Cum să evitați risipa de resurse. Cazan pe gaz cu condensare pentru a vă ajuta.

Ce este un cazan pe gaz cu condensare?

Cazanele cu condensare pe gaz câștigă din ce în ce mai multă popularitate pe piață, deoarece s-au dovedit a fi dispozitive foarte eficiente. Cazanele cu condensare au un factor de eficiență destul de serios. Este aproape 96%. În timp ce în cazanele convenționale, eficiența ajunge cu greu la 85%. Cazanele cu condensare sunt foarte economice. Aceste cazane sunt foarte populare în Europa, deoarece europenii au o problemă destul de acută a economiei de combustibil. În ciuda costului ușor mai ridicat al unui cazan cu condensare în comparație cu un cazan convențional, unitățile de încălzire cu gaz condensat se plătesc destul de repede. Cazanele de acest tip privesc cu încredere în viitor, deoarece principiul funcționării lor este cel mai promițător de astăzi.

Ce înseamnă termenul „cazan de condensare”?

Acest termen a apărut în viața de zi cu zi relativ recent, dar astăzi mulți proprietari înțeleg principiul cazanului, din cauza căruia i-a fost atribuit acest nume. Un încălzitor cu condensare folosește căldură nu numai din gazul ars, ci și din abur, care, într-un design convențional al cazanului, este emis în atmosferă prin coș.

Pentru a extrage energia termică din condens, un cazan cu condensare pe gaz sau montat pe perete este echipat cu schimbătoare de căldură mari.

În unele modele, este prevăzut un schimbător de căldură secundar suplimentar, care interacționează exclusiv cu vaporii de apă. Un astfel de dispozitiv vă permite să obțineți indicatori de eficiență excelenți.

Istoria apariției cazanului pe gaz cu condensare

În anii cincizeci îndepărtați, au început să apară pentru prima dată modele de cazane de tip condensare. Aceste modele nu au fost perfecte așa cum sunt astăzi și au suferit numeroase schimbări pe parcursul evoluției lor. Ei bine, deja în acei ani îndepărtați, cazanele de acest tip au arătat indicatori destul de serioși ai economiei de combustibil. Acest factor important este în continuare principalul care face ca cazanele de aer condiționat să fie foarte atractive pentru cumpărători.

În acei ani, se foloseau schimbătoare de căldură din fontă sau oțel, ceea ce le făcea de scurtă durată. Sub influența condensului, cazanele au eșuat rapid din cauza coroziunii severe. Abia în anii șaptezeci, noile materiale și tehnologii au înlocuit fonta din oțel. Multe elemente ale cazanului, inclusiv schimbătoare de căldură, au început să fie fabricate din oțel inoxidabil. O astfel de modernizare a extins semnificativ durata de viață a cazanului cu condensare. Mulți experți sunt de acord că cazanele de acest tip în forma lor modernă sunt dispozitive de încălzire fiabile, foarte ecologice și foarte eficiente din punct de vedere al eficienței. Experții cred, de asemenea, că cazanele de aer condiționat au un viitor foarte promițător. În URSS s-au efectuat și cercetări în această direcție, dar această tehnologie nu a primit nicio dezvoltare serioasă.

Tipuri de coșuri de fum

Trei tipuri structurale principale de coșuri de fum, fiecare dintre ele având un domeniu specific de aplicare:

• cu un singur perete;
• cu pereți dubli (sandwich);
• coaxial.

Coș de fum cu un singur perete

Din nume este clar că acestea sunt doar țevi și fitinguri din materialul corespunzător. Poate fi utilizat numai în interior sau în canale izolate termic (de exemplu, coșurile de fum în timpul reconstrucției).De obicei utilizat pentru emisiile de gaze arse atunci când aerul este aspirat din camera cazanului.

Este adesea folosit și pentru fabricarea unui canal de alimentare cu aer de ardere din stradă. Aceste conducte de aer, desigur, nu au cerințe speciale pentru temperatură, rezistență chimică și etanșeitate. Adică pot fi realizate din aproape orice material disponibil. Cu toate acestea, din punct de vedere al uniformității și ușurinței de instalare, același tip de coș cu un singur perete este de obicei folosit ca pentru evacuarea gazelor arse.

