Caldeiras a gás de condensação: características técnicas, vantagens e princípio de funcionamento

Hoje, as caldeiras a gás de condensação são os modelos mais populares de equipamentos para sistemas de aquecimento devido às suas características operacionais positivas que os distinguem de outros tipos de equipamentos de aquecimento.

O objetivo principal dos aquecedores de condensação é o arranjo do sistema de aquecimento em casas particulares.

Entre os principais elementos da caldeira de aquecimento a gás de condensação deve ser observado:

• Um dispositivo projetado para coletar o líquido de condensação, que recebe o refrigerante após resfriar as massas de ar de exaustão. Assim, o vapor é condensado e libera energia térmica para a água.Em seguida, o condensado é descarregado em um recipiente especial através do dispositivo de drenagem.
• O trocador de calor é de forma cilíndrica com uma grande superfície de troca de calor. Este dispositivo é feito de materiais que são resistentes aos ácidos: "aço inoxidável" e ligas de alumínio com silício. Caldeiras de alta potência têm um par de trocadores de calor.

• Queimador a gás com câmara de combustão fechada. É possível alterar automaticamente a taxa de fluxo de gás e massas de ar fornecidas.
• Sistema de controle e gerenciamento.

Para um estudo mais detalhado do princípio de operação das caldeiras de condensação, você precisa ter alguma idéia das caldeiras convencionais. Caldeiras tradicionais produzem energia térmica aquecendo o refrigerante usando o calor acumulado nos produtos de combustão. A temperatura dos gases que entram na câmara de combustão não é superior a 200 graus. Isso é justificado pelo fato de que, com a diminuição da temperatura, o empuxo diminui e o condensado ativo é formado, levando à destruição por corrosão do equipamento de aquecimento.

Como mencionado acima, os aquecedores de condensação têm um trocador de calor de dois estágios ou dois separados.O estágio inicial funciona com o mesmo princípio dos trocadores de calor de unidades de aquecimento clássicas. Os gases de decomposição entram na unidade de troca de calor, chamada condensação.

Neste caso, o vapor presente nos gases de decomposição é resfriado e condensado até o início da fase líquida. O calor liberado no processo é transferido para o refrigerante. Assim, no aparato de condensação, uma certa parte da energia gasta é devolvida pela possibilidade de sua reutilização.

O calor, que geralmente é removido por unidades clássicas na atmosfera, é usado na unidade de condensação para aumentar sua eficiência. As caldeiras a gás de condensação estão disponíveis em duas versões: aparelhos montados no chão e na parede, no entanto, são semelhantes em características de design.

Uma vez que as unidades de aquecimento do tipo condensação são equipadas com câmaras de combustão fechadas, os gases de exaustão são removidos à força.Isto é explicado pelo fato de que os gases de escape têm uma temperatura relativamente baixa, e uma unidade de troca de calor adicional aumentará a resistência ao transporte dos produtos de saída. Como resultado, o impulso natural não é suficiente para a saída de produtos, para os quais o método forçado é usado.

O ar na câmara de combustão é fornecido sob pressão aumentada por meio de uma turbina.que garante a remoção completa dos gases de escape da câmara. Como resultado, não há necessidade de equipar as caldeiras com chaminés, uma vez que os produtos são removidos da sala através do duto de abastecimento e exaustão. Caldeiras de condensação podem ser instaladas em salas sem chaminés, bem como em edifícios com chaminés curtas para formar uma certa tração.

Características positivas do equipamento de condensação:

• Não há necessidade de uma chaminé, que tem uma estrutura complexa. Como a temperatura dos produtos de combustão é baixa, existe a possibilidade de arranjar a chaminé feita de tubos de alumínio e plástico.Também é permitido instalar chaminés coaxiais, onde a massa de ar é fornecida e descarregada usando o método “tubo pequeno em tubo grande”, ou seja, os produtos da combustão são removidos através da parede para a atmosfera.
• Compacidade combinada com alta performance. A linha de unidades condensadoras com capacidade de 120 kW é feita em variações de parede. Os aparelhos a gás tradicionais ocupam muito mais espaço e são apenas exteriores.

