătate mai scumpe decât cele tradiționale. Acesta este primul lucru.

Al doilea. Aș dori să vă atrag atenția asupra unor poziții care la prima vedere nu sunt izbitoare. Și chiar și unii specialiști nu le acordă întotdeauna atenție. De exemplu, un cazan în condensație este o versiune montată pe perete - în ceea ce privește puterea, este în intervalul 20-110 kW. Unitățile tradiționale montate pe perete au performanțe mai modeste - până la maximum 36 kW.

Vă puteți imagina că un aparat de condensare cu dublu circuit de dimensiuni mici este capabil să asigure o casă privată mare cu căldură și apă caldă pentru nevoile casnice? De exemplu, cu o suprafață totală de 800 m². Dacă utilizați o unitate de încălzire tradițională, atunci numai tipul de podea.

Deja pe această bază, puteți compara costul celor două modele. Aproape se aplatizează. Dar modelele de condensare au mult mai multe avantaje:

Economie de combustibil.
Reducerea emisiilor nocive în atmosferă.
Eficiența echipamentului.
În plus, pentru ei nu este nevoie să aloce o cameră separată pentru organizarea unei cazane, așa cum este de obicei cazul unităților pe podea.

Cel mai important, eficiența dispozitivului depinde de cât de intens este utilizat. La urma urmei, cu cât temperatura lichidului de răcire în bucla de retur este mai scăzută, cu atât condensul este mai complet în schimbătorul de căldură secundar, cu atât se eliberează mai multă energie termică și cu atât eficiența echipamentului devine mai mare. De aceea, acest tip de dispozitiv de încălzire este mai rentabil în așa-numitele sisteme de încălzire cu temperatură joasă - încălzirea prin pardoseală de exemplu.

Schema cazanului pe gaz

Dar, în realitate, condițiile de operare din Rusia sunt complet diferite de cele din aceeași Europă. De exemplu, atunci când temperatura din afara ferestrei este de minus 20-50C, este necesară creșterea temperaturii lichidului de răcire. Acest lucru se poate face doar prin creșterea consumului de combustibil, deoarece principala sursă de energie termică este gazul de ardere. Aceasta înseamnă că temperatura lichidului de răcire în bucla de retur nu va scădea sub 60C. Cu acest indicator, nu se poate vorbi de condensarea vaporilor umezi. Adică centrala pe gaz în condensație instalată de tine începe să funcționeze ca de obicei. Deci, merită să cumpărați un dispozitiv atât de scump?

Cu toate acestea, nu vom diminua meritele modelelor de condensare. Chiar și atunci când funcționează în acest mod, acestea sunt mai economice decât cele tradiționale. Adevărat, la prima vedere, economiile nu sunt foarte mari - până la 5%, dar dacă te bazezi pe consumul anual de gaz, cantitatea se va dovedi a fi impresionantă. În plus, designul cazanului este proiectat astfel încât, chiar și cu o scădere maximă a presiunii gazului în conductă, acesta va continua să funcționeze. Eficiența, dacă scade, este nesemnificativă.

Concluzie asupra subiectului

Oricine se consideră o persoană economică și păstrează cheltuielile bugetului familiei în mănuși strânse ar trebui să achiziționeze un cazan pe gaz în condensare pentru încălzirea și alimentarea cu apă caldă a propriei case. Cu ajutorul unei astfel de unități, puteți economisi perfect consumul de combustibil fără a reduce un astfel de indicator precum eficiența. În plus, prețurile la gaze cresc în fiecare an.

Termenul „cazan în condensație” pentru mulți este sinonim cu echipamente de încălzire fiabile și economice. Cu toate acestea, nu toată lumea poate explica ce înseamnă acest concept și cum diferă o unitate de condensare de un cazan convențional pe gaz.

