En la producción de sistemas de calefacción, la tecnología innovadora más prometedora es la condensación de vapor de agua, que se forma durante la combustión de hidrocarburos. De acuerdo con este principio, funcionan calderas de condensación. Este nuevo equipo de calefacción apareció recientemente en el mercado ruso, pero ya tiene una demanda considerable por parte de los consumidores. Se venden calderas de condensación de fabricantes nacionales y extranjeros.
BAXI ofrece una amplia gama de calderas de condensación que, gracias a la alta calidad de sus productos, se ha convertido en el líder del mercado ruso de equipos de calderas. Las calderas de condensación Baxi son calderas de condensación de pie y murales con una alta acción útil. Otras marcas reconocidas de equipos de calderas en el mercado nacional incluyen condensación calderas vaillant y sabio.
caldera de condensación
Principios de combustión y condensación
Cualquier combustible de hidrocarburo libera calor cuando se quema. Durante el proceso de combustión, los productos finales son dióxido de carbono(CO 2) y (H 2 O) agua, que, bajo la influencia de altas temperaturas, se convierte en vapor. Al evaporarse, el agua gasta calor, pero se puede recuperar en el proceso de condensación, es decir, si el agua de la fase gaseosa vuelve a pasar a la líquida.
Cómo funcionan las calderas de condensación
El principio de funcionamiento de las calderas de condensación se conoce desde hace mucho tiempo, pero era imposible utilizarlo en equipos de calderas de hierro fundido y acero, ya que el agua condensada, que tiene una alta acidez y contiene dióxido de carbono, causa corrosión en acero y fundición. calderas de hierro. Solo con el advenimiento de las aleaciones resistentes a la corrosión y el acero inoxidable, fue posible introducir esta tecnología en la producción de equipos de calderas.
Como ya sabemos, al enfriarse, el vapor vuelve a convertirse en estado liquido y libera una cierta cantidad de calor. Si consideramos una caldera convencional, durante su funcionamiento hay una lucha con el proceso de condensación, y en las calderas de condensación, la condensación es bienvenida. Su diseño proporciona intercambiador de calor especial, en el que tiene lugar el proceso de condensación, y el calor liberado durante este proceso se toma para el sistema de calefacción
La caldera de condensación tiene una eficiencia de 108-109%. ¿Cómo es esto posible si, según las leyes de la física, la eficiencia no puede superar el 100%, ya que las pérdidas de energía en cualquier proceso son inevitables?
En las calderas que no son de condensación, no todos los energía térmica, pero sólo una gran parte de ella. El flujo de calor en el intercambiador de calor se enfría solo a una temperatura de 140-160 ° C, cuando se enfría a una temperatura más baja, el tiro disminuye en la chimenea, se forma un condensado agresivo que provoca la corrosión de los elementos de la caldera. La energía térmica que se puede obtener en el proceso de condensación en calderas convencionales no se aprovecha, se denomina latente.
Condensación calderas de gas utilizan en su trabajo la energía oculta en la condensación del vapor de agua, por lo que su eficiencia, en comparación con la eficiencia de las calderas convencionales, supera el 100%. El elemento principal de cualquier caldera es un intercambiador de calor. Hay dos intercambiadores de calor en el diseño de calderas de condensación. Pueden ser separados o combinados (dos etapas). El primer intercambiador de calor funciona de la misma forma que en las calderas convencionales. Un flujo de calor lo atraviesa, pero no se enfría por debajo del punto de rocío. El segundo intercambiador de calor de condensación elimina el calor restante de los productos de combustión y lo enfría a una temperatura por debajo del punto de rocío.
El vapor de agua se condensa en las paredes del segundo intercambiador de calor y libera energía de calor latente al agua. En este momento, se extrae calor adicional de los productos de combustión; su temperatura a la salida del intercambiador de calor es solo 10-15°C superior a la temperatura del refrigerante.
Para resolver el problema de la corrosión causada por condensados agresivos, los fabricantes utilizan materiales resistentes a la corrosión y a las influencias químicas (acero inoxidable, silumin (aleación de aluminio y silicio)) en la fabricación de calderas.
En Europa, y en particular en Alemania, existen regulaciones que exigen que el condensado sea neutralizado antes de ser vertido al alcantarillado. El neutralizador es un recipiente con gránulos de magnesio y potasio. Al pasar por estos reactivos alcalinos, el condensado se neutraliza, y al ser vertido al alcantarillado, no representa un peligro para medioambiente. En Rusia normas sanitarias no requieren neutralización de condensados, por lo que simplemente se recolectan en un tanque especial provisto en el diseño de la caldera y, como resultado, se descargan al alcantarillado en su forma original. En calderas con una capacidad de hasta 30 kW, destinadas a calentar casas particulares, se forman alrededor de 30 litros de condensado en 24 horas al día.
Ventajas y desventajas de las calderas de condensación.
Caldera de calefacción montada en la pared
La caldera de gas de condensación se puede llamar una de las más económicas y altamente eficientes. aparatos de calefacción. Su eficiencia es un 10-15% superior a la eficiencia de una caldera tradicional. Además, las calderas de condensación son un 20% más económicas que los equipos de calderas convencionales.