Coșurile de fum cu perete unic nu pot fi utilizate niciodată în aer liber. Principala problemă este formarea constantă a condensului în canal. Din punct de vedere al rezistenței chimice, așa cum sa menționat mai sus, acest lucru nu este înfricoșător, dar există un mare pericol de înghețare a lichidului în interiorul coșului de fum și, ca rezultat, o îngustare a secțiunii de curgere a conductei. Scăderea tirajului natural datorită răcirii gazelor arse nu este critică pentru acest tip de cazane, deoarece acestea au ventilatoare puternice care oferă o valoare ridicată a presiunii reziduale.

Coș de fum cu pereți dubli (sandwich)

Elementele acestui tip de coș constau din două țevi concentrice de diametre diferite, spațiul dintre care este umplut cu material termoizolant, de obicei lână de piatră necombustibilă. Nu există cerințe speciale pentru rezistența la acid și căldură la conducta exterioară, sunt necesare doar rezistență la condiții atmosferice (precipitații, lumină ultravioletă) și rezistență mecanică. Prin urmare, în cazul coșurilor de fum din oțel inoxidabil cu pereți dubli, conductele interioare și exterioare sunt de obicei realizate din diferite grade de oțel pentru a optimiza costurile. Există opțiuni cu execuția tubului exterior din aluminiu.

Coșurile de fum cu pereți dubli pot fi folosiți atât în ​​interior, cât și în exterior.

Datorită temperaturii scăzute a gazelor de ardere și a absenței probabilității de arsuri, în cazul cazanelor cu condensare, doar partea exterioară a coșului de fum este de obicei realizată cu o opțiune cu pereți dubli, iar pentru cea interioară, o convențională se poate utiliza o țeavă cu pereți unici.

Cos coaxial

Din nou, pe baza numelui este clar ce este acest coș de fum: două țevi concentrice cu un spațiu gol între ele.

Principala caracteristică a acestui tip este că este utilizat atât pentru emisia de gaze arse (prin conducta interioară), cât și pentru admisia aerului de ardere (prin spațiul dintre conducte). În consecință, atunci când îl utilizați, nu este necesar să asigurați în mod constant fluxul de aer de ardere în camera cazanului. În plus, aerul de intrare este încălzit de gazele de ardere, crescând astfel eficiența generală a camerei cazanului.

De asemenea, așezarea coșurilor coaxiale este permisă numai în interior, lungimea secțiunii exterioare în condițiile noastre nu ar trebui să depășească un metru. Acumularea de gheață la capătul coșului de fum este o problemă obișnuită în iernile reci. Acest lucru se întâmplă datorită răcirii puternice a gazelor arse la ieșire atunci când este în contact cu aerul rece care intră în combustie prin spațiul dintre țevi. Pentru a rezolva această problemă, puteți tăia secțiunea țevii exterioare în zona de la capătul coșului de fum pentru a răspândi emisia de gaze arse și admisia de aer; sau utilizați opțiunile de iarnă din fabrică pentru capătul conductei coaxiale.

Acest tip de coș de fum este fabricat atât din plastic, cât și din oțel inoxidabil.

Principiul de funcționare al cazanului cu condensare

Principiul de funcționare al cazanului cu condensare

Principiul prin care funcționează multe cazane de încălzire este foarte simplu. Include o singură acțiune - arderea combustibilului. După cum știți, atunci când combustibilul este ars, o anumită cantitate de energie termică este eliberată.Cu ajutorul unui schimbător de căldură, energia termică este transferată lichidului de răcire și apoi, cu ajutorul circulației, intră în sistemul de încălzire. Circulația poate fi efectuată atât cu forța, cât și prin gravitație. Marea majoritate a cazanelor moderne utilizează circulația forțată a lichidului de răcire.

