Le principe de fonctionnement de la chaudière à condensation
Le fonctionnement de la chaudière à condensation est basé sur le principe des processus de combustion et de condensation du combustible. Lorsque des hydrocarbures sont brûlés, de l'eau et du dioxyde de carbone se forment au cours d'une réaction chimique. Un liquide dans un environnement à haute température dans un court intervalle de temps se transforme en vapeur, consommant de l'énergie thermique, qui peut être renvoyée en transformant la vapeur en eau.
La difficulté de créer un tel système était la libération de substances toxiques lors de la combustion du gaz, ce qui créait des composés chimiquement actifs qui provoquent des processus corrosifs, ainsi que du dioxyde de carbone. Avec le développement d'aciers inoxydables capables de fonctionner dans cet environnement, ces problèmes n'étaient plus significatifs.
Le fonctionnement de la chaudière à condensation par étapes est le suivant:
- L'eau est fournie à la chaudière.
- Le gaz est fourni à la chambre de combustion, le feu est allumé.
- Au cours du processus de combustion, de l'énergie thermique est libérée, qui est transférée à l'échangeur de chaleur par un procédé au gaz et le chauffe ainsi que l'eau qui y circule.
- Le gaz dont la température est supérieure au point de rosée passe dans un deuxième échangeur de chaleur, dans lequel il est refroidi en faisant circuler de l'eau à une température plus basse.
- Lorsque le gaz atteint le point de rosée, l'énergie thermique libérée de la vapeur est transférée au liquide.
Le principe de fonctionnement de la chaudière à condensation
L'échangeur de chaleur de la chaudière à condensation est conçu pour maximiser la zone de contact entre le gaz et le liquide de refroidissement pour une efficacité accrue. Sa configuration a également un impact significatif sur l'efficacité.
La dépendance du volume d'humidité condensée au mode de fonctionnement de la chaudière est la suivante: plus la température de l'eau dans le circuit de retour est basse, plus la condensation est élevée. Cependant, dans ce cas, la température doit être à un niveau allant jusqu'à + 500 ° C. Sinon, la chaudière à condensation fonctionnera en mode gaz normal et donc son efficacité diminuera à 5%.
A titre de comparaison: à une température du liquide de + 40 ° C dans le circuit d'alimentation directe et de + 30 ° C dans le sens inverse, le rendement de la chaudière à condensation sera de 108%, et à 90 ° C et 750 ° C, respectivement, il sera de 98%.
Lors du fonctionnement des chaudières, il est nécessaire d'observer les modes de fonctionnement, et également lors du choix d'un modèle approprié, sa puissance de chauffage optimale doit être sélectionnée.
Le dispositif des principaux composants de la chaudière
Les chaudières à condensation se composent des principaux composants suivants:
- un corps en acier dans lequel tous les éléments structurels sont situés;
- une pompe de circulation pour faire circuler l'eau dans le système d'échangeur de chaleur;
- chambre de combustion, à l'intérieur de laquelle se trouvent les brûleurs;
- chambres de refroidissement final pour le mélange vapeur-gaz à une température de + 570 ° C;
- un ventilateur (turbine) situé au-dessus de la chambre de combustion, conçu pour mélanger le mélange de gaz et d'air;
- deux échangeurs de chaleur: pour le transfert de chaleur à l'eau à partir des produits de combustion de la chambre et pour la condensation de l'humidité et l'obtention d'énergie thermique;
- buses et tuyaux pour fournir de l'eau au système de circulation;
- réservoir de collecte des condensats;
- cheminée pour l'élimination des produits de combustion;
- panneau de commande.
Avantages et inconvénients
Les avantages des chaudières à condensation sont les principaux critères de choix de cette conception particulière des systèmes de chauffage. Ceux-ci inclus:
- respect de l'environnement - la quantité minimale d'émissions de substances toxiques, à titre de comparaison, est en moyenne 70% inférieure à celle du gaz ou du combustible solide;
- taille compacte, grâce à laquelle ils peuvent être installés même dans de petites pièces;
- faible bruit et absence de vibrations;
- température relativement basse des gaz d'échappement, ce qui permet d'équiper les chaudières de cheminées en plastique et d'économiser des finances;
- la possibilité d'une installation en cascade, qui permet de chauffer de grandes pièces ou d'organiser des systèmes de chauffage de fiabilité accrue;
- régulation précise de la puissance de chauffage, grâce à laquelle il est possible de modifier le rendement de la chaudière à condensation et de l'utiliser en mode économique.
Parmi les avantages des chaudières à condensation figurent leur respect de l'environnement et leur faible niveau sonore.