El diseño de las calderas de condensación utiliza quemadores de alta tecnología que preparan mezclas aire-combustible en proporciones óptimas, lo que minimiza la posibilidad de combustión incompleta del combustible. Esto reduce las emisiones sustancias nocivas.
Los gases de escape tienen una temperatura baja (inferior a 40 °C), lo que permite utilizar chimeneas de plástico para calderas de condensación, lo que reduce el costo de instalación del sistema de calefacción.
Las ventajas de las calderas de condensación incluyen:
- pequeñas dimensiones y poco peso de los equipos de calderas;
- eficiencia (el ahorro de gas es del 35% por temporada);
- modulación profunda (ahorro de gas a cargas parciales);
- baja vibración y bajo nivel de ruido;
- posibilidad de instalación en cascada;
- ahorro en la chimenea (se pueden instalar chimeneas de menor diámetro);
- reducción de las emisiones de sustancias nocivas NO X y CO 2 (7 veces inferior a las calderas convencionales).
Cascada de calderas de condensación
Debido a las pequeñas dimensiones y al bajo peso del equipo de la caldera, la instalación de la caldera requiere menos espacio al mismo tiempo, se reduce el costo de su transporte e instalación. Existe la idea errónea de que las calderas de condensación funcionan de manera efectiva solo con sistemas de calefacción por suelo radiante. En otro caso, su eficiencia no es mayor que la de las calderas tradicionales. Pero no lo es. El diseño de la caldera de condensación tiene un quemador modulante que le permite lograr una modulación profunda de la potencia, al tiempo que reduce el costo del gas y el aire.
El proceso de condensación en la caldera también ocurre durante el funcionamiento de los equipos de calefacción con un sistema de calefacción por radiadores. A cargas reducidas, la eficiencia de una caldera de condensación bien puede alcanzar valores altos, a diferencia de las calderas de gas convencionales, en las que el rendimiento en este modo desciende por exceso de aire.
Para la instalación en cascada de calderas de condensación, los fabricantes ofrecen reguladores especiales (por ejemplo, empresa BAXI comercializa el regulador RVA47 para sus calderas), que convierten calderas instaladas por separado en un único sistema.
Beneficios sistema de cascada es la facilidad de instalación y las dimensiones compactas de la sala de calderas. Debido a las vibraciones reducidas y el bajo nivel de ruido durante la instalación de las calderas de condensación, no es necesario hacer plataformas antivibratorias e insonorizar el local destinado a la sala de calderas. que también ahorra dinero en efectivo al instalar un sistema de calefacción.
Para ahorrar en el tamaño de la chimenea, el ventilador que funciona en las calderas de condensación permite. Desarrolla una presión bastante alta, por lo que el diámetro de la chimenea puede ser dos veces menor que cuando se instala un sistema de calefacción con calderas tradicionales.
Debido a las bajas emisiones de NO X y CO 2 , las calderas de condensación se clasifican como equipos ecológicos, a menudo se utilizan para equipar salas de calderas en áreas turísticas y protegidas. Encontrar fallas en las calderas de condensación es muy difícil. La principal desventaja de este equipo de calefacción es el alto precio, que es el doble del precio de las calderas convencionales.
Solicitud
Por apariencia Las calderas de condensación no se diferencian mucho de las tradicionales. estan hechos en versión de pared y versión exterior. Las calderas de condensación de gas montadas en la pared tienen menos potencia que las de pie y se utilizan en la vida cotidiana para calentar casas y casas de campo privadas.
Calderas de condensación de pie con Alto Voltaje utilizado para calentar instalaciones industriales y espacio de oficina.
Las calderas de gas de condensación producen circuito simple y doble. Aplicar calderas de doble circuito tanto para calefacción como para agua caliente. La potencia de las calderas de circuito simple y doble es de 20-100 kW. Esto es suficiente para uso doméstico calderas. Para aplicaciones industriales Producir modelos con mayor potencia.
Las principales diferencias entre el diseño de calderas de condensación y calderas convencionales.
Las calderas de condensación se diferencian de las calderas tradicionales en el material utilizado para el intercambiador de calor. Su intercambiador de calor está hecho de aleación de silumin resistente a los ácidos o acero inoxidable. El agua condensada formada en la caldera tiene hiperacidez y provoca la corrosión de materiales como el acero y el hierro fundido, que se utilizan en la fabricación de calderas sin condensación. La forma del intercambiador de calor es un tubo de sección transversal compleja con nervaduras helicoidales adicionales. Esta forma de intercambiador de calor aumenta el área de intercambio de calor y aumenta la eficiencia de la caldera.
En las calderas de condensación, se instala un ventilador frente al quemador, que "aspira" el gas de la tubería de gas y lo mezcla con aire, luego de lo cual dirige la mezcla de gas y aire al quemador.
Dispositivo de caldera de condensación
Los gases de combustión se eliminan a través de chimeneas coaxiales hechas de plástico resistente al calor. Además, las calderas de condensación disponen de una bomba controlada electrónicamente que optimiza la potencia calorífica, ahorrando energía y reduciendo el ruido del medio calefactor que circula por el sistema de calefacción.
