Caldaia a gas a condensazione: vantaggi e svantaggi, principio di funzionamento + differenze rispetto ad altri design

I venditori di generatori di calore a condensazione dichiarano che l'efficienza delle apparecchiature innovative a noi offerte supera il 100%. Ma devi ammettere che questo contraddice leggermente la legge di conservazione dell'energia, che è familiare a tutti noi dal corso di fisica della scuola. Allora qual è il mistero?

Da un lato, tali affermazioni sono un trucco degli esperti di marketing. Tuttavia, d'altra parte, c'è un fondo di verità nelle loro assicurazioni che convincono l'acquirente. Analizzeremo in dettaglio come funziona una caldaia a condensazione: i vantaggi e gli svantaggi, il suo funzionamento specifico e il design meritano uno studio dettagliato.

Per avere un quadro completo del tipo di apparecchiatura a condensazione, confrontiamolo con il tipo classico di generatore di energia termica. Ecco le caratteristiche della sua connessione e funzionamento. Scopriamo i segreti delle altissime prestazioni.

Caldaia a condensazione a gas

L'elevata efficienza del generatore di calore a gas a condensazione è assicurata dalla presenza di uno scambiatore di calore aggiuntivo nel suo design. Il primo scambiatore di calore, standard per tutte le caldaie da riscaldamento, trasferisce l'energia del combustibile combusto al vettore di calore. E il secondo aggiunge a questo anche il calore del recupero dei gas di scarico.

Le caldaie a condensazione funzionano a "combustibile blu":

• principale (miscela di gas con predominanza di metano);
• gasometro o palloncino (miscela di propano con butano con una predominanza del primo o del secondo componente).

È possibile utilizzare qualsiasi opzione a gas. La cosa principale è che il bruciatore è progettato per funzionare con l'uno o l'altro tipo di combustibile.

Il generatore di calore a condensazione mostra la migliore efficienza nella combustione del metano. La miscela propano-butano è leggermente inferiore qui. Inoltre, maggiore è la proporzione di propano, meglio è.

A tal proposito il gas “invernale” per il gasometro conferisce un rendimento in uscita leggermente superiore rispetto a quello “estivo”, in quanto la componente propano è maggiore nel primo caso.

A differenza di una caldaia a gas a condensazione, in una caldaia a convezione parte dell'energia termica va nel camino insieme ai prodotti della combustione. Pertanto, per i design classici, l'efficienza è dell'ordine del 90%. Puoi alzarlo più in alto, ma tecnicamente è troppo difficile.

Questo non è economicamente giustificato. Ma nei serbatoi di condensazione, il calore ottenuto dalla combustione del gas viene utilizzato in modo più razionale e completo, poiché il calore rilasciato durante la lavorazione del vapore viene accumulato e trasferito sistema di riscaldamento. In questo modo, il liquido di raffreddamento viene ulteriormente riscaldato, il che consente di ridurre il consumo di carburante per 1 kW di calore ricevuto.

Dispositivo e principio di funzionamento

In base alla progettazione, una caldaia a condensazione è per molti versi simile a un analogo a convezione con una camera di combustione chiusa. Solo all'interno è integrato con uno scambiatore di calore secondario e un'unità di recupero.

La caldaia a gas a condensazione è composta da:

• camere di combustione chiuse con bruciatore modulante;
• scambiatore primario n. 1;
• camere di raffreddamento dei gas di scarico fino a + 56–57 ⁰C (punto di rugiada);
• scambiatore di calore secondario a condensazione n. 2;
• camino;
• ventilatore di alimentazione dell'aria;
• serbatoio della condensa e sistema di drenaggio.

L'apparecchiatura in questione è quasi sempre dotata di pompa di circolazione incorporata per refrigerante. La solita versione con un flusso naturale di acqua attraverso i tubi del riscaldamento è di scarsa utilità qui. Se la pompa non è inclusa nel kit, sarà sicuramente necessario prevederla durante la preparazione del progetto delle tubazioni della caldaia.

Le caldaie a condensazione in vendita sono monocircuito e doppio circuito, oltre che nelle versioni da terra e da parete. In questo non hanno differenze dai modelli classici di convezione.

Il principio di funzionamento di una caldaia a gas a condensazione è il seguente:

1. L'acqua riscaldata riceve il calore principale nello scambiatore di calore n. 1 dalla combustione del gas.
2. Quindi il liquido di raffreddamento passa attraverso il circuito di riscaldamento, si raffredda ed entra nell'unità di scambio termico secondario.
3. Per effetto della condensazione dei prodotti della combustione nello scambiatore di calore n. 2, l'acqua refrigerata viene riscaldata dal calore recuperato (risparmio fino al 30% di combustibile) e torna al n. 1 in un nuovo ciclo di circolazione.

Per un controllo accurato della temperatura dei fumi, le caldaie a condensazione sono sempre dotate di un bruciatore modulante con potenza dal 20 al 100% e di un ventilatore di mandata aria.

Sfumature di funzionamento: condensa e camino

In una caldaia a convezione, i prodotti della combustione del gas naturale CO₂, gli ossidi di azoto e il vapore vengono raffreddati solo a 140-160 ⁰INSIEME A. Se li raffreddi sotto, il tiraggio nel camino diminuirà, inizierà a formarsi una condensa aggressiva e il bruciatore si spegnerà.

Un tale sviluppo della situazione, tutti i produttori generatori di calore a gas classici cercare di evitare al fine di massimizzare la sicurezza operativa e prolungare la vita delle loro apparecchiature.

In una caldaia a condensazione la temperatura dei gas nel camino oscilla intorno ai 40 ⁰INSIEME A. Da un lato, ciò riduce i requisiti di resistenza al calore del materiale. camino, ma d'altra parte impone restrizioni alla sua scelta in termini di resistenza agli acidi.