Lors du choix, il est également important de prendre en compte les inconvénients des chaudières afin d'éviter des coûts de carburant inutiles et d'assurer un chauffage efficace des locaux:
- coût élevé de l'équipement et des pièces de rechange pour celui-ci;
- conception complexe de l'échangeur de chaleur, nécessitant un entretien périodique et une surveillance de l'état;
- la nécessité d'éliminer le condensat;
- exigences élevées en matière de propreté de l'air intérieur;
- inefficacité d'utilisation dans des conditions de température élevée.
Autrement dit, les inconvénients des chaudières à condensation ne sont pas aussi importants par rapport à leur efficacité, durabilité, fiabilité et respect de l'environnement, en particulier lorsqu'elles sont utilisées dans des locaux résidentiels.
Classification des chaudières à by-pass de gaz
Chaudière à gaz à double circuit avec chaudière intégrée
Les chaudières à gaz peuvent être classées en fonction des caractéristiques suivantes:
- La puissance est la principale caractéristique. Naturellement, plus la chaudière à gaz est puissante, plus elle chauffe la pièce. Concentrez-vous sur la zone de votre maison, si elle est petite, une chaudière très puissante n'est pas nécessaire. Si la zone chauffée est suffisamment grande, il convient de partir de la formule selon laquelle 1 kW d'énergie thermique générée chauffe environ 10 mètres carrés de la pièce, à condition que les plafonds de la maison ne dépassent pas 3 mètres.
- Deuxième circuit. C'est une caractéristique importante, car si la chaudière est à circuit unique, cela impose certaines restrictions à l'utilisation de l'unité. Les unités à circuit unique sont beaucoup moins chères et ne supportent pas le chauffage des locaux, surtout si ce n'est que cela qui lui est demandé. Si vous souhaitez que la chaudière chauffe également de l'eau à usage domestique, vous avez certainement besoin d'une chaudière à gaz à double circuit murale avec une chaudière. Une unité avec chaudière satisfera pleinement vos besoins en eau chaude, contrairement à un chauffe-eau instantané qui, avec de gros volumes, risque de ne pas faire face à sa tâche.
- Système d'éjection de carburant usé. Ce paramètre est directement responsable de la sécurité, car si la chaudière brûle de l'oxygène et de l'air dans la pièce, au moins des effets secondaires désagréables apparaîtront chez tous ceux qui se trouvent dans la maison. Par conséquent, les appareils avec un système de tirage naturel ne conviennent que lorsqu'il existe des cheminées spéciales pour l'évacuation des gaz. Sinon, s'il n'y avait pas d'épicéa, le meilleur choix serait un système de sortie de gaz forcée. L'essence est un tuyau double, les gaz d'échappement sont évacués par le tuyau intérieur et l'air frais est aspiré par le tuyau extérieur. Ils sont plus économiques à installer, car il n'est pas nécessaire de construire une cheminée spéciale.
- Méthode d'allumage. Ce n'est pas un aspect important, mais cela peut néanmoins aider à économiser un peu sur le fonctionnement de la chaudière. Les principales méthodes sont à l'aide d'un élément piézo et d'une automatisation complète. L'automatisation est beaucoup plus économique, en raison de l'absence d'allumeur et, par conséquent, il n'y a pas non plus de feu qui brûle. De plus, il n'est pas nécessaire d'appuyer sur les boutons et de rallumer la flamme à chaque fois qu'il y a des interruptions dans l'alimentation en gaz. En mode autonome, tout s'enflamme de lui-même et ajuste la température.
Divers capteurs techniques sont fournis dans la conception des chaudières à gaz murales. Les plus courants sont:
- Détecteur de flamme. Un dispositif obligatoire, car il coupe précisément l'alimentation en gaz si la flamme s'éteint soudainement
- Thermostat.Il en va de même pour les capteurs principaux, car il éteint la chaudière à gaz si l'eau qu'elle contient atteint un repère de température critique.
- Un capteur qui bloque la chaudière en cas de coupure de courant soudaine.
- Le capteur est un bloqueur qui se déclenche en cas d'interruptions de gaz.
- Capteur de contrôle de traction. Arrête la chaudière en cas de manque de tirage.
- Capteur de niveau de gaz. En cas de petite quantité de gaz entrant, la chaudière s'arrête.
Schéma de câblage d'une chaudière à gaz à double circuit
Types de chaudières à condensation
Les chaudières à condensation sont classées selon les critères suivants:
- par type d'installation: sol ou mur;
- par le nombre de circuits: simple ou double circuit.
