Gas-Brennwertkessel: Vor- und Nachteile, Funktionsprinzip + Unterschiede zu anderen Ausführungen

Verkäufer von Brennwert-Wärmeerzeugern geben an, dass der Wirkungsgrad der uns angebotenen innovativen Geräte über 100 % liegt. Aber Sie müssen zugeben, dass dies ein wenig dem Energieerhaltungssatz widerspricht, der uns allen aus dem Schulphysikunterricht bekannt ist. Was ist also das Geheimnis?

Einerseits sind solche Aussagen ein Trick der Marketer. Auf der anderen Seite steckt jedoch ein Körnchen Wahrheit in ihren Zusicherungen, die den Käufer überzeugen. Wir werden die Funktionsweise eines Brennwertkessels im Detail analysieren: Die Vor- und Nachteile, seine spezifische Funktionsweise und Konstruktion verdienen eine detaillierte Studie.

Um ein vollständiges Bild des Brennwertgerätes zu erhalten, vergleichen wir es mit dem klassischen Typ des thermischen Energieerzeugers. Hier sind die Merkmale seiner Verbindung und Bedienung. Lassen Sie uns die Geheimnisse der Ultra-High-Performance lüften.

Gas-Brennwertkessel

Die hohe Effizienz des Gas-Brennwert-Wärmeerzeugers wird durch das Vorhandensein eines zusätzlichen Wärmetauschers in seiner Konstruktion gewährleistet. Die erste Wärmetauschereinheit, Standard für alle Heizkessel, überträgt die Energie des verbrannten Brennstoffs auf den Wärmeträger. Und zum zweiten kommt noch die Wärme aus der Abgasrückgewinnung hinzu.

Brennwertkessel arbeiten mit „blauem Brennstoff“:

• main (Gasgemisch mit überwiegendem Methananteil);
• Gasbehälter oder Ballon (Gemisch von Propan mit Butan, wobei entweder die erste oder zweite Komponente überwiegt).

Jede Gasoption kann verwendet werden. Die Hauptsache ist, dass der Brenner für den Betrieb mit der einen oder anderen Brennstoffart ausgelegt ist.

Der Brennwert-Wärmeerzeuger zeigt den besten Wirkungsgrad bei der Verbrennung von Methan. Das Propan-Butan-Gemisch ist hier etwas unterlegen. Je höher der Propananteil ist, desto besser.

In dieser Hinsicht ergibt das "Winter"-Gas für den Gasspeicher einen etwas höheren Wirkungsgrad am Ausgang als das "Sommer"-Gas, da der Propan-Anteil im ersten Fall höher ist.

Im Gegensatz zu einem Gas-Brennwertkessel geht bei einem Konvektionskessel ein Teil der Wärmeenergie zusammen mit den Verbrennungsprodukten in den Schornstein. Daher liegt der Wirkungsgrad bei klassischen Designs im Bereich von 90%. Sie können es höher anheben, aber technisch zu schwierig.

Dies ist wirtschaftlich nicht gerechtfertigt. In Kondensationsbehältern wird die bei der Gasverbrennung gewonnene Wärme jedoch rationeller und vollständiger genutzt, da die bei der Verarbeitung von Dampf freigesetzte Wärme gespeichert und übertragen wird Heizsystem. Auf diese Weise wird das Kühlmittel zusätzlich erwärmt, wodurch der Kraftstoffverbrauch pro 1 kW aufgenommener Wärme reduziert werden kann.

Gerät und Funktionsprinzip

Ein Brennwertkessel ähnelt konstruktionsbedingt in vielerlei Hinsicht einem Konvektionsanalogon mit geschlossener Brennkammer. Nur im Inneren wird er durch einen Sekundärwärmetauscher und eine Rekuperationseinheit ergänzt.

Der Gas-Brennwertkessel besteht aus:

• geschlossene Brennkammern mit modulierendem Brenner;
• Primärwärmetauscher Nr. 1;
• Abgaskühlkammern bis + 56–57 ⁰C (Taupunkt);
• sekundärer Kondensationswärmetauscher Nr. 2;
• Schornstein;
• Luftzufuhr-Ventilator;
• Kondensatbehälter und Entwässerungssystem.

Die betreffenden Geräte sind fast immer mit einer eingebauten Umwälzpumpe für Kühlmittel. Die übliche Variante mit natürlichem Wasserfluss durch die Heizungsrohre nützt hier wenig. Wenn das Kit keine Pumpe enthält, muss diese unbedingt bei der Vorbereitung eines Kesselrohrleitungsprojekts bereitgestellt werden.