El diseño de las calderas tradicionales no prevé el proceso de condensación y el uso de energía interior, por lo que la temperatura de los productos de la combustión se mantiene en nivel alto. Parte del calor de dichas calderas no se aprovecha, sino que se extrae con los productos de la combustión a través de la chimenea.
Dado que el condensado es químicamente agresivo, para usarlo, es necesario fabricar elementos de caldera con materiales químicamente resistentes, cuyo costo es bastante alto. Es mucho más fácil para los fabricantes vender productos más baratos que invertir en productos progresivos, pero tecnologías costosas. Por lo tanto, la mayoría de las calderas del mercado se basan en tecnologías obsoletas. Para los usuarios, es más rentable comprar calderas de condensación, aunque caras, pero más eficientes que ahorran en el consumo de combustible.
Los fabricantes ofrecen kits de conexión, neutralizadores de condensados, tanques de expansión, dispositivos de seguridad, kits de tubería de caldera, sistemas de escape gases de combustión.
En los países europeos, las calderas de condensación son el tipo más popular de aparatos de calefacción. Hay países donde está prohibida la instalación de calderas que no sean de condensación. La razón de esto es la mayor eficiencia y la menor emisión de sustancias nocivas en las calderas de condensación.
Las calderas de condensación para calefacción son un desarrollo innovador que se ha utilizado con éxito en los países de la UE. Vencer eficiencia incrementada el dispositivo le permite ahorrar en calefacción, lo cual es muy importante en nuestro tiempo. En este artículo hablaré sobre su dispositivo y características.
Calderas de condensación
Principio de operación
Las calderas de gas de condensación son un tipo de equipo de calefacción diseñado para calentar un sistema de calefacción y agua sanitaria(en el caso de una versión de dos circuitos).
Al igual que las calderas convencionales, existe:
- cámara de combustión de gas;
- intercambiadores de calor;
- Tanque de expansión;
- chimenea coaxial;
- automatización de controles;
- bomba de circulación.
Sin embargo, también hay diferencias significativas.
El principio de funcionamiento del dispositivo se basa en el hecho de que cuando se libera el calor del combustible quemado, los vapores formados a partir del agua en el gas natural se condensan. Como resultado, la energía de vaporización oculta en estos vapores no se emite a través de la chimenea a la calle, sino que se destina al calentamiento adicional del refrigerante.
Como sabe, se requiere la temperatura del punto de rocío para que el agua se condense. En condiciones Caldera de gas es igual a 57 °C. Por lo tanto, para que el sistema funcione, es necesario enfriar el intercambiador de calor o parte de él por debajo de la temperatura de punto de rocío.
Para hacer esto, la temperatura de retorno del refrigerante debe estar en el nivel de 40 - 50 ° C o menos. Esto significa que la caldera de condensación funcionará productivamente solo con un sistema de calefacción de baja temperatura y alta inercia. Puede ser "piso caliente" o calefacción de panel.
otra condición trabajo efectivo el dispositivo es especial un intercambiador de calor que puede enfriar suficientemente los productos de combustión del combustible. Estos productos pasan primero por la parte más alejada del intercambiador de calor del retorno, se preenfrían, luego pasan nuevamente por la parte más fría y más cercana al retorno del economizador y se enfrían por debajo de 57 °C.
El vapor de agua contenido en los productos de combustión se condensa en las paredes del intercambiador de calor y cede la energía térmica liberada durante la condensación. Esto, a primera vista, es una cantidad insignificante de calor. puede aumentar la eficiencia de la caldera en un 9 - 11% en comparación con un dispositivo de convección convencional.
Entonces, tenemos una caldera que recibe calor adicional enfriando los productos de la combustión del gas. Como resultado el vapor se condensa en las paredes del intercambiador de calor y la energía liberada se utiliza para calentar el refrigerante.
Dispositivo
En general, el dispositivo de la unidad de condensado se parece al diseño de una caldera de gas convencional.
Para implementar el principio descrito anteriormente, se requieren los siguientes nodos:
- Intercambiador de calor especial fabricado en material resistente a la corrosión (cobre o silumina), que se divide en dos secciones. En una de las secciones tiene lugar el calentamiento principal del refrigerante, luego los productos de la combustión se envían a una sección adicional con el agua más fría, donde el vapor de agua se condensa y cede su energía;
- Cámara de combustión cerrada con chimenea coaxial le permite controlar con mayor precisión el proceso de movimiento de los productos de combustión de gas y la saturación de la mezcla con oxígeno;
- Un ventilador frente al intercambiador de calor con velocidad variable le permite mantener la relación óptima de aire / gas natural;
- Chimenea fabricada en cerámica o plástico resistente al calor. Aquí es posible usar plástico, ya que la temperatura del humo no supera los 70 ° C;
- Bomba de humos con control electrónico de potencia. Optimiza el funcionamiento del dispositivo, reduce el ruido y ayuda a configurar el modo óptimo;
- Sistema de eliminación de condensados. El agua depositada en las paredes del intercambiador de calor se descarga en el alcantarillado.