Principiul de funcționare și structura internă

În unitățile tradiționale de încălzire cu gaz, gazele de ardere, a căror temperatură este de +100 - (+ 170 0 С), împreună cu vaporii de apă formați, sunt îndepărtate în atmosferă. Căldura de ardere a combustibilului, care este utilizată în astfel de instalații, se numește putere calorică netă. Cazanele pe gaz în condensare, datorită utilizării celor mai noi tehnologii în proiectarea și producția lor, sunt capabile să transforme energia de condensare a vaporilor de apă în căldură.

Definiție! Energia totală de ardere a combustibilului gazos, inclusiv energia de transformare a vaporilor de apă în lichid, se numește puterea calorică brută a combustibilului.

Caracteristicile schimbătoarelor de căldură pentru dispozitivele de condensare

Aproape fiecare cazan pe gaz poate fi teoretic transformat într-un cazan în condensare prin intermediul echipamentului său suplimentar cu un schimbător de condensare/căldură și asigurând depășirea rezistenței aerodinamice suplimentare la îndepărtarea produselor de ardere.

Atenţie! Temperatura de suprafață a schimbătorului de căldură cu condensare trebuie să fie sub punctul de rouă al combustibilului utilizat.

La începutul dezvoltării tehnologiilor de condensare, producția de unități de acest tip a urmat exact acest drum. Unitățile generatoare de căldură de funcționare, de regulă, erau unități pe podea din fontă, echipate cu module de condensare cu plăci din oțeluri rezistente la coroziune.

Relativ recent, au început să fie create instalații unificate de încălzire pe gaz, destinate inițial funcționării în regim de condensare. Schimbătoarele de căldură ale unor astfel de unități ar trebui:

asigură îndepărtarea intensivă și eficientă a energiei de condensare a aburului;
să fie rezistent la condens, care provoacă procese corozive.

Definiție! Condensul de la cazanele pe gaz este un amestec de acizi carbonic, azotic și sulfuric cu concentrație scăzută.

Cazanul pe gaz în condensare este fabricat cu unul sau două schimbătoare de căldură:

În primul caz, este un schimbător de căldură dublu cu suprafață de schimb de căldură ramificată, din oțel inoxidabil.
În al doilea caz, schimbătorul de căldură de înaltă temperatură este realizat din aliaje de aluminiu-siliciu, cupru, oțel inoxidabil. De regulă, un astfel de schimbător de căldură este fabricat din oțel inoxidabil.

Atenţie! În cazanele de perete pentru schimbătoare de căldură de înaltă temperatură, fonta nu este utilizată din cauza masei sale semnificative.

Avantajele echipamentelor de încălzire cu gaz în condensare

Designul inovator al arzatoarelor asigura arderea aproape completa a combustibilului, datorita randamentului ridicat, cantitatea de gaz folosita este redusa (cu 10-15%) si, in consecinta, cantitatea de emisii in atmosfera este redusa.

Atenţie! Eficiența maximă se obține atunci când se utilizează unități de acest tip în încălzirea la temperatură scăzută, de exemplu, în sistemele de încălzire prin pardoseală.

Echipamentul, datorită caracteristicilor sale de design, este practic fără zgomot.
Modelele montate pe perete pot avea o putere de până la 100 kW, în timp ce centralele tradiționale pe gaz montate pe perete produc o putere maximă de 35 kW.
Durata de viață a acestui echipament de încălzire este de 2-3 ori mai mare decât cea a unităților convenționale cu gaz.

Firme producătoare de echipamente de încălzire de tipul în cauză

Echipamentele de încălzire prin condensare de top includ produsele companiilor germane Viessmann și Buderus, compania italiană Baxi.

Cazanele pe gaz în condensare Viessmann Vitodens au o gamă de putere de la 4 la 66 kW. Aceste unități sunt fabricate folosind un design fundamental nou al suprafeței de încălzire. Schimbătorul de căldură Inox-Radial este un paralelipiped, răsucit într-o bobină. Pentru producerea acestuia se folosește oțel inoxidabil. Compania a renunțat complet la instalarea schimbătoarelor de căldură din aluminiu din cauza rezistenței mai mici la coroziune și, prin urmare, a duratei de viață mai scurte.

