Chaudière à gaz à condensation: avantages et inconvénients, principe de fonctionnement + différences par rapport aux autres conceptions

Les vendeurs de générateurs de chaleur à condensation déclarent que le rendement des équipements innovants qui nous sont proposés dépasse les 100%. Mais vous devez admettre que cela contredit légèrement la loi de conservation de l'énergie, qui nous est familière depuis le cours de physique de l'école. Alors, quel est le mystère ?

D'une part, de telles déclarations sont une ruse des spécialistes du marketing. Cependant, d'un autre côté, il y a un grain de vérité dans leurs assurances qui convainquent l'acheteur. Nous analyserons en détail le fonctionnement d'une chaudière à condensation: les avantages et les inconvénients, son fonctionnement et sa conception spécifiques méritent une étude détaillée.

Afin d'avoir une image complète du type d'équipement à condensation, comparons-le avec le type classique de générateur d'énergie thermique. Voici les caractéristiques de sa connexion et de son fonctionnement. Découvrons les secrets de l'ultra-haute performance.

Chaudière gaz à condensation

Le rendement élevé du générateur de chaleur à gaz à condensation est assuré par la présence d'un échangeur de chaleur supplémentaire dans sa conception. La première unité d'échange de chaleur, standard pour toutes les chaudières de chauffage, transfère l'énergie du combustible brûlé au caloporteur. Et le second ajoute à cela également la chaleur de la récupération des gaz d'échappement.

Les chaudières à condensation fonctionnent au "combustible bleu" :

• principal (mélange gazeux avec une prédominance de méthane);
• gazomètre ou ballon (mélange de propane et de butane avec une prédominance du premier ou du deuxième composant).

N'importe quelle option de gaz peut être utilisée. L'essentiel est que le brûleur soit conçu pour fonctionner avec l'un ou l'autre type de combustible.

Le générateur de chaleur à condensation montre la meilleure efficacité lors de la combustion du méthane. Le mélange propane-butane est ici légèrement inférieur. De plus, plus la proportion de propane est élevée, mieux c'est.

A cet égard, le gaz « hiver » pour le gazomètre donne un rendement en sortie légèrement supérieur à celui « été », puisque la composante propane est plus élevée dans le premier cas.

Contrairement à une chaudière à gaz à condensation, dans une chaudière à convection, une partie de l'énergie thermique entre dans la cheminée avec les produits de combustion. Par conséquent, pour les conceptions classiques, le rendement est de l'ordre de 90 %. Vous pouvez l'augmenter plus haut, mais techniquement trop difficile.

Ce n'est pas économiquement justifié. Mais dans les réservoirs de condensation, la chaleur obtenue à partir de la combustion du gaz est utilisée de manière plus rationnelle et plus complète, car la chaleur dégagée lors du traitement de la vapeur est accumulée et transférée système de chauffage. De cette manière, le liquide de refroidissement est en plus chauffé, ce qui permet de réduire la consommation de carburant pour 1 kW de chaleur reçue.

Appareil et principe de fonctionnement

De par sa conception, une chaudière à condensation est à bien des égards similaire à un analogue de convection avec une chambre de combustion fermée. Seulement à l'intérieur, il est complété par un échangeur de chaleur secondaire et une unité de récupération.

La chaudière gaz à condensation se compose de :

• chambres de combustion fermées avec brûleur modulant ;
• échangeur de chaleur primaire n° 1 ;
• chambres de refroidissement des gaz d'échappement jusqu'à + 56–57 ⁰C (point de rosée);
• échangeur de chaleur secondaire à condensation n° 2 ;
• cheminée;
• ventilateur d'alimentation en air;
• réservoir de condensat et système de drainage.

L'équipement en question est presque toujours équipé d'une pompe de circulation intégrée pour liquide de refroidissement. La version habituelle avec un écoulement naturel de l'eau à travers les tuyaux de chauffage est ici de peu d'utilité. S'il n'y a pas de pompe dans le kit, alors il faudra certainement la prévoir lors de la préparation d'un projet de tuyauterie de chaudière.