En la foto, una chimenea coaxial de plástico.
Para el funcionamiento más productivo y cómodo del dispositivo, es necesario tener un sistema de calefacción a baja temperatura, por ejemplo, "
Puede configurar el dispositivo con sus propias manos, pero es mejor llamar a un especialista.
Entre las ventajas de utilizar unidades de condensado, se suelen distinguir las siguientes características:
- La mayoría uso efectivo energía térmica de la combustión de combustibles;
- La mayor eficiencia de todas las calderas de calefacción conocidas;
- Instrucciones simples para operar el dispositivo;
- Ahorros significativos en costos de energía;
- Rendimiento fiable y duradero.
Es importante entender que esto no es una innovación en la etapa de desarrollo. Los dispositivos se utilizan con éxito en muchos países europeos., y sus residentes no han preguntado qué es durante mucho tiempo. En algunos de los países, como el Reino Unido, solo se venden calderas de condensación, ya que el gobierno se preocupa por el ahorro y el bienestar general de los ciudadanos.
El único inconveniente es el alto precio del dispositivo, pero se amortiza rápidamente ahorrando gas que es muy caro en Europa. Teniendo en cuenta que el problema del alto costo de los recursos energéticos se está volviendo gradualmente relevante para todos, los ciudadanos de Rusia también deberían observar más de cerca esta tecnología.
Conclusión
Examinamos la caldera de condensación y desmantelamos el principio de su funcionamiento. Este dispositivo le permite lograr la máxima eficiencia y un importante ahorro en calefacción. Puede obtener aún más información del video en este artículo y hacer sus preguntas en los comentarios.
Las tecnologías de ahorro de energía y el uso económico con la máxima eficiencia de los recursos energéticos son temas cada vez más relevantes. Calderas de condensación es el resultado de aplicar las últimas tecnologías únicas en la tecnología utilizada para la calefacción. Tienen la mayor eficiencia: 15-17% más que las calderas atmosféricas convencionales, la vida útil es 2-3 veces más larga, un amplio rango de potencia (hasta 100 kW o más).
Por su efectividad calderas de condensación son muy populares en Europa, por ejemplo en Alemania el 70% de las calderas de calefacción son de condensación.
Principios de funcionamiento de una caldera de condensación. se basa en la recepción y transferencia al refrigerante de la energía térmica adicional liberada en el proceso de condensación del vapor de agua.
En una caldera de gas de combustión directa, la transferencia de energía térmica al portador de calor se produce calentando el intercambiador de calor. quemador de gas en el que tiene lugar el proceso de combustión. Uno de los componentes de los gases formados durante el proceso de combustión es el vapor de agua, que a su vez aparece como consecuencia de la combustión del hidrógeno presente en el gas natural. Parte del vapor de agua caldera de calefacción junto con los gases de combustión salen a la atmósfera a través de la chimenea, y una parte en forma de condensado se descarga a través de la tubería de condensado de la chimenea (normalmente al baño).
En las calderas de gas de combustión directa, la condensación es un factor negativo; en las calderas de condensación, el proceso de condensación del vapor de agua es la condición principal en la que se basa el funcionamiento de la caldera.
Está diseñado de tal manera que el vapor de agua que tiene una temperatura de 130 a 150 °C es enfriado por un portador de calor desde la línea de retorno del sistema de calefacción hasta una temperatura inferior a 57 °C. Es a esta temperatura que el agua se condensa y la energía térmica latente del proceso de condensación se transfiere al propio refrigerante y se suma al calor obtenido como resultado de la combustión. gas natural. Como puede ver, para garantizar el proceso de condensación del vapor de agua, se utiliza el refrigerante de la línea de retorno del sistema de calefacción.
Cuanto más baja es la temperatura del portador de calor de la línea de retorno en la caldera, más calor de condensación se libera y, en consecuencia, mayor es la eficiencia de la caldera. principio fundamental funcionamiento de cualquier caldera de condensación.
La máxima eficiencia de una caldera de condensación se puede lograr a una temperatura de retorno de 50 - 30 °C. Durante el proceso de condensación se forma un ambiente ligeramente ácido, pH 3-5, por lo que los materiales de los que están hechos los componentes de la caldera, utilizados en las zonas de humidificación, deben ser resistentes a la acidez. En áreas de alta temperatura, las aleaciones de aluminio y el acero inoxidable son los más utilizados, en el área temperaturas bajas los más rentables son los plásticos (por ejemplo, el polipropileno).
Los intercambiadores de calor de las calderas de condensación están construidos en acero inoxidable y aluminio, equipados con un sistema de recolección y descarga de condensados, así como un ventilador con sistema de potencia escalonada. Al controlar la velocidad del ventilador, se logra una relación óptima de aire y gas para el proceso de combustión y se logra una alta eficiencia. Para un proceso de combustión de gas eficiente, se utilizan quemadores de inyección con modulación de llama. La eliminación de los productos de la combustión de los gases se produce a la fuerza a través de un tubo coaxial. La temperatura de los gases de combustión es de 40-50 °C.
