Calderes de circuit únic i doble circuit amb caldera de calefacció indirecta

El principi de funcionament de la caldera de condensació

El funcionament de la caldera de condensació es basa en el principi dels processos de combustió i condensació del combustible. Quan es cremen hidrocarburs, es forma aigua i diòxid de carboni durant una reacció química. Un líquid en un entorn d’alta temperatura en un interval curt de temps es converteix en vapor, consumint energia tèrmica, que es pot retornar convertint el vapor en aigua.

La dificultat per crear aquest sistema va ser l’alliberament de substàncies tòxiques durant la combustió del gas, que va crear compostos químicament actius que causen processos corrosius, així com diòxid de carboni. Amb el desenvolupament d’acers inoxidables capaços d’operar en aquest entorn, aquests problemes ja no eren importants.

El funcionament de la caldera de condensació per etapes és el següent:

1. Es subministra aigua a la caldera.
2. Es subministra gas a la cambra de combustió i s’encén foc.
3. En el procés de combustió, s’allibera energia calorífica, que es transfereix a l’intercanviador de calor mitjançant un mètode de gas i l’escalfa i l’aigua que hi circula.
4. El gas amb una temperatura superior al punt de rosada passa a un segon intercanviador de calor, en el qual es refreda circulant aigua amb una temperatura més baixa.
5. Quan el gas arriba al punt de rosada, l’energia tèrmica alliberada del vapor es transfereix al líquid.

El principi de funcionament de la caldera de condensació
L'intercanviador de calor de la caldera de condensació està dissenyat per maximitzar l'àrea de contacte entre el gas i el refrigerant per augmentar l'eficiència. La seva configuració també té un impacte significatiu en l’eficiència.

La dependència del volum d’humitat condensada del mode de funcionament de la caldera és la següent: com més baixa sigui la temperatura de l’aigua al circuit de retorn, més alta serà la condensació. Tot i això, en aquest cas, la temperatura hauria d’arribar a un nivell de fins a + 500C. En cas contrari, la caldera de condensació funcionarà en mode gas normal i, per tant, la seva eficiència disminuirà fins al 5%.

Per a la comparació: a una temperatura del líquid de + 40 ° C al circuit d’alimentació directa i de + 30 ° C al revés, l’eficiència de la caldera de condensació serà del 108% i a 90 ° C i 750 ° C, respectivament, de 98 %.

En fer funcionar les calderes, cal observar els modes de funcionament i, a l’hora de triar un model adequat, s’ha de seleccionar la seva potència de calefacció òptima.

Característiques del funcionament de les calderes de circuit únic de condensació

Quan s’utilitza una caldera convencional per escalfar una casa particular, es genera fum durant la combustió del gas. La seva temperatura ronda els 120 graus. El fum es llença a la xemeneia, perdent una part important de la calor, ja que l’eficiència de les calderes de gas convencionals al sòl és del 92% aproximadament. El 8% restant simplement surt amb els gasos de combustió per la xemeneia.

A les calderes de circuit únic de condensació, el fum serveix com a font d’energia addicional. Donant el màxim de calor, surt de la xemeneia amb una temperatura de 50-60 graus. Això s’aconsegueix gràcies al disseny especial de l’intercanviador de calor de la caldera de circuit únic de condensació.

L’aire subministrat a la caldera té una certa humitat, respectivament, quan s’escalfa, les partícules d’aigua disponibles es converteixen en vapor i és la que veiem des de la xemeneia.

En el funcionament de calderes monocircuites de condensació de peu, els gasos de combustió no es descarreguen a la xemeneia, sinó que primer es dirigeixen cap a la part posterior de l’intercanviador de calor o cap a una cambra de condensació independent, on entra el portador de calor refredat. Com a resultat de la diferència de temperatura, el vapor es converteix en un estat líquid.El procés de transició s'acompanya de l'alliberament de calor, que es transfereix al refrigerant. Resulta que quan entra a aquesta part de l’intercanviador de calor, que es troba directament al costat del cremador, el refrigerant ja està preescalfat. Com a resultat, es redueix la quantitat de gas cremada per obtenir la temperatura requerida al sistema de calefacció.

A més, la calor dels gasos de combustió s’absorbeix ja a la sortida de la caldera monocircuit de condensació de peu. Un mecanisme similar es realitza mitjançant l’ús d’una xemeneia coaxial. El seu efecte és que els gasos d’escapament calents cedeixen la seva calor a l’aire entrant. Així, l’aire precalentat es barreja amb el gas natural al cremador, cosa que redueix el consum d’energia per escalfar-lo.