Atenţie! Proiectarea schimbătoarelor de căldură Inox-Radial prevede posibilitatea instalării, dacă este necesar, a dispozitivelor de neutralizare a condensului.

Vitodens 300, 333, 343 sunt echipate cu arzatoare modulante pentru a economisi combustibil si pompe de circulatie modulante pentru a reduce consumul de energie la minim. Costul unei unități de 26 kW este de aproximativ 1.800 USD.

Compania germană Buderus este un pionier în domeniul tehnologiei de condensare. Modelele Logamax plus GB 112 sunt produse cu o capacitate de 80 și 100 kW, ceea ce reprezintă un record pentru cazanele pe gaz montate pe perete. În același timp, unitățile au dimensiuni compacte - lățimea lor este egală cu cea a cazanelor convenționale cu o capacitate de 24 kW. Acest echipament folosește un schimbător de căldură cu aripioare din aliaje de siliciu-aluminiu. Prețul aproximativ al cazanelor acestui brand cu o capacitate de 24 kW este de 1400 USD.

Modelele marca BAXI sunt o combinație de performanță excelentă și preț rezonabil. Modelul Prime HT de 28 kW costă aproximativ 1.500 de dolari. Acest cazan economic în condensație, montat pe perete, este dotat cu posibilitatea de modulare electronică a flăcării, atât în regim de încălzire, cât și în regim de preparare a apei calde.

Într-un cazan convențional pe gaz, produsele de ardere trec prin suprafețele de schimb de căldură ale cazanului, unde își dau energia lichidului de răcire (dar nu tuturor). Produsele de ardere părăsesc cazanul și sunt evacuate în atmosferă prin sistemul de coșuri. În acest caz, se pierde o anumită cantitate de căldură, deoarece împreună cu gazele se eliberează vapori de apă, formați în timpul arderii combustibilului din apa care se află în gaz natural în stare normală. Acest abur poartă cu sine energia latentă de vaporizare, pe care centrala în condensare o poate prelua și transfera în sistemul de încălzire.

Cazanele în condensare au un ventilator cu turație variabilă în fața schimbătorului de căldură, prin urmare sunt realizate cu o cameră de ardere închisă și evacuarea produselor de ardere printr-un coș coaxial. Controlul vitezei ventilatorului face posibilă menținerea întotdeauna a raportului optim aer/gaz pentru ardere. Un astfel de control permite majorității cazanelor să funcționeze cu gaz lichefiat pentru o perioadă de timp fără schimbare (poate fi folosit ca rezervă). Un cazan în condensație nu funcționează întotdeauna cât mai eficient posibil. Pentru a minimiza pierderile de căldură cu gazele de ardere, în schimbătorul de căldură al cazanului trebuie să aibă loc condensarea vaporilor de apă din gazele de ardere. Acest lucru este posibil atunci când temperatura a cel puțin unei părți a suprafeței de schimb de căldură este egală cu sau mai mică decât temperatura punctului de rouă. Pentru gazul natural în condiții normale, este de + 57 ° C. Prin urmare, pentru ca centrala să funcționeze în modul de condensare, temperatura lichidului de răcire din conducta de retur (prin care se întoarce de la sistemul de încălzire la cazan) nu trebuie să fie mai mare de + 57 ° C. Dacă această condiție nu este îndeplinită, atunci eficiența cazanului în condensație scade, dar va fi totuși cu 4-5% mai mare decât eficiența cazanului fără condensare (datorită suprafeței mari de schimb de căldură și controlului gaz/aer). raport pe întreaga gamă de putere). Cu cât temperatura sistemului de încălzire este mai scăzută, cu atât eficiența unui cazan în condensație este mai mare. Prin urmare, un astfel de cazan este cel mai eficient atunci când se lucrează pe podele încălzite cu apă (cu o temperatură de alimentare de + 40 ... 45 ° C). Absența unei temperaturi minime recomandate a lichidului de răcire permite unui astfel de cazan să funcționeze cu încălzire prin pardoseală fără dispozitive speciale de reducere a temperaturii (dar numai cu o suprafață mare a podelei și, în consecință, o inerție termică mare a sistemului de încălzire).

instalați-le pe sisteme de încălzire la temperatură joasă special concepute pentru un cazan în condensare (de preferință nu mai mare de 60/40 ° С, maxim 70/50 ° С)
utilizați numai coșuri de fum din plastic (de la un producător specializat) sau ceramice.