OPERACIÓN
Para una máxima eficiencia caldera de condensación debe ser operado dentro de un cierto rango de temperatura. Si la temperatura de funcionamiento está entre 60 y 80°C habrá poca condensación de vapor de agua y la eficiencia de la caldera de condensación será aproximadamente del 98%. A modo de comparación, una caldera de gas de chimenea tradicional tiene una eficiencia del 92%; hay una diferencia, pero no es significativa. Si la temperatura de funcionamiento del sistema de calefacción es de 53 a 30 ° C, se producirá una condensación significativa de vapor de agua y la eficiencia aumentará a 107-111%. En el cálculo de la eficiencia se toma como 100% la energía térmica de la combustión del gas, se le suma la energía recibida del proceso de condensación, por lo que se obtiene un valor superior al 100%.
La principal condición para lograr la máxima eficiencia es utilizar calderas de condensación en sistemas de calefacción de baja temperatura, preferiblemente diseñados especialmente para ellos, con un régimen de temperatura no superior a 60-40 ° C, máximo 70-50 ° C).
La mayoría cumple con estos requisitos del sistema suelos cálidos con una temperatura de impulsión del medio de calefacción de 40-45°С y una temperatura de retorno de 35-30°С, son menos adecuados los sistemas de calefacción por radiadores con una temperatura de impulsión del medio de calefacción de hasta 70°С y una temperatura de retorno de 50°С.
Las tecnologías modernas de ahorro de energía pueden ahorrar significativamente en calefacción, calderas de condensación reducir aún más los costos de energía y mejorar el confort de vida.
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El UWB fue elegido como base y el sistema de calefacción: un piso cálido. Además, una caldera de gas de condensación montada en la pared se convirtió en la sala de calderas. Sobre por qué se eligió este equipo en particular para nuestro proyecto, y cuáles son las ventajas de su trabajo, en formato de clase magistral, te lo contará el especialista técnico de la empresa.
- El principio de funcionamiento de un generador de calor de gas de condensación.
- Beneficios de utilizar una caldera de gas de condensación.
- En qué sistema de calefacción es mejor utilizar este equipo.
- A qué prestar atención cuando se opera una caldera de gas de condensación.
El principio de funcionamiento del generador de calor de gas de condensación.
Antes de hablar sobre los matices de la tecnología de condensación, notamos que una casa de campo energéticamente eficiente y, por lo tanto, cómoda y económica es una estructura equilibrada. Esto significa que, además de un circuito cerrado de aislamiento térmico, todos los elementos de la cabaña, incluidos sistema de ingenieria deben combinarse de manera óptima entre sí. Por eso es tan importante elegir una caldera que vaya bien con la baja temperatura sistema de calefacción"piso cálido", y también reducirá el costo de comprar energía a largo plazo.
Serguéi Bugaev Técnico Ariston
En Rusia, a diferencia de los países europeos, las calderas de gas de condensación son menos comunes. Además del respeto al medio ambiente y mayor comodidad, esta especie el equipo le permite reducir los costos de calefacción, tk. tales calderas funcionan entre un 15 y un 20% más económicamente que las convencionales.
Si miras especificaciones calderas de gas de condensación, entonces puede prestar atención a la eficiencia del equipo: 108-110%. Esto es contrario a la ley de conservación de la energía. Mientras que, indicando la eficiencia de una caldera de convección convencional, los fabricantes escriben que es del 92-95%. Surgen preguntas: ¿de dónde vienen estos números y por qué una caldera de gas de condensación funciona de manera más eficiente que una tradicional?
El hecho es que tal resultado se obtiene gracias al método de cálculo de ingeniería térmica utilizado para calderas de gas convencionales, que no tiene en cuenta uno punto importante evaporación/condensación. Como saben, durante la combustión del combustible, por ejemplo, se libera gas principal (metano CH 4), energía térmica y dióxido de carbono (CO 2), agua (H 2 O) en forma de vapor y muchos otros también se forman. elementos químicos.
En una caldera convencional, la temperatura de los humos después de pasar por el intercambiador de calor puede alcanzar hasta 175-200 °C.
Y el vapor de agua en un generador de calor de convección (convencional) en realidad "vuela hacia la tubería", llevándose parte del calor (energía generada) a la atmósfera. Además, el valor de esta energía "perdida" puede alcanzar hasta el 11%.
Para aumentar la eficiencia de la caldera, es necesario usar este calor antes de que se vaya y transferir su energía a través de un intercambiador de calor especial al portador de calor. Para hacer esto, es necesario enfriar los gases de combustión a una temperatura de los llamados. "punto de rocío" (alrededor de 55 ° C), en el que el vapor de agua se condensa con la liberación de calor útil. Aquellas. - utilizar la energía de la transición de fase para maximizar el aprovechamiento del poder calorífico del combustible.
Volvemos al método de cálculo. El combustible tiene un valor calorífico más bajo y más alto.
- El poder calorífico bruto de un combustible es la cantidad de calor liberado durante su combustión, teniendo en cuenta la energía del vapor de agua contenido en los gases de combustión.