Die angebotenen Brennwertkessel sind einkreisig und Doppelkreis, sowie in Boden- und Wandausführung. Darin unterscheiden sie sich nicht von klassischen Konvektionsmodellen.

Das Funktionsprinzip eines Gas-Brennwertkessels ist wie folgt:

1. Das erwärmte Wasser erhält die Hauptwärme im Wärmetauscher Nr. 1 aus der Gasverbrennung.
2. Anschließend durchläuft das Kühlmittel den Heizkreislauf, kühlt ab und gelangt in den Sekundärwärmetauscher.
3. Durch die Kondensation der Verbrennungsprodukte im Wärmetauscher Nr. 2 wird das abgekühlte Wasser durch rückgewonnene Wärme erwärmt (Einsparung von bis zu 30 % Kraftstoff) und gelangt in einem neuen Kreislauf zu Nr. 1 zurück.

Um die Abgastemperatur präzise zu regeln, sind Brennwertkessel grundsätzlich mit einem modulierenden Brenner mit einer Leistung von 20 bis 100 % und einem Zuluftgebläse ausgestattet.

Nuancen des Betriebs: Kondensat und Schornstein

In einem Konvektionskessel werden die Verbrennungsprodukte von Erdgas CO₂, Stickoxide und Dampf werden nur auf 140-160. gekühlt ⁰MIT. Kühlt man sie unten ab, sinkt der Zug im Schornstein, es bildet sich aggressives Kondenswasser und der Brenner erlischt.

Eine solche Entwicklung der Situation, alle Hersteller klassische Gaswärmeerzeuger vermeiden, um die Betriebssicherheit zu maximieren und die Lebensdauer ihrer Geräte zu verlängern.

Bei einem Brennwertkessel schwankt die Temperatur der Gase im Schornstein um 40 ⁰MIT. Dies reduziert einerseits die Anforderungen an die Hitzebeständigkeit des Materials. Schornstein, schränkt aber andererseits die Auswahl hinsichtlich der Säurebeständigkeit ein.

Wärmetauscher in Brennwert-Wärmeerzeugern bestehen aus:

• rostfreier Stahl;
• Silumin (Aluminium mit Silizium).

Beide dieser Materialien haben verbesserte Säurebeständigkeitseigenschaften. Gusseisen und gewöhnlicher Stahl sind für Kondensatoren völlig ungeeignet.

Der Schornstein für einen Brennwertkessel darf nur aus Edelstahl oder säurebeständigem Kunststoff ausgeführt werden. Ziegel-, Eisen- und andere Schornsteine ​​sind für solche Geräte nicht geeignet.

Beim Betrieb eines Brennwertkessels mit einer Leistung von 35–40 kW fallen ca. 4–6 Liter Kondensat an. Vereinfacht kommt es auf etwa 0,14-0,15 Liter pro 1 kW Wärmeenergie.

Tatsächlich handelt es sich um eine schwache Säure, deren Einleitung in ein autonomes Abwassersystem verboten ist, da sie die bei der Abfallverarbeitung beteiligten Bakterien zerstört. Ja, und vor dem Einleiten in ein zentrales System wird empfohlen, zuerst mit Wasser im Verhältnis bis zu 25: 1 zu verdünnen. Und dann können Sie es bereits entfernen, ohne befürchten zu müssen, das Rohr zu zerstören.

Wenn der Kessel in einer Hütte mit Klärgrube oder VOC installiert ist, muss das Kondensat zuerst neutralisiert werden. Andernfalls wird die gesamte Mikroflora in einem autonomen Reinigungssystem abgetötet.

"Neutralizer" wird in Form eines Behälters mit Marmorsplittern mit einem Gesamtgewicht von 20-40 kg hergestellt. Beim Durchströmen des Marmors erhöht das Kondensat aus dem Kessel den pH-Wert. Die Flüssigkeit wird neutral oder schwach alkalisch, nicht mehr gefährlich für Bakterien in der Klärgrube und für das Material des Sumpfes selbst. Es ist erforderlich, den Füllstoff in einem solchen Neutralisator alle 4–6 Monate zu wechseln.

Woher kommt der Wirkungsgrad über 100 %?