El dispositiu dels components principals de la caldera

Les calderes de calefacció de condensació consten dels components principals següents:

• un cos d'acer en què es troben tots els elements estructurals;
• una bomba de circulació per fer circular l'aigua al sistema d'intercanviador de calor;
• cambra de combustió, a l'interior de la qual es troben els cremadors;
• cambres de refredament posterior per a la barreja vapor-gas a una temperatura de + 570C;
• un ventilador (turbina) situat sobre la cambra de combustió, dissenyat per barrejar la barreja de gas i aire;
• dos bescanviadors de calor: per transferir calor a l'aigua dels productes de combustió de la cambra i per condensar humitat i obtenir energia tèrmica;
• broquets i canonades per subministrar aigua al sistema de circulació;
• dipòsit de recollida de condensats;
• xemeneia per a l'eliminació de productes de combustió;
• panell de control.

Principi de funcionament

Una caldera d’un sol bucle amb una caldera de calefacció indirecta és capaç de subministrar calefacció i aigua calenta a la casa. L’escalfador d’aigua consta d’un recipient, dins del qual hi ha un bescanviador de calor en forma de tub espiral. El refrigerant s’escalfa a la caldera i circula per la bobina, escalfant-la i més aigua. Això estalvia els costos d’electricitat.

Hi ha dos esquemes de connexió principals:

1. Amb una vàlvula de tres vies. Hi ha una bomba de circulació a la sortida de la caldera de gas, que crea pressió. Després, s’instal·la una vàlvula de tres vies connectada al termòstat de la caldera.
   Quan l’aigua de l’aixeta s’escalfa, el flux de refrigerant es dirigeix ​​cap al sistema de calefacció, tal com es mostra a la foto. La prioritat d’aquest esquema es dóna a l’aigua calenta.
2. Amb una segona bomba addicional. En aquest cas, l’ACS i el sistema de calefacció es connecten en paral·lel, formant dos circuits. Després de la caldera, s’instal·la una altra bomba, que es controla mitjançant un termòstat.
   El principi d’encendre i apagar és el mateix que en l’esquema de canonades anterior. Però en aquest cas, el sistema d’abastiment d’aigua no té prioritat de calefacció i es produeix en paral·lel.

Circuit de calefacció amb dues bombes
Com que la calefacció no funciona a l’estiu, es produeixen models combinats d’escalfadors d’aigua. A més, estan equipades amb un escalfador elèctric tubular que s’encén durant la temporada càlida.

Avantatges i inconvenients

Els avantatges de les calderes de condensació són els principals criteris per triar aquest disseny particular per als sistemes de calefacció. Això inclou:

• compatibilitat amb el medi ambient: la quantitat mínima d'emissions de substàncies tòxiques, per comparació, és de mitjana un 70% inferior al gas o al combustible sòlid;
• mida compacta, gràcies a la qual es poden instal·lar fins i tot en habitacions petites;
• baix soroll i absència de vibracions;
• temperatura relativament baixa dels gasos d’escapament, que permet equipar les calderes amb xemeneies de plàstic i estalviar finançament;
• la possibilitat d'una instal·lació en cascada, que permeti escalfar habitacions grans o organitzar sistemes de calefacció de major fiabilitat;
• regulació precisa de la potència de calefacció, gràcies a la qual és possible canviar l'eficiència de la caldera de condensació i utilitzar-la en modes econòmics.

Entre les avantatges de les calderes de condensació hi ha la seva compatibilitat amb el medi ambient i el seu baix nivell de soroll.
A l’hora de triar, també és important tenir en compte els desavantatges de les calderes per evitar costos innecessaris de combustible i garantir una calefacció efectiva del local:

• elevat cost de l’equip i les seves peces de recanvi;
• disseny complex de l'intercanviador de calor, que requereix un manteniment periòdic i un control de l'estat;
• la necessitat d’eliminar el condensat;
• requisits elevats per a la neteja de l'aire interior;
• ineficiència d’ús en condicions d’alta temperatura.

És a dir, els desavantatges de les calderes de condensació no són tan importants en comparació amb la seva eficiència, durabilitat, fiabilitat i compatibilitat amb el medi ambient, especialment quan s’utilitzen en locals residencials.

Tipus de calderes de condensació

Les calderes de condensació es classifiquen segons els criteris següents:

• per tipus d'instal·lació: terra o paret;
• pel nombre de circuits: circuit simple o doble.

Les calderes de sòl condensat no només són grans, sinó que també poden equipar-se amb bombes externes i altres equips que requereixen una habitació independent per a la instal·lació. Solen ser de circuit únic i estan dissenyats per escalfar grans superfícies. Els seus avantatges són la mantenibilitat i la simplicitat del disseny.