Folosirea unui cazan în condensare pentru încălzirea unei case particulare face posibilă creșterea confortului sistemului de încălzire (datorită posibilității ca cazanul să funcționeze la temperaturi mai scăzute) și reducerea consumului de gaz cu 15-20% (cu corectitudinea). calculul sistemului de încălzire). Cu un tarif diferențiat la gazele naturale, în unele cazuri, o reducere a consumului de gaze cu 20% duce la o scădere a costurilor de încălzire de 1,5-2 ori.

Compararea designului și caracteristicilor cazanelor în condensație și convenționale

Într-un cazan convențional pe gaz, produsele de ardere sub formă de gaze fierbinți de eșapament trec prin schimbătorul de căldură al cazanului, unde își renunță cea mai mare parte a energiei mediului de încălzire. Mare, dar nu toate. Gazele de eșapament sunt evacuate în atmosferă prin coșul de fum, în timp ce o parte din căldura neutilizată se pierde, deoarece vaporii de apă generați în timpul arderii combustibilului pleacă și ei împreună cu gazele. Acest abur este pe care îl transportați energia latentă pe care cazanul în condensație o poate stoca și transfera în sistemul de încălzire.

Principala diferență între un cazan în condensație și un cazan fără condensare este într-un schimbător de căldură special cu o suprafață crescută, în care produsele de ardere sunt răcite la o temperatură mult mai scăzută (uneori sub + 40 ° C) decât cea a unui cazan convențional. . Când este răcit la o temperatură scăzută, vaporii de apă din gazele de ardere se transformă într-un lichid, eliberând o anumită cantitate de căldură. Condensul are loc într-un schimbător de căldură, care este realizat dintr-un material rezistent la coroziune:

otel inoxidabil (sudat). Un schimbător de căldură din oțel inoxidabil este sudat, ceea ce înseamnă că proprietățile mecanice și chimice ale materialului sunt inegale și acest lucru poate duce la distrugerea acestuia în timp.
silumin (turnată). Schimbătorul de căldură cu silumin este turnat, deci nu are proprietăți materiale neuniforme, dar rezistența siluminului la atacul chimic în timpul arderii combustibilului este mai mică decât cea a oțelului inoxidabil.

Pentru a obține o suprafață mare de ardere (pentru cazane puternice), secțiunile separate sunt realizate din silumin, care sunt apoi trase împreună într-un singur schimbător de căldură (cum ar fi cazanele de podea din fontă).

Tipuri de cazane în condensare

Cazanele în condensare pot fi:

- montat pe perete În versiunea cu montare pe perete, cazanele au o putere nominală de până la 100 kW (în unele cazuri până la 120 kW)
- pe podea,

- un singur circuit
- dublu circuit

Principiul de funcționare al cazanului în condensație

Avantajele cazanelor în condensare

În caracteristicile tehnice ale cazanelor în condensație, randamentul este de ordinul 108-109%, dar în orice caz mai mare de 100%. Este clar că, conform legilor fizicii, pierderile de energie sunt inevitabile și eficiența nu poate depăși sută la sută „bar”. Aceasta este esența unei astfel de valori de eficiență: pentru a putea compara eficiența termică a cazanelor pe gaz în condensare și convenționale, calculul se efectuează pe baza valorii puterii calorifice nete. Din punct de vedere istoric, toate calculele fizice s-au bazat pe valoarea calorică netă măsurată. Astfel, aceasta nu este o eficiență reală, ci una comparativă, sau condiționată. Dar chiar și atunci când se calculează randamentul pe baza valorii puterii calorice brute, eficiența cazanelor în condensare este destul de mare și mult mai mare decât cea a cazanelor convenționale pe gaz.