Bei der Angabe des Wirkungsgrades eines Gaskessels legen Hersteller den Indikator für den niedrigsten Heizwert von Gas zugrunde, ohne die bei der Kondensation von Wasserdampf entstehende Wärme zu berücksichtigen. Bei einem Konvektionswärmeerzeuger geht dieser zusammen mit ca. 10 % der Wärmeenergie vollständig in Schornstein, wird daher nicht berücksichtigt.

Wenn Sie jedoch die Kondensationssekundärwärme und die Hauptwärme aus dem verbrannten Erdgas hinzufügen, wird mehr als 100% Wirkungsgrad erzielt. Kein Betrug, nur ein kleiner Trick in den Zahlen.

Tatsächlich entsteht der "falsche" Wirkungsgrad über 100 % aus dem Wunsch der Hersteller von Wärmeerzeugungsanlagen, die verglichenen Indikatoren zu vergleichen.

Nur wird bei einem Konvektionsgerät "Wasserdampf" gar nicht berücksichtigt, aber bei einem Kondensationsgerät muss es berücksichtigt werden. Daher gibt es kleine Abweichungen von der Logik der Physik, die in der Schule gelehrt wird.

Vor- und Nachteile von Brennwertheizungen

Zu den Vorteilen eines Brennwertkessels gehören:

1. Reduzierung der Schadstoffemissionen um 60–70 % (der größte Teil des Kohlendioxids und der Stickoxide geht in das Kondensat über).
2. Im Vergleich zu Konvektionsmodellen Einsparungen von bis zu 30 % Gasbrennstoff pro erzeugtem 1 kW.
3. Kleinere Abmessungen von Gasheizgeräten bei gleicher Leistung.
4. Niedrige Temperatur der Verbrennungsprodukte im Schornstein (nur ca. 40 ⁰MIT).
5. Möglichkeit der Installation einer Kaskade von mehreren Kesseln.
6. Vielseitigkeit (geeignet sowohl für Heizkörper als auch für "warme Böden").
7. Intelligente Automatisierung und volle Autonomie des Gaswärmeerzeugers ohne menschliches Eingreifen.

Ein Kaskadensystem aus zwei oder drei Wärmeerzeugern ermöglicht die Installation von Heizkesseln mit geringer Leistung, die während des Betriebs weniger Lärm machen und weniger vibrieren als leistungsstärkere Modelle.

Dies vereinfacht die Installation des gesamten Heizsystems und ermöglicht eine Reduzierung der Größe Heizraum zu Hause. Außerdem erhöht sich durch die Möglichkeit einer flexibleren Regelung des Wärmeerzeugungsprozesses die Gesamteffizienz des Einsatzes von Wärmeerzeugungsanlagen.

Von den Nachteilen von Brennwertwärmeerzeugern ist zu erwähnen:

1. Hoher Preis für die Ausrüstung (1,5–2 Mal höher als bei Modellen des klassischen Konvektionstyps mit ähnlicher Leistung).
2. Probleme bei der Kondensatentsorgung.
3. Verminderter Wirkungsgrad bei Verwendung des Kessels in Hochtemperatur-Heizsystemen.
4. Volatilität – Lüfter, Automatisierung und Umwälzpumpe benötigen zum Betrieb Strom.
5. Verbot der Verwendung mit Frostschutzmittel.

Trotz der erheblichen Anschaffungskosten ist der Brennwertkessel wirtschaftlich gerechtfertigt. Während des Betriebs gibt es das gesamte ursprünglich ausgegebene Geld mehr als zurück.

In Russland sind solche Geräte noch nicht weit verbreitet. Gasrückgewinnungskessel sind noch zu ungewöhnlich und auf unserem Markt wenig erforscht. Doch das Interesse an solchen Wärmeerzeugern wächst allmählich.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

So funktioniert ein Brennwert-Wärmeerzeuger:

Installation von Gaskesseln mit Dampfrückgewinnung:

Alle Vorteile von Brennwertkesseln:

Wenn Sie genau verstehen, wie und nach welchen Prinzipien ein Gas-Brennwertkessel funktioniert, werden auf den ersten Blick die "falschen" 108-110%-Wirkungswerte durchaus verständliche und gerechtfertigte Zahlen.

Ein Wärmeerzeuger mit Abgasrückgewinnung ist in der Tat effizienter als eine konventionelle Bauweise. Sein einziger gravierender Nachteil ist Kondensat mit hohem Säuregehalt, das irgendwo entsorgt werden muss.

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