• Ingestão de massa de ar para um ótimo funcionamento do edifício em que eles estão localizados. Assim, não há necessidade de organizar salas de caldeiras especiais para equipamentos com capacidade inferior a 60 kW.
• Reduzindo a liberação de gases e vapores perigosos na atmosfera.
• Economias significativas de gás. Com uma instalação de alta qualidade de uma unidade de 60 kW, mais de 2000 m3 de combustível podem ser economizados durante o inverno.

Características negativas do equipamento de condensação:

• Alto custo. Em média, o preço das caldeiras padrão com a mesma capacidade é até 40% menor do que o custo das caldeiras de convecção.
• O condensado não deve ser drenado para um tanque séptico, então é necessário um tanque especial para coletar o condensado,onde é neutralizado com a ajuda de componentes neutralizantes, e só então pode ser enviado para o tanque para drenagem. O tanque de condensado deve ser de capacidade suficientemente grande, pois o equipamento, mesmo com baixa potência, produz um alto volume de condensado.
• A necessidade de um sistema de aquecimento que opera a baixas temperaturas.
• Operação ineficiente a temperaturas muito baixas, pois há necessidade de aumentar a temperatura do meio térmico.
• Volatilidade

O equipamento de condensação usa gás natural ou liquefeito como combustível. O primeiro é amplamente utilizado na vida cotidiana e o segundo - na indústria. A base do funcionamento do dispositivo de condensação são as leis da física. Combustível queima com a liberação de água e dióxido de carbono. Nesse caso, o líquido evapora e uma certa quantidade de calor é liberada.A formação de condensado garante o retorno da energia térmica perdida ao sistema, o que leva a um aumento na eficiência do sistema. Em caldeiras padrão, o condensado é considerado um fenômeno indesejável que deve ser descartado.

A principal diferença entre as caldeiras de condensação e as caldeiras de convecção é que os modelos mais recentes são considerados obsoletos. Além disso, a eficiência do equipamento de condensação difere da convencional e da convecção até 15%.

A maioria dos compradores observa que o custo de compra de equipamentos de condensação é compensado pela alta eficiência do dispositivo.que é fornecido pela condensação de vapores contidos nos gases de combustão. Após o resfriamento dos gases de combustão no trocador de calor a 55 graus, a condensação de vapor de água começa com a liberação de calor adicional, devido à qual a eficiência aumenta.

A formação de condensação só é possível se a temperatura do refrigerante não for superior a 57 graus e o maior efeito for alcançado a 35 graus de refrigerante na linha de retorno.

Ao escolher um dispositivo de condensação, recomenda-se dar preferência a um fabricante com uma boa reputação entre os clientes e fabricar produtos usando tecnologias inovadoras com maior conforto durante a operação.

Com relação às características técnicas das caldeiras, você precisa prestar atenção aos seguintes pontos:

• Desempenho. Poder muito alto pode nem sempre ser uma boa opção, e a operação de metade da energia em um futuro próximo levará à falha do equipamento. Portanto, antes de comprar o dispositivo, é necessário calcular a potência ideal para aquecer a casa. Para fazer isso, calcule a área do edifício, a altura e o nível de isolamento. Você pode até usar ferramentas especiais para pesquisar uma casa particular. Por meio deles as perdas térmicas disponíveis virão à luz. A potência ótima dos dispositivos de condensação depende da zona climática. Por exemplo, para Moscou em 10 m2 de uma casa, a capacidade do equipamento deve situar-se no intervalo de 1-1,5 kW. Assim, para um sistema de aquecimento de propriedade privada de 200 m2, é necessário equipamento com uma capacidade de pelo menos 20 kW.