Gli scambiatori di calore nei generatori di calore a condensazione sono costituiti da:

• acciaio inossidabile;
• silumin (alluminio con silicio).

Entrambi questi materiali hanno proprietà di resistenza agli acidi migliorate. Ghisa e acciaio comune sono completamente inadatti ai condensatori.

Il camino per una caldaia a condensazione può essere installato solo in acciaio inossidabile o plastica resistente agli acidi. Mattoni, ferro e altri camini non sono adatti per tali apparecchiature.

Quando si utilizza una caldaia a condensazione con una capacità di 35-40 kW, si formano circa 4-6 litri di condensa. Semplificato, esce circa 0,14-0,15 litri per 1 kW di energia termica.

In realtà, questo è un acido debole, a cui è vietato scaricare in un sistema fognario autonomo, poiché distruggerà i batteri coinvolti nel trattamento dei rifiuti. Sì, e prima di scaricare in un sistema centralizzato, si consiglia di diluire prima con acqua in un rapporto fino a 25: 1. E poi puoi già rimuoverlo senza paura di distruggere il tubo.

Se la caldaia è installata in un cottage con una fossa settica o VOC, è necessario prima neutralizzare la condensa. Altrimenti, ucciderà tutta la microflora in un sistema di purificazione autonomo.

Il "neutralizzatore" è realizzato sotto forma di un contenitore con scaglie di marmo con un peso totale di 20-40 kg. Passando attraverso il marmo, la condensa della caldaia aumenta il pH. Il liquido diventa neutro o poco alcalino, non più pericoloso per i batteri della fossa settica e per il materiale del pozzetto stesso. È necessario cambiare il riempitivo in un tale neutralizzatore ogni 4-6 mesi.

Da dove viene l'efficienza oltre il 100%?

Quando si indica l'efficienza di una caldaia a gas, i produttori prendono come base l'indicatore del potere calorifico più basso del gas senza tenere conto del calore generato durante la condensazione del vapore acqueo. In un generatore di calore a convezione, quest'ultimo, insieme a circa il 10% dell'energia termica, va completamente in camino, pertanto, non viene preso in considerazione.

Tuttavia, se si aggiunge il calore secondario di condensazione e quello principale dal gas naturale bruciato, si otterrà un'efficienza superiore al 100%. Niente truffe, solo un piccolo trucco nei numeri.

Infatti, l'efficienza “sbagliata” superiore al 100% nasce dal desiderio dei produttori di apparecchiature per la generazione di calore di confrontare indicatori comparabili.

È solo che in un dispositivo a convezione il "vapore acqueo" non è affatto considerato, ma in un dispositivo a condensazione deve essere preso in considerazione. Quindi, ci sono piccole discrepanze con la logica della fisica di base, che viene insegnata a scuola.

Pro e contro del riscaldatore a condensazione

Tra i vantaggi di una caldaia a condensazione ci sono:

1. Riduzione delle emissioni nocive del 60-70% (la maggior parte dell'anidride carbonica e degli ossidi di azoto va in condensa).
2. Rispetto ai modelli a convezione, risparmio fino al 30% di gas combustibile per 1 kW generato.
3. Dimensioni ridotte degli apparecchi di riscaldamento a gas con la stessa potenza.
4. Bassa temperatura dei prodotti della combustione nel camino (solo circa 40 ⁰INSIEME A).
5. Possibilità di installare una cascata di più caldaie.
6. Versatilità (adatto sia a radiatori di riscaldamento che a "pavimenti caldi").
7. Automazione intelligente e piena autonomia del generatore di calore a gas senza intervento umano.

Un sistema a cascata di due o tre generatori di calore consente di installare caldaie a bassa potenza che fanno meno rumore e vibrano durante il funzionamento rispetto ai modelli più potenti.

Ciò semplifica l'installazione dell'intero impianto di riscaldamento e consente di ridurre gli ingombri locale caldaia domestico. Inoltre, grazie alla possibilità di una regolazione più flessibile del processo di generazione del calore, aumenta l'efficienza complessiva dell'uso delle apparecchiature per la generazione di calore.

Tra gli svantaggi dei generatori di calore a condensazione, va menzionato:

1. Prezzo elevato per le apparecchiature (1,5-2 volte superiore a quello dei modelli del classico tipo a convezione di potenza simile).
2. Problemi di smaltimento della condensa.
3. Diminuzione dell'efficienza quando si utilizza la caldaia in impianti di riscaldamento ad alta temperatura.
4. Volatilità: il ventilatore, l'automazione e la pompa di circolazione richiedono elettricità per funzionare.
5. Divieto di utilizzo con antigelo.

Nonostante i notevoli costi iniziali, la caldaia a condensazione è economicamente giustificata. Durante il funzionamento, restituisce più che tutti i soldi inizialmente spesi.

In Russia, tale attrezzatura non è ancora diffusa. La caldaia a recupero di gas è ancora troppo insolita e poco studiata nel nostro mercato. Ma l'interesse per tali generatori di calore sta gradualmente crescendo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Come funziona un generatore di calore a condensazione:

Installazione di caldaie a gas con recupero di vapore:

Tutti i vantaggi delle caldaie a condensazione:

Se comprendi attentamente come e con quali principi funziona una caldaia a condensazione a gas, a prima vista l'efficienza "errata" del 108-110% diventa cifre abbastanza comprensibili e giustificate.

Un generatore di calore con recupero dei gas di scarico è infatti più efficiente di un design convenzionale. Il suo unico grave inconveniente è la condensa con elevata acidità, che deve essere smaltita da qualche parte.

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