De asemenea, printre avantajele cazanelor în condensație se mai poate numi randamentul lor mai mare, cu aproximativ 15-20% mai mare în comparație cu cele convenționale. În plus, în astfel de cazane se folosesc arzătoare de înaltă tehnologie, care asigură prepararea unui amestec combustibil-aer în proporții optime pentru un anumit mod de ardere (cu control continuu al raportului gaz-aer), ceea ce reduce la minimum probabilitatea unei arderi incomplete. a combustibilului. Ca urmare, cantitatea de emisii nocive din gazele de eșapament este redusă semnificativ, iar temperatura scăzută a gazelor de eșapament, adesea sub 40 0 C, permite utilizarea coșurilor din plastic, ceea ce reduce costul instalării acestora. Cazanele în condensare sunt similare ca design cu cele tradiționale. Acestea sunt de obicei montate pe perete, deși sunt disponibile și cazane cu condensare pe podea de mare putere, care sunt utilizate în clădiri industriale sau de birouri. Ele diferă de cazanele convenționale prin faptul că schimbătorul de căldură din ele este diferit și este realizat din materiale rezistente la acizi precum silumin sau oțel inoxidabil. La urma urmei, condensul de apă rezultat din cauza acidității ridicate poate provoca coroziunea oțelului și a fontei utilizate în producția de cazane fără condensare. Forma schimbătorului de căldură poate fi realizată, de exemplu, sub formă de țevi cu secțiune transversală complexă cu aripioare spiralate suplimentare. Toate acestea se fac pentru a crește zona de schimb de căldură și, în consecință, pentru a crește randamentul cazanului. În plus, cazanul în condensație folosește un ventilator instalat în fața arzătorului, care „aspiră” gazul din conducta de gaz, îl amestecă cu aer și direcționează amestecul de gaz-aer de lucru către arzător.

Avantajul cazanului în condensare

Cazanele în condensare oferă o eficiență de 110%.

Un sistem de încălzire cu un cazan în condensare, datorită designului special al suprafețelor de încălzire ale schimbătorului de căldură, preia nu numai căldura sensibilă din produsele de ardere, ci și căldura de condensare a vaporilor de apă și transferă această căldură totală sistemului de încălzire. . Folosind termeni acceptați, putem spune că într-un cazan în condensare, căldura disponibilă nu este căldura mai scăzută de ardere a combustibilului, care a fost menționată în secțiunile și problemele anterioare, ci căldura mai mare de ardere, care include și căldura de condensare. , sau „căldura latentă de vaporizare”, a vaporilor de apă formați în timpul arderii combustibilului cu hidrocarburi. Ambele valori se referă la cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii. În acest caz, căldura de ardere mai mare include în plus și căldura de condensare, care, în cazul cazanelor convenționale, părăsește irevocabil sistemul de încălzire prin coș.

Evaluarea cantitativă a diferenței dintre puterea calorică brută și cea netă depinde de tipul de combustibil. Pentru gazele naturale, este de aproximativ 11%. Acest lucru duce la faptul că eficiența, care este determinată de obicei de cea mai scăzută căldură de ardere, cu condensare completă poate ajunge teoretic la 111%. În schimbătorul de căldură foarte eficient al cazanului în condensare, gazele de ardere sunt răcite aproape la temperatura apei de retur. În acest caz, eficiența se apropie de 110% și, prin urmare, practic atinge limita fizică.

Gradul de utilizare a căldurii de condensare depinde, în primul rând, de regimul de temperatură al sistemului de încălzire. Cu cât temperatura apei este mai mică la intrarea în condensator, cu atât gazele de ardere pot fi răcite mai adânc și cu atât efectul de condensare poate fi utilizat mai mult. O mare importanță se acordă acestei probleme atunci când se utilizează un cazan în condensare ca parte a instalațiilor de încălzire, atât noi, cât și modernizate. Scopul proiectării unei astfel de instalații ar trebui să fie asigurarea unei condens cât mai complet posibil la orice temperatură a apei din conducta de retur a sistemului de încălzire. Desigur, în implementarea acestei sarcini, trebuie acordată atenție temperaturii punctului de rouă. Cu cât temperatura punctului de rouă este mai mare, cu atât este mai bună utilizarea căldurii de condensare.

