Caldera de gas de condensación: ventajas y desventajas, principio de funcionamiento + diferencias con otros diseños.

Los vendedores de generadores de calor de tipo condensación declaran que la eficiencia de los equipos innovadores que nos ofrecen supera el 100%. Pero debe admitir que esto contradice levemente la ley de conservación de la energía, que nos es familiar a todos desde el curso de física de la escuela. Entonces, ¿cuál es el misterio?

Por un lado, estas declaraciones son un truco de los especialistas en marketing. Sin embargo, por otro lado, hay una pizca de verdad en sus garantías que convence al comprador. Analizaremos en detalle cómo funciona una caldera de condensación: las ventajas y desventajas, su funcionamiento y diseño específicos merecen un estudio detallado.

Para obtener una imagen completa del tipo de equipo de condensación, comparémoslo con el tipo clásico de generador de energía térmica. Aquí están las características de su conexión y funcionamiento. Descubramos los secretos del rendimiento ultra alto.

Caldera de condensación a gas

La alta eficiencia del generador de calor de gas de condensación está garantizada por la presencia de un intercambiador de calor adicional en su diseño. La primera unidad de intercambio de calor, estándar para todas las calderas de calefacción, transfiere la energía del combustible quemado al portador de calor. Y el segundo agrega a esto también el calor de la recuperación de los gases de escape.

Las calderas de condensación funcionan con "combustible azul":

• principal (mezcla de gases con predominio de metano);
• gasholder o globo (mezcla de propano con butano con predominio del primer o segundo componente).

Se puede utilizar cualquier opción de gas. Lo principal es que el quemador está diseñado para funcionar con uno u otro tipo de combustible.

El generador de calor de condensación muestra la mejor eficiencia al quemar metano. La mezcla de propano-butano es ligeramente inferior aquí. Además, cuanto mayor sea la proporción de propano, mejor.

En este sentido, el gas de “invierno” para el gasificador da una eficiencia ligeramente mayor en la salida que el de “verano”, ya que el componente de propano es mayor en el primer caso.

A diferencia de una caldera de gas de condensación, en una caldera de convección, parte de la energía térmica va a la chimenea junto con los productos de combustión. Por lo tanto, para diseños clásicos, la eficiencia está en la región del 90%. Puede elevarlo más alto, pero técnicamente es demasiado difícil.

Esto no está económicamente justificado. Pero en los tanques de condensación, el calor obtenido de la combustión del gas se utiliza de manera más racional y completa, ya que el calor liberado durante el procesamiento del vapor se acumula y transfiere. sistema de calefacción. De esta manera, el refrigerante se calienta adicionalmente, lo que permite reducir el consumo de combustible por cada 1 kW de calor recibido.

Dispositivo y principio de funcionamiento.

Por diseño, una caldera de condensación es en muchos aspectos similar a un análogo de convección con una cámara de combustión cerrada. Solo en el interior se complementa con un intercambiador de calor secundario y una unidad de recuperación.

La caldera de condensación de gas consta de:

• cámaras de combustión cerradas con quemador modulante;
• intercambiador de calor primario No. 1;
• cámaras de refrigeración de gases de escape hasta + 56–57 ⁰C (punto de rocío);
• intercambiador de calor de condensación secundario No. 2;
• Chimenea;
• ventilador de suministro de aire;
• Tanque de condensado y sistema de drenaje.

El equipo en cuestión casi siempre está equipado con una bomba de circulación incorporada para refrigerante. La versión habitual con un flujo natural de agua a través de las tuberías de calefacción es de poca utilidad aquí. Si la bomba no está incluida en el kit, definitivamente será necesario preverlo al preparar el proyecto de tubería de la caldera.

Las calderas de condensación a la venta son de circuito único y doble circuito, así como en versiones de suelo y pared. En esto no tienen diferencias con los modelos de convección clásicos.

El principio de funcionamiento de una caldera de gas de condensación es el siguiente:

1. El agua calentada recibe el calor principal en el intercambiador de calor No. 1 de la combustión de gas.
2. Luego, el refrigerante pasa por el circuito de calefacción, se enfría y entra en la unidad secundaria de intercambio de calor.
3. Como resultado de la condensación de los productos de combustión en el intercambiador de calor n. ° 2, el agua enfriada se calienta mediante el calor recuperado (ahorrando hasta un 30% de combustible) y vuelve al n. ° 1 en un nuevo ciclo de circulación.

Para controlar con precisión la temperatura de los gases de combustión, las calderas de condensación siempre están equipadas con un quemador modulante con una tasa de salida del 20 al 100% y un ventilador de suministro de aire.

Matices de funcionamiento: condensado y chimenea.

En una caldera de convección, los productos de combustión del gas natural CO₂, los óxidos de nitrógeno y el vapor se enfrían solo a 140-160 ⁰CON. Si los enfría debajo, entonces el tiro en la chimenea caerá, comenzará a formarse una condensación agresiva y el quemador se apagará.

Tal desarrollo de la situación, todos los fabricantes generadores de calor de gas clásicos se esfuerzan por evitar para maximizar la seguridad operativa y extender la vida útil de sus equipos.

En una caldera de condensación, la temperatura de los gases en la chimenea fluctúa alrededor de 40 ⁰CON. Por un lado, esto reduce los requisitos de resistencia al calor del material. Chimenea, pero por otro lado impone restricciones a su elección en términos de resistencia a los ácidos.