Les chaudières à condensation au sol sont non seulement de grande taille, mais peuvent également être équipées de pompes externes et d'autres équipements qui nécessitent une pièce séparée pour l'installation. Ils sont généralement à circuit unique et sont conçus pour chauffer de grandes surfaces. Leurs avantages sont la facilité de maintenance et la simplicité de conception.
Les chaudières murales à condensation diffèrent des chaudières au sol par leur taille compacte et leur poids relativement faible. Toutes les unités et assemblages sont situés à l'intérieur du corps, il n'y a pas d'éléments externes. Ils sont produits dans une conception à un et deux circuits, faciles à connecter, sans prétention en fonctionnement.
Chaudière à condensation monocircuit au sol
Les chaudières de chauffage à circuit unique pour le chauffage des locaux peuvent être utilisées non seulement dans les systèmes de chauffage, mais également pour l'alimentation en eau chaude, à condition qu'il y ait une chaudière. Ils se distinguent par leur simplicité de conception, leur faible coût par rapport à une chaudière à double circuit, leur rendement et leur puissance de chauffage élevés, leur consommation de carburant économique.
La chaudière à gaz à condensation à double circuit est produite avec une chaudière à accumulation ou avec un échangeur de chaleur à circulation. Il peut être utilisé pour chauffer ou chauffer de l'eau sans avoir besoin d'acheter une chaudière séparée. Compact, facile à installer et à entretenir, montage au sol ou mural.
Chaudières avec chaudière intégrée - quand la taille compte.
Dans cet article, nous essaierons de décrire en détail les représentants d'une classe assez particulière d'équipement de chaudière - les chaudières murales avec une chaudière intégrée. C'est pourquoi:
- La taille de la chaudière intégrée dépasse rarement 60 litres. Une sous-classe de telles chaudières peut être appelée chaudières murales, conçues pour installer une chaudière directement sous elles. Une telle installation ressemble à un réfrigérateur. - La puissance des chaudières murales avec une chaudière à l'intérieur ne dépasse pas 35 kW. Cela signifie que le créneau d'utilisation de ces équipements n'est pas le plus grand, et nous en reviendrons plus tard.
Où il est judicieux d'installer des chaudières murales avec une chaudière intégrée?
Pour commencer, décrivons l'apparence de cet équipement. Il s'agit d'une chaudière murale avec une chaudière de 40 à 60 litres (maximum 80 - mais c'est déjà une variante d'une chaudière placée sous la chaudière). La puissance de la chaudière ne dépasse pas 35 kW.
D'après ce qui a été décrit, les options possibles suivantes pour l'installation d'un tel équipement suivent:
1) Chauffage d'appartement. Dans les cas où la chaudière est placée dans la cuisine d'un appartement, ses principales exigences sont des dimensions relativement modestes. Une chaudière avec une chaudière intégrée prendra certainement un peu plus de place qu'un support mural traditionnel avec un échangeur de chaleur secondaire. MAIS! Quiconque a utilisé au moins une fois dans sa vie une chaudière avec un échangeur de chaleur secondaire et l'a remplacé par une chaudière avec une chaudière ne reviendra jamais. Le fait est qu'une chaudière avec chaudière intégrée ne présente pas de "plaies" (caractéristiques de l'échangeur de chaleur secondaire) telles que: - chute de température lorsque la pression dans le robinet d'eau chaude change; - la nécessité de nettoyer l'échangeur de chaleur à plaques secondaire (environ une fois tous les 1 à 2 ans - en fonction de la dureté de l'eau); - imprécision du maintien de la température de consigne (elle est souvent causée par l'instabilité de la pression). Pour une chaudière avec une chaudière, cette «maladie» n'est pas typique.
2) Petites maisons privées (jusqu'à 150 m2) + Maisons de ville (petites). Une chaudière avec une chaudière intégrée de 60 litres suffira si une telle maison dispose d'une salle de bain et que le nombre de résidents est de 2-3 personnes.Si la maison est petite, la taille du budget pour l'organisation de la chaufferie peut être modeste. Lors de l'utilisation d'une chaudière avec une chaudière intégrée et sa puissance allant jusqu'à 35 kW, un tel équipement peut être placé en toute sécurité dans la cuisine, sans organiser une chambre de combustion séparée. Avec la niche des objets pour de tels équipements, tout est désormais clair. Examinons de plus près la conception de la chaudière.