Eliminarea gazelor de ardere

Îndepărtarea gazelor de ardere se realizează de obicei prin conducte coaxiale, de obicei realizate din plastic rezistent la căldură. Iar o pompă controlată electronic optimizează puterea de încălzire, economisește energie și reduce zgomotul de la lichidul de răcire care curge în sistemul de încălzire.

Oricât de perfect este un cazan, randamentul acestuia depinde în mare măsură de parametrii sistemului de încălzire. Cu cât temperatura apei este mai scăzută, cu atât va avea loc condensarea mai completă a vaporilor de apă, ceea ce înseamnă că proporția de căldură latentă va fi returnată în sistem mai mare. Astfel, cu cât randamentul cazanului va fi mai mare. Bineînțeles, sistemul de încălzire de sub boilerul în condensare ar trebui să fie utilizat în mod corespunzător, proiectat pentru o temperatură mai scăzută a agentului de căldură. La proiectare, este necesar să se stabilească condiția ca temperatura să fie aceeași, în funcție de puterea instalației, mijloace de neutralizare, dispozitive de siguranță, precum și kituri de conducte pentru cazane și conectarea unui comutator hidraulic, a unui sistem de evacuare a gazelor arse. . În Europa, acesta este cel mai răspândit tip de dispozitive de încălzire, iar în multe țări este interzisă instalarea oricăror alte cazane pe gaz, cu excepția celor cu condensare. Motivul este emisiile mai mici de substanțe nocive și o eficiență mai mare. Așa că unele state au grijă de cetățenii lor, interzicând vânzarea de echipamente non-economice și care nu respectă mediul.

Uz practic

Alegerea sistemului de încălzire - încălzire prin pardoseală sau încălzire cu radiatoare - afectează și eficiența unității de condensare. Pentru sistemele de încălzire cu radiatoare, temperatura de iarnă de proiectare în linia de alimentare este adesea presupusă a fi de 70 de grade Celsius și de 50 de grade în linia de retur. Temperatura apei de retur este decisivă pentru crearea condițiilor de condens. Ar trebui să fie cât mai scăzută până la temperatura punctului de rouă. Chiar dacă temperatura de iarnă de proiectare este de minus 20 de grade, temperatura apei de retur va ajunge doar la temperatura punctului de rouă. Astfel, centrala in condensatie functioneaza in zona de condensare tot timpul anului.

Cu cât temperatura apei pe retur scade cu sarcina scăzută, cu atât gradul de condensare în cazanul în condensare devine mai mare. De remarcat aici că în timpul sezonului de încălzire apar temperaturi exterioare care depășesc temperaturile de iarnă calculate, prin urmare, sunt prevăzute condițiile pentru funcționarea foarte eficientă a cazanului în condensație. Dacă, în locul încălzirii cu radiatoare, se folosește un sistem de încălzire prin pardoseală cu o temperatură de alimentare de 40 de grade și o temperatură de retur de 30 de grade, completitatea condensului devine și mai mare. Ca urmare, pe parcursul întregului sezon de încălzire, temperatura apei de retur este semnificativ mai mică decât temperatura punctului de rouă. Conditiile de lucru ale cazanului in condensatie devin optime si functioneaza si mai eficient.

La utilizarea unui cazan în condensare, condensul rezultat constituie o parte nesemnificativă din totalul eliminării apelor uzate și poate fi evacuat în rețeaua de canalizare până la o capacitate de încălzire de 200 kW. În același timp, nu trebuie să ne așteptăm la un efect negativ asupra funcționării sistemului de canalizare sau a instalațiilor de clarificare.