Les chaudières à condensation en vente sont à circuit unique et double circuit, ainsi qu'en version sol et mur. En cela, ils ne diffèrent pas des modèles de convection classiques.

Le principe de fonctionnement d'une chaudière gaz à condensation est le suivant :

1. L'eau chauffée reçoit la chaleur principale dans l'échangeur de chaleur n°1 de la combustion du gaz.
2. Ensuite, le liquide de refroidissement traverse le circuit de chauffage, se refroidit et pénètre dans l'unité d'échange de chaleur secondaire.
3. Suite à la condensation des produits de combustion dans l'échangeur de chaleur n°2, l'eau refroidie est réchauffée par la chaleur récupérée (économisant jusqu'à 30% de combustible) et retourne au n°1 dans un nouveau cycle de circulation.

Afin de contrôler avec précision la température des fumées, les chaudières à condensation sont toujours équipées d'un brûleur modulant d'un débit de 20 à 100 % et d'un ventilateur de soufflage.

Nuances de fonctionnement: condensat et cheminée

Dans une chaudière à convection, les produits de combustion du gaz naturel CO₂, les oxydes d'azote et la vapeur ne sont refroidis qu'à 140-160 ⁰AVEC. Si vous les refroidissez en dessous, le tirage dans la cheminée diminuera, une condensation agressive commencera à se former et le brûleur s'éteindra.

Une telle évolution de la situation, tous les fabricants générateurs de chaleur à gaz classiques s'efforcer d'éviter afin de maximiser la sécurité opérationnelle et de prolonger la durée de vie de leur équipement.

Dans une chaudière à condensation, la température des gaz dans la cheminée oscille autour de 40 ⁰AVEC. D'une part, cela réduit les exigences de résistance à la chaleur du matériau. cheminée, mais impose en revanche des restrictions à son choix en termes de résistance aux acides.

Les échangeurs de chaleur des générateurs de chaleur à condensation sont constitués de :

• acier inoxydable;
• silumin (aluminium avec silicium).

Ces deux matériaux ont des propriétés de résistance aux acides améliorées. La fonte et l'acier commun sont totalement inadaptés aux condenseurs.

La cheminée d'une chaudière à condensation ne peut être installée qu'en acier inoxydable ou en plastique résistant aux acides. Les cheminées en brique, en fer et autres ne conviennent pas à un tel équipement.

Lors du fonctionnement d'une chaudière à condensation d'une capacité de 35 à 40 kW, environ 4 à 6 litres de condensat se forment. Simplifié, il sort environ 0,14-0,15 litre pour 1 kW d'énergie thermique.

En fait, il s'agit d'un acide faible, qu'il est interdit de rejeter dans un système d'égout autonome, car il détruira les bactéries impliquées dans le traitement des déchets. Oui, et avant de verser dans un système centralisé, il est recommandé de diluer d'abord avec de l'eau dans un rapport allant jusqu'à 25:1. Et puis vous pouvez déjà l'enlever sans craindre de détruire le tuyau.

Si la chaudière est installée dans un chalet avec une fosse septique ou des COV, alors les condensats doivent d'abord être neutralisés. Sinon, il tuera toute la microflore dans un système de purification autonome.

Le "neutraliseur" se présente sous la forme d'un récipient avec des copeaux de marbre d'un poids total de 20 à 40 kg. En traversant le marbre, le condensat de la chaudière augmente le pH. Le liquide devient neutre ou faiblement alcalin, plus dangereux pour les bactéries de la fosse septique et pour le matériau du puisard lui-même. Il est nécessaire de changer la charge dans un tel neutralisant tous les 4 à 6 mois.

D'où vient l'efficacité au-dessus de 100 % ?