Într-un cazan convențional, o anumită cantitate de energie termică iese prin coș. Această căldură poate fi colectată și refolosită. Pur și simplu, un cazan convențional încălzește parțial atmosfera cu vapori de apă, care se formează atunci când gazul este ars. Cea mai importantă caracteristică este ascunsă aici. Conform principiului muncii lor, cazanele cu condensare pe gaz sunt capabile să stocheze și să direcționeze din nou în sistemul de încălzire energia aburului, care într-un cazan obișnuit intră pur și simplu în horn. Întregul truc al unui cazan în condensare este în schimbătorul său de căldură.

Cazanul cu condensare este axat pe absorbția energiei care este eliberată atunci când aburul se condensează. Aceeași energie termică este absorbită de apă, care vine în linia de retur și care pre-răcește aburul până la temperatura punctului de rouă, eliberând astfel energie termică. Această energie termică trebuie returnată sistemului de încălzire, crescând astfel eficiența cazanului cu condensare.

În prezent, toate schimbătoarele de căldură pentru cazanele cu condensare sunt fabricate din materiale anticorozive. Acestea includ silumin sau oțel inoxidabil. Un recipient special este prevăzut pentru colectarea condensului în cazanele cu condensare. Excesul de condens este evacuat în sistemul de canalizare.

Condensatul este considerat a fi un lichid destul de coroziv. Prin urmare, în unele țări, condensul trebuie neutralizat înainte de a fi drenat în canalizare. Există neutralizatori pentru această procedură. Un neutralizator este un fel de recipient care este umplut cu granule speciale. Aceste granule pot conține magneziu sau calciu.

Cum funcționează cazanele cu condensare

Principiul de funcționare al cazanelor cu condensare este cunoscut de multă vreme, dar a fost imposibil să-l folosim în echipamentele cazanelor din fontă și oțel, deoarece condensul de apă, cu aciditate ridicată și conținând dioxid de carbon, a provocat coroziunea oțelului și a turnării cazane de fier. Numai odată cu apariția aliajelor rezistente la coroziune și a oțelului inoxidabil a devenit posibilă introducerea acestei tehnologii în producția de echipamente pentru cazane.

După cum știm deja, atunci când este răcit, aburul se transformă din nou în stare lichidă și eliberează o anumită cantitate de căldură. Dacă luăm în considerare un cazan obișnuit, atunci în timpul funcționării sale există o luptă cu procesul de condensare, iar în cazanele cu condensare, condensarea este doar binevenită. Proiectarea lor prevede un schimbător de căldură special, în care are loc procesul de condensare, iar căldura degajată în timpul acestui proces este eliminată pentru sistemul de încălzire

Cazanul cu condensare are o eficiență de 108-109%. Cum este posibil acest lucru dacă, conform legilor fizicii, eficiența nu poate depăși 100%, deoarece pierderile de energie din orice proces sunt inevitabile.

În cazanele fără condens, în timpul arderii gazului, nu se elimină toată energia termică, ci doar o mare parte din aceasta. Debitul de căldură din schimbătorul de căldură este răcit doar la o temperatură de 140-160 ° C, când este răcit la o temperatură mai scăzută, tirajul din coș scade, se formează condens agresiv, care provoacă coroziunea elementelor cazanului. Energia termică care poate fi obținută în timpul procesului de condensare în cazanele convenționale nu este utilizată, se numește latentă.

Cazanele pe gaz cu condensare utilizează în activitatea lor energia latentă în condensarea vaporilor de apă, prin urmare, eficiența lor, în comparație cu eficiența cazanelor convenționale, depășește 100%. Elementul principal al oricărei centrale este un schimbător de căldură. Există două schimbătoare de căldură în construcția cazanelor cu condensare. Pot fi separate sau combinate (în două etape).Primul schimbător de căldură funcționează la fel ca în cazanele convenționale. Un flux de căldură trece prin el, dar nu se răcește sub punctul de rouă. Al doilea schimbător de căldură prin condensare elimină căldura din gazele de ardere și o răcește până la o temperatură sub punctul de rouă.

Vaporii de apă se condensează pe pereții celui de-al doilea schimbător de căldură și degajă energie termică latentă apei. În acest moment, se iau căldură suplimentară din produsele de ardere, temperatura lor la ieșirea din schimbătorul de căldură este cu doar 10-15 ° C mai mare decât temperatura lichidului de răcire.