Appareil de chaudière avec chaudière intégrée
À la base, une chaudière avec une chaudière intégrée est une chaudière à circuit unique murale traditionnelle, dont le corps a été agrandi pour accueillir la chaudière. Autrement dit, dans l'ensemble, la disposition des unités hydrauliques d'une telle chaudière ne diffère pas des modèles classiques à circuit unique. Le plus souvent, il s'agit d'un échangeur de chaleur en cuivre (dans la version à condensation, l'acier inoxydable ou le silumin peut être utilisé comme matériau de l'échangeur de chaleur), une vanne à trois voies et des unités hydrauliques à «l'alimentation» et «au retour». Un schéma détaillé utilisant l'exemple de la chaudière Viessmann Vitodens 111-W est présenté ci-dessous.
MAIS - échangeur de chaleur en acier inoxydable (Vitodesn 111-W est une chaudière à condensation, donc l'échangeur de chaleur est en acier inoxydable. Dans les chaudières conventionnelles, le cuivre est généralement utilisé comme échangeur de chaleur) B - Chaudière ECS. Disponible en acier inoxydable (Vitodens 111-W) ou en acier au carbone conventionnel avec revêtement en émail. C - brûleur modulant. ré - ventilateur modulant E - vase d'expansion F - pompe intégrée G - régulateur numérique avec écran tactile
Cette disposition est typique de la plupart des chaudières avec une chaudière intégrée. Les différences sont les types de brûleurs et d'échangeurs de chaleur (traditionnels / à condensation), la présence ou l'absence d'un vase d'expansion de la chaudière encastrable et sa capacité (40-60 litres) et l'automatisation. La disposition des chaudières avec une chaudière factice diffère légèrement. Dans de tels modèles, la disposition suivante est utilisée: dans la partie supérieure, il y a une chaudière à circuit unique (conventionnelle ou à condensation), en dessous, il y a une chaudière. Dans ce cas, la structure repose sur le sol et non sur le mur. En termes de dimensions, un tel équipement est comparable à un réfrigérateur à deux compartiments. En raison de l'installation au sol et des dimensions, la capacité de la chaudière de ces chaudières est légèrement augmentée par rapport à leurs camarades de classe muraux et est de 80 litres. Les chaudières Combi Luna 3 (Comfort) de BAXI en sont un exemple.
Que choisir?
Sur le marché, le segment des chaudières avec chaudière intégrée ne brille pas avec une variété de modèles. Pourtant, la niche est assez spécifique. Néanmoins, même ici, il y a un choix. Parmi les fabricants, des modèles similaires sont proposés à leurs utilisateurs: Viessmann, BAXI, Vaillant, ACV. Le choix est assez correct.
Et nous vous rappelons que vous pouvez vous faire conseiller sur le choix du matériel et poser les questions qui vous intéressent sur le sujet de l'article et pas seulement au service client de la société HOGART
Critères de choix
La chaudière à gaz à condensation, en raison de son coût élevé, doit être choisie avec le plus grand soin en fonction des critères suivants:
- il est recommandé d'acheter des équipements certifiés auprès de marques bien connues qui peuvent garantir le plein respect des caractéristiques déclarées, ainsi que fournir une garantie et un service;
- la puissance de chauffage doit être suffisante pour chauffer une certaine zone de la pièce, en tenant compte de la différence de température à l'intérieur et à l'extérieur des bâtiments, ainsi que de la durée des communications avec le liquide de refroidissement;
- méthode d'installation, en fonction de la quantité d'espace et des conditions techniques de fonctionnement de la chaudière;
- un ensemble complet, qui peut ne pas inclure d'accessoires ou de composants coûteux, sans lesquels il est impossible de connecter et de faire fonctionner la chaudière;
- fonctionnalité, méthodes et facilité de gestion;
- la possibilité de connecter un circuit de chauffage supplémentaire;
- le niveau de consommation de gaz et d'eau.
Domaines d'utilisation
Les domaines d'application des chaudières à condensation sont les suivants:
- pour chauffer des appartements et des maisons privées;
- à des fins industrielles: chauffage d'ateliers ou fourniture d'eau chaude;
- chauffage de locaux de bureaux, lieux publics.
La chaudière à condensation est souvent utilisée pour chauffer des appartements et des maisons privées.
Domaines d'utilisation
Les domaines d'utilisation des chaudières à condensation sont:
- pour chauffer des appartements et des maisons privatisées;
- à des fins industrielles: fourniture de chaleur d'ateliers ou fourniture d'eau chaude;
- chauffage locaux de bureaux, lieux publics.