Les calderes penjades de condensació es diferencien de les calderes de terra per la seva mida compacta i el seu pes relativament baix. Totes les unitats i conjunts es troben a l'interior del cos, no hi ha elements externs. Es fabriquen en un i dos circuits de disseny, són fàcils de connectar i funcionen sense pretensions.

Caldera de condensació monocircuit de peu

Les calderes de calefacció de circuit únic per a calefacció d’espais es poden utilitzar no només en sistemes de calefacció, sinó també per al subministrament d’aigua calenta, sempre que hi hagi una caldera. Es diferencien per la simplicitat de disseny, el baix cost en comparació amb una caldera de doble circuit, l’alta eficiència i la potència de calefacció, el consum de combustible econòmic.

La caldera de gas de condensació de doble circuit es produeix amb una caldera d'emmagatzematge o amb un intercanviador de calor de flux. Es pot utilitzar per escalfar o escalfar aigua sense necessitat de comprar una caldera independent. Muntatge al terra o a la paret compacte, fàcil d'instal·lar i de mantenir.

Avantatges d'una caldera de condensació

La llista d’avantatges d’una caldera de condensació és impressionant, cosa que explica en última instància la creixent popularitat d’aquest tipus d’equips de calefacció:

• Economia de combustible en comparació amb una caldera de convecció convencional, pot arribar al 35%.
• Reduir les emissions nocives en la transició dels models de gas tradicionals a la condensació, s'estima en una mitjana del 70%.
• Baixa temperatura dels gasos de combustió permet instal·lar xemeneies de plàstic molt més econòmiques que les d’acer clàssiques.
• Nivell de soroll baix augmenta el nivell de confort de les persones que viuen a la casa.

Parlem d'alguns dels avantatges de les calderes de condensació més detallades.

Estalvi de combustible quan s’utilitza en sistemes de baixa temperatura

El consum de combustible depèn directament de la potència de l’equip i de la càrrega imposada al sistema de calefacció. Per escalfar una casa amb una superfície de 250 m2, n’hi haurà prou amb una caldera de condensació de 28 kW amb un consum màxim de gas de 2,85 m3 / h. Una caldera clàssica de la mateixa capacitat consumirà 3,25 m3 / h. Sempre que la caldera estigui en funcionament durant sis mesos de cada dotze, estalviareu uns 3.000 rubles a l'any. (als preus actuals del gas principal per als consumidors russos). Aquests estalvis difícilment es poden anomenar importants, ni tan sols cobriran la diferència en el cost del manteniment anual de les calderes.

Però vegem la situació amb els ulls del consumidor europeu mitjà, per al qual el gas natural costa quatre o cinc (o fins i tot més) vegades més.L’estalvi en aquest cas ja serà d’uns 300 euros, i val la pena lluitar.

Consum de gas en calderes de condensació de diverses capacitats:

Reduir les emissions nocives

Quan es cremen combustibles fòssils es forma diòxid de carboni que, en interactuar amb l’aigua, dóna diòxid de carboni. A més, qualsevol combustible sempre conté impureses de compostos de sofre, fòsfor, nitrogen i altres elements. En el procés de combustió, se’n formen els òxids corresponents que, combinats amb aigua, també donen àcids.

En les calderes convencionals de convecció, el vapor d’aigua amb una barreja d’àcids (carbònic, sulfúric, nítric, fosfòric) s’emet a l’atmosfera. Les calderes de condensació no presenten aquest desavantatge: els àcids romanen al condensat. No obstant això, tenint en compte els problemes relacionats amb la utilització del condensat, es pot posar en dubte la notòria compatibilitat mediambiental d’aquest equip.

Criteris d'elecció

La caldera de gas de condensació, a causa del seu elevat cost, s’ha d’escollir amb més cura segons els criteris següents:

• es recomana adquirir equips certificats de marques conegudes que puguin garantir el ple compliment de les característiques declarades, així com proporcionar una garantia i un servei;
• la potència de calefacció hauria de ser suficient per escalfar una determinada zona de l’habitació, tenint en compte la diferència de temperatura dins i fora dels edificis, així com la durada de les comunicacions amb el refrigerant;
• mètode d’instal·lació, en funció de la quantitat d’espai i de les condicions tècniques per al funcionament de la caldera;
• un conjunt complet, que pot no incloure accessoris o components cars, sense els quals és impossible connectar i accionar la caldera;
• funcionalitat, mètodes i facilitat de gestió;
• la possibilitat de connectar un circuit de calefacció addicional;
• el nivell de consum de gas i aigua.