• O número de contornos. Os dispositivos de circuito duplo para gás liquefeito funcionam da seguinte forma: o primeiro permutador de calor aquece o meio térmico para o sistema de aquecimento,e o segundo - para água quente. A caldeira turbo de circuito único aquece apenas o agente térmico. Para muitos compradores, a segunda opção não é muito conveniente, mas ao organizar um sistema de água quente, você pode simplesmente instalar uma caldeira adicional. Com o uso intensivo de água quente pode ser comprado e banho-maria com uma caldeira. Assim, as opiniões sobre qual equipamento de condensação é melhor convergem.

• Taxa de consumo de gás depende do desempenho da caldeira, da eficiência e da carga do sistema de aquecimento. - Material do qual o trocador de calor é feito.

A velocidade da resposta de aquecimento a fatores externos depende muito dele:

• Silumin, ou uma liga de silício e alumínio, é projetado para combater o condensado agressivo. Neste caso, o trocador de calor deve ser transparente, uma vez que a presença de costuras aumenta o risco de corrosão.
• O "aço inoxidável" é considerado um material barato em comparação com o silumin. As vantagens do aço inoxidável incluem resistência à corrosão, falta de inércia e resistência ao choque térmico. Portanto, a classificação de materiais para a fabricação de trocadores de calor é liderada por “aço inoxidável”.

• Amizade ambiental. As caldeiras convencionais com turbocompressor emitem fumos com impurezas ácidas para a atmosfera durante a combustão do combustível e, em dispositivos de condensação, os vapores dissolvem-se no condensado e sofrem neutralização.
• A temperatura de operação afeta a eficiência do equipamento. Com a diminuição da temperatura, a intensidade da formação de condensado aumenta. Assim, em condições de temperatura de vapores de 30 a 40 graus a taxa mais alta de formação de condensado. Neste caso, a condensação ocorre no modo constante.

• Gestão Modernos dispositivos de condensação estão equipados com um sistema de controle automatizado. A automação permite monitorar e controlar a temperatura, o fluxo e a pressão nos circuitos. Os modelos mais avançados de caldeiras são regulados através de uma aplicação especial no smartphone.
• Método de instalação: no chão ou na parede. Modelos de piso com um único circuito estão disponíveis com uma capacidade de mais de 100 kW e são facilmente conectados ao equipamento da caldeira por meio de unidades de bombeamento. Com o uso intensivo de caldeira de piso de água quente será uma ótima solução. Se a área da casa é pequena e a água é consumida muito menos, recomenda-se dar preferência a modelos de parede com dois contornos. Eles são compactos e têm baixa potência - até 100 kW, facilmente montados e não requerem uma chaminé especial.
• Caldeiras de condensação de gás para apólices de preços.

Todos os modelos de equipamentos são divididos nas seguintes classes:

• Caldeiras de classe Premium são geralmente fabricados sob marcas alemãs. Eles são fáceis de usar, seguros em todos os aspectos, silenciosos, feitos de materiais de alta qualidade, eficazes em operação e atendem aos requisitos ambientais. No entanto, eles têm uma desvantagem - o alto custo.
• As caldeiras de custo médio são fabricadas pela marca Baxi e distinguem-se pelo conforto, economia, respeito pelo meio ambiente e uma variedade de modelos. Dispositivos desta classe também estão em conformidade com os requisitos europeus.

• Caldeiras de classe econômica são produzidas por fabricantes eslovacos e coreanos. Uma característica distintiva é o seu preço, que é várias vezes menor do que o das caldeiras de fabricação alemã, bem como a adaptabilidade às nossas condições de operação. Equipamentos baratos com funcionalidade simples têm um pequeno número de opções, o que permite que eles sejam usados ​​com frequentes quedas de pressão e falhas de energia.

No próximo vídeo, você encontrará uma revisão da caldeira de condensação Vaillant EcoTec do ABC of Heat.