Chaudière
le type à condensation est souvent utilisé pour chauffer les appartements et les maisons privatisées
Règles d'installation de la chaudière à condensation et erreurs d'installation courantes
L'installation de la chaudière à condensation doit être effectuée en tenant compte des règles et exigences suivantes:
- il est recommandé de choisir une pièce bien ventilée pour l'installation de la chaudière qui répond à toutes les exigences de sécurité incendie: hauteur du plafond d'au moins 2,2 m, volume de la pièce - à partir de 7,5 m3, surface de la fenêtre de ventilation 0,025 m2;
- l'emplacement de la chaudière doit être strictement vertical;
- avant le montage, il est important de marquer le site d'installation afin d'apporter les communications nécessaires à l'avance et de réfléchir aux étapes d'installation;
- vous devez monter la chaudière sur un cadre spécial inclus dans le kit de livraison (uniquement pour la classe d'équipement la plus élevée) ou sur une plaque de montage;
- la cheminée doit être en plastique résistant à la chaleur ou en acier résistant à la corrosion;
- la partie horizontale de la cheminée de la chaudière doit être légèrement inclinée vers la pièce;
- L'évacuation des condensats peut être organisée de la manière suivante: vers un réseau d'égouts centralisé ou vers un conteneur séparé avec élimination ultérieure.
Le raccordement d'une chaudière à condensation sans expérience dans la réalisation de tels travaux peut entraîner les erreurs suivantes:
- L'évacuation des condensats se fait à l'extérieur de l'espace chauffé. Pendant la période froide de l'année, cela peut entraîner la formation d'un bouchon de glace dans le tube, ce qui augmente la probabilité de défaillance de la chaudière.
- L'évacuation des condensats est effectuée dans un récipient non prévu à ces fins ou pas du tout organisé. C'est une grave erreur, car le condensat peut contenir des substances toxiques ou corrosives qui nécessitent une élimination spéciale.
- La structure touche la partie chauffée de substances facilement inflammables ou combustibles, ce qui entraîne une violation des règles de sécurité incendie.
- Le raccordement au gaz est effectué sans l'utilisation de joints d'étanchéité spéciaux, les filtres à gaz ne sont pas installés. Les conséquences peuvent être les suivantes: fuite de gaz ou colmatage du brûleur à l'intérieur de la chambre de combustion, respectivement. Le fonctionnement avec de telles erreurs est interdit, car le niveau d'explosion dans la pièce augmente.
- L'angle d'inclinaison de la chaudière, qui est spécifié dans les exigences d'installation par le fabricant, n'a pas été respecté. Cela entraînera une violation des modes de condensation et de circulation, peut entraîner une augmentation de la consommation de gaz ou une diminution de la puissance de chauffage.
- Installation d'un compteur de gaz ne correspondant pas aux caractéristiques de puissance de la chaudière. Dans de tels cas, soit le débit de gaz sera insuffisant, soit le compteur lui-même échouera avec la probabilité de fuites.
Organisation d'une cheminée pour chaudière gaz mono-circuit à condensation au sol
Avant d'acheter une chaudière à condensation à circuit unique à Moscou pour une maison privée, vous devez d'abord réfléchir à l'organisation de l'évacuation des fumées. Compte tenu des particularités du fonctionnement du type de chaudières considéré, pour leur fonctionnement efficace maximal, seuls des tuyaux coaxiaux en polymère doivent être utilisés. L'utilisation d'aluminium classique ou d'acier inoxydable peut affecter négativement les performances et entraîner une défaillance rapide en raison de l'acidité du condensat formé.
L'installation de cheminées coaxiales doit être effectuée en fonction des exigences suivantes:
- si la capacité de la chaudière à simple circuit à condensation ne dépasse pas 40 kW, il est alors permis d'installer un tuyau coaxial d'un diamètre de 100/60 mm;
- la pente vers la chaudière doit être d'au moins 50 mm par mètre de longueur de tuyau;
- la longueur de la distance entre le plafond de la pièce où la chaudière est installée et le premier coude de sortie de la cheminée doit être d'au moins 20 cm;
- de la rue, la sortie du tuyau doit être située à une hauteur de 2 à 2,5 m du sol;
- la cheminée doit être placée de manière à ce que la distance entre son extrémité et le mur de la maison soit d'au moins 30 cm.
Caractéristiques de fonctionnement
Quelques nuances de base du fonctionnement des chaudières à condensation:
- il est interdit de réduire la puissance du brûleur en dessous de 10% de la puissance totale, car en raison de l'allumage et de l'extinction constants, il tombera en panne beaucoup plus tôt que la période calculée;
- il n'est pas recommandé d'augmenter la température de chauffage à la sortie de la chaudière au-dessus de + 500 ° C, car la consommation de gaz augmentera considérablement;
- le condensat peut être évacué dans l'égout, sujet à une dilution dans un rapport de 10: 1, ainsi que dans une fosse septique, s'il est neutralisé.