- El poder calorífico neto de un combustible es la cantidad de calor liberado sin tener en cuenta la energía oculta en el vapor de agua.
La eficiencia de la caldera se expresa en la cantidad de energía térmica obtenida de la combustión del combustible y transferida al refrigerante. Además, al indicar la eficiencia del generador de calor, los fabricantes pueden calcularla por defecto según el método que utiliza el poder calorífico neto del combustible. Resulta que eficiencia real de un generador de calor por convección en realidad se trata de 82-85% , un condensación(recuerde alrededor del 11% del calor adicional de combustión, que puede "recoger" del vapor de agua) - 93 - 97% .
Aquí es donde aparecen las cifras de eficiencia de una caldera de condensación, superiores al 100%. Gracias a alta eficiencia un generador de calor de este tipo consume menos gas que una caldera convencional.
Serguéi Bugaev
Las calderas de condensación proporcionan la máxima eficiencia si la temperatura de retorno del refrigerante es inferior a 55 ° C, y se trata de sistemas de calefacción de baja temperatura "suelo caliente", " cálidas paredes» o sistemas con un mayor número de secciones de radiador. En los sistemas convencionales de alta temperatura, la caldera funcionará en modo de condensación. Solo en muy frio tenemos que apoyar alta temperatura refrigerante, el resto del tiempo, con regulación dependiente del clima, la temperatura del refrigerante será más baja, y debido a esto, ahorraremos un 5-7% por año.
El máximo ahorro energético posible (teórico) al utilizar el calor de condensación es:
- al quemar gas natural - 11%;
- durante la combustión gas licuado(propano-butano) - 9%;
- durante la combustión combustible diesel(combustibles solares) - 6%.
Beneficios de utilizar una caldera de gas de condensación
Entonces, descubrimos la parte teórica. Ahora le diremos cómo las características de diseño de una caldera de condensación afectan su eficiencia y durabilidad. A primera vista, parece que es posible utilizar la energía adicional del vapor de agua oculto en los gases de combustión en una caldera convencional, especialmente “conduciéndola” a un modo de funcionamiento de baja temperatura. Por ejemplo, conectando la caldera (esto es incorrecto) directamente al sistema de calefacción por suelo radiante o bajando significativamente la temperatura del refrigerante que circula en el sistema de calefacción por radiadores. Pero, ya escribimos anteriormente que cuando se quema el gas principal, se forma un "montón" completo de elementos químicos. El vapor de agua contiene dióxido de carbono y monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno e impurezas de azufre. Durante la condensación y la transición del vapor de un estado gaseoso a un estado líquido, estas impurezas terminan en agua (condensado) y se obtiene una solución ácida débil a la salida.
Serguéi Bugaev
El intercambiador de calor de una caldera convencional no resistirá trabajo largo en un entorno químico agresivo, con el tiempo se oxidará y fallará. El intercambiador de calor de la caldera de condensación está hecho de materiales resistentes a la corrosión y al ácido. El material más resistente es el acero inoxidable.
En la fabricación de la caldera de condensación, solo se utilizan materiales duraderos y resistentes al desgaste. Esto aumenta la vida útil y la confiabilidad de este equipo y reduce los costos de mantenimiento.
Además, también se imponen mayores requisitos a otros elementos estructurales del generador de calor de condensación, porque. se requiere enfriar los gases de combustión a la temperatura requerida. Para ello, la caldera está equipada con un quemador de tiro forzado con un alto grado de modulación. Dicho quemador funciona en un amplio rango de potencia, lo que le permite regular de manera óptima el calentamiento del agua. Además, las calderas de condensación están equipadas con automatización, lo que garantiza un mantenimiento preciso del modo de combustión, la temperatura de los gases de escape y el agua en la línea de retorno. ¿Por qué se instalan bombas de circulación que cambian suavemente la fuerza de presión del flujo de refrigerante y no como simples bombas de 2 y 3 velocidades? Con una bomba convencional, el refrigerante fluye a través de la caldera a una velocidad constante. Esto conduce a un aumento de la temperatura en el "retorno", un aumento de la temperatura de los humos por encima del punto de rocío y, en consecuencia, una disminución de la eficiencia del equipo. También es posible sobrecalentar el sistema de calefacción (suelo radiante) y reducir el confort térmico.
matiz importante: el quemador de una caldera convencional no puede funcionar a una potencia inferior a 1/3 de la potencia máxima (nominal) de la fuente de calor. El quemador de la caldera de condensación puede funcionar a una potencia de 1/10 (10%) de la potencia máxima (nominal) de la fuente de calor.
Serguéi Bugaev
Considere la siguiente situación: la temporada de calefacción ha comenzado, la temperatura exterior es de -15 °C. La potencia de una caldera convencional instalada en la vivienda es de 25 kW. La potencia mínima (1/3 de la máxima) a la que puede funcionar es de 7,5 kW. Suponga que la pérdida de calor del edificio es de 15 kW. Aquellas. la caldera, en funcionamiento continuo, compensa estas pérdidas de calor, además hay una reserva de energía. Unos días después hubo un deshielo, que, como ven, suele ocurrir durante el invierno. Como resultado, la temperatura exterior ahora es de alrededor de 0 °C o ligeramente inferior. Las pérdidas de calor del edificio, debido al aumento de la temperatura exterior, han disminuido y ahora ascienden a aproximadamente 5 kW. ¿Qué pasará en este caso?