Lorsqu'ils indiquent le rendement d'une chaudière à gaz, les fabricants se basent sur l'indicateur du plus faible pouvoir calorifique du gaz sans tenir compte de la chaleur générée lors de la condensation de la vapeur d'eau. Dans un générateur de chaleur à convection, cette dernière, avec environ 10 % de l'énergie thermique, entre complètement dans cheminée, par conséquent, il n'est pas pris en compte.

Cependant, si vous ajoutez la chaleur secondaire de condensation et la chaleur principale du gaz naturel brûlé, alors plus de 100% d'efficacité sortira. Pas d'arnaques, juste une petite astuce dans les chiffres.

En fait, le "mauvais" rendement supérieur à 100 % provient de la volonté des fabricants d'équipements de production de chaleur de comparer les indicateurs comparés.

C'est juste que dans un appareil à convection la "vapeur d'eau" n'est pas du tout prise en compte, mais dans un appareil à condensation elle doit être prise en compte. Par conséquent, il existe de petites divergences avec la logique de la physique de base, qui est enseignée à l'école.

Avantages et inconvénients du chauffage à condensation

Parmi les avantages d'une chaudière à condensation :

1. Réduction des émissions nocives de 60 à 70 % (la plupart du dioxyde de carbone et des oxydes nitriques entrent dans les condensats).
2. Par rapport aux modèles à convection, jusqu'à 30 % d'économie de gaz combustible par kW généré.
3. De plus petites dimensions d'équipements de chauffage au gaz avec la même puissance.
4. Basse température des produits de combustion dans la cheminée (seulement environ 40 ⁰AVEC).
5. Possibilité d'installer une cascade de plusieurs chaudières.
6. Polyvalence (convient aussi bien aux radiateurs de chauffage qu'aux "sols chauds").
7. Automatisation intelligente et autonomie totale du générateur de chaleur à gaz sans intervention humaine.

Un système en cascade de deux ou trois générateurs de chaleur permet d'installer des chaudières de faible puissance qui font moins de bruit et de vibrations en fonctionnement que les modèles plus puissants.

Cela simplifie l'installation de l'ensemble du système de chauffage et vous permet de réduire la taille chaufferie domestique. De plus, en raison de la possibilité d'une régulation plus flexible du processus de génération de chaleur, l'efficacité globale de l'utilisation des équipements de génération de chaleur augmente.

Parmi les inconvénients des générateurs de chaleur à condensation, il convient de mentionner:

1. Prix ​​élevé pour l'équipement (1,5 à 2 fois plus élevé que celui des modèles du type à convection classique de puissance similaire).
2. Problèmes d'élimination des condensats.
3. Diminution de l'efficacité lors de l'utilisation de la chaudière dans des systèmes de chauffage à haute température.
4. Volatilité - le ventilateur, l'automatisation et la pompe de circulation nécessitent de l'électricité pour fonctionner.
5. Interdiction d'utilisation avec antigel.

Malgré les coûts initiaux importants, la chaudière à condensation est économiquement justifiée. Pendant le fonctionnement, il restitue plus que tout l'argent initialement dépensé.

En Russie, un tel équipement n'est toujours pas répandu. La chaudière de récupération de gaz est encore trop atypique et peu étudiée sur notre marché. Mais l'intérêt pour de tels générateurs de chaleur augmente progressivement.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Comment fonctionne un générateur de chaleur à condensation :

Installation de chaudières à gaz avec récupération de vapeur :

Tous les avantages des chaudières à condensation :

Si vous comprenez bien comment et selon quels principes fonctionne une chaudière à gaz à condensation, à première vue, l'efficacité "incorrecte" de 108 à 110 % devient des chiffres tout à fait compréhensibles et justifiés.

Un générateur de chaleur avec récupération des gaz d'échappement est en effet plus performant qu'une conception classique. Son seul inconvénient sérieux est le condensat à forte acidité, qui doit être éliminé quelque part.

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