Los intercambiadores de calor en los generadores de calor de condensación están hechos de:

• acero inoxidable;
• silumin (aluminio con silicio).

Ambos materiales tienen propiedades mejoradas de resistencia a los ácidos. El hierro fundido y el acero común son completamente inadecuados para condensadores.

La chimenea para una caldera de condensación solo se puede instalar de acero inoxidable o plástico resistente a los ácidos. Las chimeneas de ladrillo, hierro y otros no son adecuadas para dicho equipo.

Cuando se opera una caldera de condensación con una capacidad de 35 a 40 kW, se forman alrededor de 4 a 6 litros de condensado. Simplificado, sale alrededor de 0,14-0,15 litros por 1 kW de energía térmica.

De hecho, se trata de un ácido débil, cuyo vertido está prohibido en un sistema de alcantarillado autónomo, ya que destruirá las bacterias implicadas en el procesamiento de residuos. Sí, y antes de verter en un sistema centralizado, se recomienda diluir primero con agua en una proporción de hasta 25: 1. Y luego ya puedes quitarlo sin temor a destruir la tubería.

Si la caldera está instalada en una cabaña con un tanque séptico o VOC, primero se debe neutralizar el condensado. De lo contrario, matará toda la microflora en un sistema de purificación autónomo.

El "neutralizador" se fabrica en forma de recipiente con astillas de mármol con un peso total de 20-40 kg. A medida que atraviesa el mármol, el condensado de la caldera aumenta el pH. El líquido se vuelve neutro o poco alcalino, ya no es peligroso para las bacterias en el tanque séptico y para el material del sumidero en sí. Es necesario cambiar el relleno en dicho neutralizador cada 4 a 6 meses.

¿De dónde viene la eficiencia por encima del 100%?

Al indicar la eficiencia de una caldera de gas, los fabricantes toman como base el indicador del valor calorífico más bajo del gas sin tener en cuenta el calor generado durante la condensación del vapor de agua. En un generador de calor por convección, este último, junto con aproximadamente el 10% de la energía térmica, entra completamente en Chimenea, por tanto, no se tiene en cuenta.

Sin embargo, si agrega el calor secundario de condensación y el principal del gas natural quemado, se obtendrá una eficiencia superior al 100%. Sin estafas, solo un pequeño truco en los números.

De hecho, la eficiencia "incorrecta" por encima del 100% surge del deseo de los fabricantes de equipos de generación de calor de comparar los indicadores comparados.

Es solo que en un dispositivo de convección el "vapor de agua" no se considera en absoluto, pero en un dispositivo de condensación debe tenerse en cuenta. Por tanto, existen pequeñas discrepancias con la lógica de la física básica, que se enseña en la escuela.

Pros y contras del calentador de condensación

Entre las ventajas de una caldera de condensación se encuentran:

1. Reducción de las emisiones nocivas entre un 60 y un 70% (la mayor parte del dióxido de carbono y los óxidos nítricos se condensan).
2. En comparación con los modelos de convección, ahorros de hasta un 30% de combustible gaseoso por 1 kW generado.
3. Dimensiones más pequeñas de equipos de calefacción a gas con la misma potencia.
4. Baja temperatura de los productos de combustión en la chimenea (solo alrededor de 40 ⁰CON).
5. Posibilidad de instalar una cascada de varias calderas.
6. Versatilidad (apto tanto para calentar radiadores como para "suelos cálidos").
7. Automatización inteligente y total autonomía del generador de calor a gas sin intervención humana.

Un sistema en cascada de dos o tres generadores de calor le permite instalar calderas de baja potencia que hacen menos ruido y vibran durante el funcionamiento que los modelos más potentes.

Esto simplifica la instalación de todo el sistema de calefacción y le permite reducir el tamaño sala de calderas en casa. Además, debido a la posibilidad de una regulación más flexible del proceso de generación de calor, aumenta la eficiencia general del uso de equipos de generación de calor.

De las desventajas de los generadores de calor de condensación, cabe mencionar:

1. Precio elevado para el equipo (1,5 a 2 veces más alto que el de los modelos del tipo de convección clásico de potencia similar).
2. Problemas de eliminación de condensado.
3. Disminución de la eficiencia al utilizar la caldera en sistemas de calefacción de alta temperatura.
4. Volatilidad: el ventilador, la automatización y la bomba de circulación requieren electricidad para funcionar.
5. Prohibición de uso con anticongelante.

A pesar de los importantes costes iniciales, la caldera de condensación está económicamente justificada. Durante la operación, devuelve con creces todo el dinero gastado inicialmente.

En Rusia, dicho equipo todavía no está muy extendido. La caldera de recuperación de gas es todavía demasiado inusual y poco estudiada en nuestro mercado. Pero el interés en estos generadores de calor está creciendo gradualmente.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Cómo funciona un generador de calor por condensación:

Instalación de calderas de gas con recuperación de vapor:

Todas las ventajas de las calderas de condensación:

Si comprende cuidadosamente cómo y según qué principios funciona una caldera de condensación de gas, a primera vista, la eficiencia "incorrecta" del 108-110% se convierte en cifras bastante comprensibles y justificadas.

Un generador de calor con recuperación de gases de escape es de hecho más eficiente que un diseño convencional. Su único inconveniente serio es el condensado con alta acidez, que debe desecharse en algún lugar.

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