Indicadors de selecció

Condensació
caldera pel gas, a causa del seu alt preu, s’ha de seleccionar amb molta cura basant-se en els paràmetres següents:

• es recomana comprar equips certificats de marques famoses que puguin garantir el compliment total dels paràmetres declarats, així com presentar una garantia i un servei de garantia;
• la potència de calefacció hauria de ser suficient per escalfar una determinada zona de l'habitació, tenint en compte les diferències de temperatura a l'exterior i l'interior dels edificis, així com la durada de les comunicacions amb un suport de calor;
• opció d’instal·lació, tot depèn de la quantitat d’espai i de les condicions tècniques de funcionament de la caldera;
• un conjunt complet, que pot no incloure atributs o elements molt cars, sense els quals no és realista connectar i utilitzar una caldera;
• practicitat, mètodes i facilitat de gestió;
• la possibilitat de connectar un circuit de calefacció addicional;
• el nivell de consum de gas i aigua.

Àrees d’ús

Les zones d’aplicació de les calderes de condensació són les següents:

• per escalfar apartaments i cases particulars;
• per a usos industrials: calefacció de tallers o subministrament d’aigua calenta;
• calefacció de locals d'oficines, locals públics.

La caldera de condensació s’utilitza sovint per escalfar apartaments i cases particulars.

Normes d'instal·lació de la caldera de condensació i errors d'instal·lació habituals

La instal·lació de la caldera de condensació s’ha de dur a terme tenint en compte les següents normes i requisits:

• es recomana triar una sala ben ventilada per instal·lar la caldera que compleixi tots els requisits de seguretat contra incendis: alçada del sostre no inferior a 2,2 m, volum de l'habitació - des de 7,5 m3, zona de la finestra de ventilació 0,025 m2;
• la ubicació de la caldera ha de ser estrictament vertical;
• abans del muntatge, és important marcar el lloc d’instal·lació per tal d’avançar les comunicacions necessàries i pensar els passos d’instal·lació;
• cal muntar la caldera en un marc especial que s’inclou al conjunt de lliurament (només per a la classe d’equips més alta) o en una placa de muntatge;
• la xemeneia ha de ser de plàstic resistent a la calor o d’acer resistent a la corrosió;
• la part horitzontal de la xemeneia de la caldera hauria d’anar amb un lleuger pendent cap a la sala;
• El drenatge del condensat es pot organitzar de les maneres següents: a un sistema de clavegueram centralitzat o a un contenidor separat amb posterior eliminació.

Connectar una caldera de condensació sense experiència en realitzar aquests treballs pot provocar els següents errors:

1. El drenatge del condensat es realitza fora de l’espai climatitzat. En el període fred de l'any, això pot estar ple de la formació d'un tap de gel al tub, com a resultat del qual augmentarà la probabilitat de fallada de la caldera.
2. El drenatge del condensat es realitza en un contenidor no destinat a aquests propòsits o no està organitzat en absolut. Es tracta d’un gran error, ja que el condensat pot contenir substàncies tòxiques o corrosives que requereixen una eliminació especial.
3. L’estructura toca la part escalfada de substàncies fàcilment inflamables o combustibles, cosa que comporta una violació de les normes de seguretat contra incendis.
4. La connexió de gas es realitza sense l'ús de juntes de segellat especials, no s'instal·len filtres de gas. Les conseqüències poden ser les següents: fuites de gas o obstrucció del cremador a l'interior de la cambra de combustió, respectivament. Es prohibeix l'operació amb aquests errors, ja que augmenta el nivell d'explosió a l'habitació.
5. No s'ha observat l'angle d'inclinació de la caldera, especificat en els requisits d'instal·lació pel fabricant. Això comportarà una violació dels modes de condensació i circulació, pot causar un augment del consum de gas o una disminució de la potència de calefacció.
6. Instal·lació d’un comptador de gas que no es correspon amb les característiques de potència de la caldera. En aquests casos, el cabal de gas serà insuficient o el propi comptador fallarà amb la probabilitat de filtracions.

Característiques del funcionament

Alguns matisos bàsics del funcionament de les calderes de condensació:

• està prohibit reduir la potència del cremador per sota del 10% de la potència total, ja que a causa de l’encesa i apagada constants, fallarà molt abans del període calculat;
• no es recomana augmentar la temperatura de calefacció a la sortida de la caldera per sobre de + 500С, ja que el consum de gas augmentarà significativament;
• el condensat es pot abocar al clavegueram, sotmès a dilució en una proporció de 10: 1, i també a una fossa sèptica, si es neutralitza.