Una caldera normal no puede trabajando en modo continuo, para dar 5 kW de potencia necesaria para compensar las pérdidas de calor. Como resultado, entrará en el llamado modo de funcionamiento cíclico. Aquellas. encenderá y apagará constantemente el quemador, o el sistema de calefacción se sobrecalentará.
Este modo es desfavorable para el funcionamiento del equipo y conduce a su desgaste acelerado.
Una caldera de condensación, de la misma potencia y en una situación similar, entregará tranquilamente 2,5 kW de potencia (10% de 25 kW) en funcionamiento continuo, lo que repercute directamente en la vida útil del generador de calor y en el nivel de confort en un casa de Campo.
Caldera de condensación, complementada con automatización con compensación climática, se adapta con flexibilidad a los cambios régimen de temperatura durante toda la temporada de calefacción.
La automatización moderna permite simplificar significativamente el proceso de control de la caldera, incluso de forma remota, utilizando un especial aplicación movil para smartphones, lo que aumenta la usabilidad del equipo.
Agregamos que la temporada de calefacción en Rusia, dependiendo de la región, tiene un promedio de 6-7 meses, comenzando en el otoño, cuando todavía no hace mucho frío afuera, y dura hasta la primavera.
Aproximadamente el 60% de este tiempo, la temperatura media diaria en el exterior es de alrededor de 0 °C.
Resulta que la potencia máxima de la caldera puede requerirse solo en un período de tiempo relativamente corto (diciembre, enero), cuando se han presentado heladas reales.
En otros meses, no se requiere que la caldera alcance el modo de funcionamiento máximo y una mayor transferencia de calor. En consecuencia, una caldera de condensación, a diferencia de una convencional, funcionará eficazmente tanto con diferencias de temperatura como con una ligera helada. Al mismo tiempo, el consumo de gas disminuirá, lo que, junto con sistema de baja temperatura La calefacción (calefacción por suelo radiante) reducirá el coste de compra de energía.
Incluso cuando se utiliza una caldera de condensación junto con una temperatura alta calefacción por radiadores este equipo funciona más eficientemente que el tradicional en un 5-7%.
Serguéi Bugaev
Además de la eficiencia, una ventaja importante de las calderas de condensación es la capacidad de obtener Alto Voltaje con equipo compacto. Caldera de gas de condensación en montado en la pared especialmente relevante para calderas pequeñas.
Además, la caldera de condensación tiene un quemador turboalimentado, lo que le permite abandonar la costosa chimenea estándar y simplemente conducir la chimenea coaxial a través de un agujero en la pared. Esto simplifica la instalación de equipos o la instalación de una nueva caldera de condensación en sustitución de la antigua - convencional, en caso de renovación sistema existente calefacción.
Características de funcionamiento de una caldera de gas de condensación.
Preguntas frecuentes de los consumidores: qué hacer con el condensado obtenido durante el funcionamiento de la caldera, qué tan dañino es y cómo desecharlo.
La cantidad de condensado se puede calcular de la siguiente manera: 0,14 kg por 1 kWh. Por lo tanto, una caldera de gas de condensación con una potencia de 24 kW cuando funciona a 12 kW de potencia (porque la mayor parte periodo de calentamiento la caldera funciona con modulación, y la carga promedio, según las condiciones, puede ser inferior al 25%) en un día bastante frío produce 40 litros de condensado en modo de baja temperatura.
El condensado se puede drenar en alcantarillado central, siempre que se haya diluido en una proporción de 10 o mejor 25 a 1. Si la casa está equipada con una fosa séptica o un local planta de tratamiento, el condensado debe ser neutralizado.
Serguéi Bugaev
El neutralizador es un recipiente lleno de virutas de mármol. Peso del relleno: de 5 a 40 kg. Debe cambiarse manualmente en promedio una vez cada 1-2 meses. El condensado, que generalmente pasa por el neutralizador, ingresa por gravedad al alcantarillado.
resumiendo
Este es equipo moderno, caracterizado por la fiabilidad, la economía y la eficiencia. También se reducen las emisiones de sustancias nocivas a la atmósfera, lo que es especialmente importante cuando se endurecen las normas ambientales. Además, la instalación de este tipo El generador de calor, al reducir el consumo de gas, reducirá los costes de calefacción a largo plazo y aumentará el nivel de confort en una casa de campo.
El término "caldera de condensación" para muchos es sinónimo de equipos de calefacción fiables y económicos. Sin embargo, no todo el mundo puede explicar qué significa este concepto y en qué se diferencia una unidad de tipo condensador de una caldera de gas convencional.