Pentru a rezolva problema coroziunii cauzate de condensul agresiv, producătorii folosesc materiale rezistente la coroziune și atacuri chimice la fabricarea cazanelor (oțel inoxidabil, silumin (aliaj de aluminiu-siliciu)).

În Europa, și în special în Germania, există reglementări care impun neutralizarea condensului înainte de a fi evacuate în canalizare. Neutralizatorul este un recipient cu granule de magneziu și potasiu. Trecând prin acești reactivi alcalini, condensul este neutralizat și, atunci când este evacuat în canalizare, nu prezintă un pericol pentru mediu. În Rusia, standardele sanitare nu necesită neutralizarea condensului, deci este pur și simplu colectat într-un rezervor special prevăzut în proiectarea cazanului și, ca urmare, este evacuat în canalizare în forma sa originală. În cazanele cu o capacitate de până la 30 kW, destinate încălzirii caselor particulare, se formează aproximativ 30 de litri de condens în 24 de ore de funcționare.

Cum se determină eficiența unui cazan cu condensare

Astăzi există temperaturi scăzute și sisteme tradiționale de încălzire. Sistemele cu temperatură scăzută includ, să zicem, încălzirea prin pardoseală. Dispozitivele de condensare se integrează foarte bine în aceste sisteme de încălzire și prezintă rezultate ridicate ale eficienței în astfel de sisteme. Acest lucru se datorează faptului că aceste sisteme de încălzire oferă condiții foarte bune pentru o condensare optimă. Dacă montați corect un tandem de la un cazan cu condensare plus o podea caldă, atunci în acest caz nu puteți folosi deloc radiatoare. „Podeaua caldă” va face față perfect sarcinii de a încălzi o cameră, nu mai rău decât un sistem care folosește calorifere. Toate acestea datorită eficienței ridicate a cazanului cu condensare.

Se crede adesea că cazanele pe gaz cu condensare au o eficiență incredibilă, care chiar depășește 100%. Desigur, nu este. Cunoscutele legi ale fizicii funcționează peste tot și nimeni nu le-a anulat încă. Prin urmare, astfel de declarații ale producătorilor nu sunt altceva decât marketing.

Dacă, totuși, să abordăm problema evaluării eficienței cu toată obiectivitatea cazan pe gaz cu condensare, apoi ajungem undeva la 95% eficiență. Acest indicator depinde în mare măsură de condițiile de utilizare ale acestui echipament. De asemenea, eficiența poate fi crescută prin utilizarea automatizării „dependente de vreme”. Cu acest echipament, este posibil să se obțină un control diferențiat al cazanului pe baza temperaturii medii zilnice.

Pro și dezavantaje ale încălzitoarelor cu condensare

Cazanul cu condensare are semnificativ mai multe avantaje față de cele tradiționale, ceea ce explică costul mai mare. Cu alte cuvinte, prețul mai mare va fi compensat în viitorul apropiat sub forma unui consum mai mic de gaz.

Avantajele unui cazan cu condensare

• Eficiență ridicată Adesea, eficiența în cazane depășește 100% obișnuit, procente suplimentare sunt obținute datorită răcirii gazelor arse și condensării aburului în a doua parte a schimbătorului de căldură. Datorită acestui fapt, există o economie semnificativă a consumului de energie, ajungând la 35%.
• Operațiune silențioasă Cazanele au un nivel de zgomot foarte scăzut, ceea ce crește nivelul de confort.
• Respectarea mediului În comparație cu cazanele cu convecție, emisiile nocive sunt reduse cu 80%.

Dezavantaje ale unui cazan cu condensare

• Preț mare Prețul va fi cu 30-50% mai mare comparativ cu cazanele tradiționale.
• Eliminarea condensului Necesitatea eliminării condensului nu este în întregime un dezavantaj, deoarece pentru cazanele cu o capacitate mai mică de 28 kW, este posibil să se scurgă în canalizare.
• Pierderea eficienței în sistemele de temperatură înaltă În aplicații cu temperatură ridicată, unde temperatura de curgere și revenire este de 80/60 ° C, indicatorii de eficiență vor scădea la 98-99%.