Principio de funcionamiento y estructura interna
En gas tradicional unidades de calefacción los gases de combustión, cuya temperatura es +100-(+170 0 C), junto con el vapor de agua resultante se eliminan a la atmósfera. El valor calorífico del combustible utilizado en dichas instalaciones se denomina poder calorífico neto. Calderas de gas de condensación, gracias al uso en su diseño y producción las últimas tecnologías, son capaces de convertir la energía de condensación del vapor de agua en calor.
¡Definición! La energía total de combustión de un combustible gaseoso, incluida la energía de convertir el vapor de agua en líquido, se denomina poder calorífico bruto del combustible.
Características de los intercambiadores de calor del dispositivo de condensación.
En teoría, casi todas las calderas de gas se pueden hacer con condensación equipándolas con un condensador/intercambiador de calor y asegurándose de que haya más resistencia aerodinámica Eliminación de productos de combustión.
¡Atención! Temperatura de la superficie intercambiador de calor de condensación debe estar por debajo del punto de rocío del combustible utilizado.
Al comienzo del desarrollo de las tecnologías de condensación, la producción de unidades de este tipo siguió este camino. Las plantas generadoras de calor en funcionamiento, por regla general, eran unidades de suelo hechas de hierro fundido, equipadas con módulos condensadores laminares hechos de aceros resistentes a la corrosión.
Hace relativamente poco tiempo, comenzaron a crearse instalaciones de calefacción de gas unificadas, originalmente diseñadas para operar en el modo de condensación. Los intercambiadores de calor de dichas unidades deben:
- asegurar la eliminación intensiva y eficiente de la energía de condensación de vapor;
- ser resistente al condensado, que provoca procesos de corrosión.
¡Definición! El condensado de las calderas de gas es una mezcla de ácidos carbónico, nítrico y sulfúrico de baja concentración.
La caldera de condensación a gas se fabrica con uno o dos intercambiadores de calor:
- En el primer caso, se trata de un intercambiador de calor doble con una superficie de intercambio de calor ramificada, fabricado en acero inoxidable.
- En el segundo caso, el intercambiador de calor de alta temperatura está hecho de aleaciones de aluminio y silicio, cobre y acero inoxidable. Como regla general, dicho intercambiador de calor está hecho de acero inoxidable.
¡Atención! EN calderas de pared para los intercambiadores de calor de alta temperatura, no se usa hierro fundido debido a su masa significativa.
Ventajas de los equipos de calefacción de gas de condensación
- El diseño innovador del quemador proporciona virtualmente combustión completa combustible, debido a la alta eficiencia, se reduce la cantidad de gas utilizado (en un 10-15%) y, en consecuencia, se reduce la cantidad de emisiones a la atmósfera.
¡Atención! La máxima eficiencia se obtiene cuando se utilizan unidades de este tipo en calefacción a baja temperatura, por ejemplo, en sistemas de calefacción por suelo radiante.
- equipo gracias a caracteristicas de diseño, es virtualmente silencioso.
- Los modelos de pared pueden tener una potencia de hasta 100 kW, mientras que las calderas de gas tradicionales de pared producen una potencia máxima de 35 kW.
- La vida útil de este equipo de calefacción es 2-3 veces mayor que la de las unidades de gas convencionales.
Fabricantes de equipos de calefacción del tipo en cuestión
al condensador tecnología de calefacción clase alta los productos se pueden atribuir empresas alemanas Viessmann y Buderus, la empresa italiana Baxi.
- gas condensado Calderas Viessmann Los Vitodens tienen un rango de potencia de 4 a 66 kW. Estas unidades se fabrican utilizando un diseño fundamentalmente nuevo de la superficie de calentamiento. El intercambiador de calor Inox-Radial es un paralelepípedo enrollado en un serpentín. Para su producción se utiliza acero inoxidable. La empresa abandonó por completo la instalación. intercambiadores de calor de aluminio debido a una menor resistencia a la corrosión y, por lo tanto, una vida útil más corta.
¡Atención! El diseño de los intercambiadores de calor Inox-Radial prevé la posibilidad de instalar, si es necesario, dispositivos para la neutralización de condensados.
Las Vitodens 300, 333, 343 están equipadas con quemadores modulantes para ahorrar combustible y modulantes bombas de circulacion minimizando el consumo de energía. El costo de las instalaciones con una capacidad de 26 kW es de aproximadamente $ 1.800.
- La empresa alemana Buderus es pionera en la producción de tecnología de condensación. Los modelos Logamax plus GB 112 se fabrican con una potencia de 80 y 100 kW, lo que supone un récord para las calderas murales de gas. Al mismo tiempo, las unidades tienen dimensiones compactas: su ancho es igual al de las calderas convencionales con una capacidad de 24 kW. Este equipo utiliza un intercambiador de calor de aletas fabricado en aleaciones de silicio-aluminio. precio aproximado calderas de esta marca con una capacidad de 24 kW - $ 1.400.
Los modelos de la marca BAXI son una combinación de excelentes características de presentación y precio razonable. El Prime HT de 28kW cuesta aproximadamente $1,500. Esta caldera mural de condensación de clase económica está equipada con la posibilidad de modulación electrónica de la llama, tanto en modo calefacción como en modo agua caliente.