În medie, un cazan de 25 kW produce 70 de litri de condens pe zi.

Șemineu

Îndepărtarea gazelor de eșapament și alimentarea cu aer a camerei de ardere într-un cazan de condensare se efectuează forțat, deoarece cazanele de acest tip au o cameră de ardere închisă. Condensatoarele sunt destul de sigure, deoarece nu au nevoie de un coș de fum tradițional pentru a le utiliza. Cazanele de acest tip folosesc un sistem coaxial sau cu două conducte. Aceste sisteme sunt fabricate din plastic, deoarece rezervorul de condens are o temperatură neglijabilă a produsului de ardere. Utilizarea de materiale ieftine la fabricarea sistemelor de eliminare a fumului poate reduce semnificativ costul cazanului.

Amenajarea unităților principale ale cazanului de condensare

Structura internă a unui cazan cu condensare cu funcție de încălzire la cald este oarecum similară cu o unitate similară de tip convecție.

La fel ca alte tipuri, are toate echipamentele principale sub forma unui circuit de încălzire cu agent de încălzire și un circuit de alimentare cu apă caldă, echipamente cu gaz și o placă de control. Dar, pe lângă aceasta, există și alte unități care fac posibilă implementarea schemei de încălzire prin condensare în practică. O listă completă a echipamentelor cazanelor cu condensare arată astfel:

• Cameră de ardere închisă;
• Arzător de gaz;
• Schimbător de căldură cu cameră de combustie pentru încălzire;
• Schimbător de căldură cu cameră de combustie pentru alimentarea cu apă caldă;
• Camera de condensare;
• Schimbător de căldură cu cameră de condensare pentru alimentarea cu apă caldă și sistemul de încălzire;
• Șemineu;
• Turbine pentru injectarea aerului în camera de ardere;
• Turbine pentru eliminarea gazelor de eșapament;
• Sifon de condens cu o conductă de scurgere la sistemul de canalizare sau un bloc suplimentar pentru colectarea unui catalizator cu un neutralizator;
• Pompă de circulație;
• Echipamente cu gaz;
• Panou de control;
• Dispozitive de securitate;
• Echipament electric.

Trebuie să cumpăr un cazan cu condensare?

La fel ca cazanele tradiționale pe gaz, există mai multe tipuri de cazane cu condensare:

1. Primul tip este cazanele de podea. „Napolniki” are o putere mai mare, care uneori atinge 320 kW și mai mult.
2. Al doilea tip este cazanele montate pe perete, a căror putere este de până la 120 kW.

Dacă devine necesară creșterea capacității, atunci mai multe cazane de încălzire pot fi combinate într-un singur grup de încălzire. Unitățile de gaz condensat au scopuri diferite și, prin urmare, sunt cu dublu circuit sau cu un singur circuit. În plus față de încălzire, cazanele cu condensare cu dublu circuit sunt, de asemenea, angajate în prepararea apei calde, în timp ce cazanele cu condensare cu un singur circuit sunt angajate numai pentru încălzirea spațiilor.

Cazanele de acest tip au performanțe foarte ridicate, care respectă pe deplin toate cele mai serioase cerințe impuse de autoritățile competente cazanelor de încălzire. Cazanele cu condensare sunt foarte populare în zonele stațiunii, casele de vacanță și alte destinații turistice. Este vorba despre eficiență și durabilitate.

Un cazan pe gaz cu condensare are emisii mult mai puțin dăunătoare, de aproape 10 ori mai puțin decât un cazan pe gaz convențional.

Avantajele cazanelor cu condensare

• Foarte compact;
• Sunt ușoare;
• Cazanele de acest tip sunt extrem de eficiente;
• Condensatoarele au o modulație destul de profundă;
• Echipat cu un sistem de evacuare a fumului ieftin;
• Cazanele de acest tip au performanțe ecologice foarte bune și nu poluează mediul;
• Aceste cazane nu au practic vibrații;
• Zgomot redus, iar această proprietate le face foarte confortabile de utilizat;
• Cazanele cu condensare sunt foarte economice. Economia de combustibil este uneori de până la 40%, ceea ce va încânta foarte mult potențialii cumpărători.