Het werkingsprincipe van de condensatieketel
De werking van de condensatieketel is gebaseerd op het principe van brandstofverbranding en condensatieprocessen. Bij het verbranden van koolwaterstoffen worden tijdens een chemische reactie water en kooldioxide gevormd. Een vloeistof in een omgeving met hoge temperaturen verandert in korte tijd in stoom en verbruikt thermische energie, die kan worden teruggegeven door de stoom in water te veranderen.
De moeilijkheid bij het creëren van een dergelijk systeem was het vrijkomen van giftige stoffen tijdens gasverbranding, waardoor chemisch actieve verbindingen ontstonden die corrosieve processen veroorzaken, evenals koolstofdioxide. Met de ontwikkeling van roestvaste staalsoorten die in deze omgeving kunnen werken, waren deze problemen niet langer significant.
De werking van de condensatieketel in fasen is als volgt:
- Er wordt water aan de ketel geleverd.
- Gas wordt naar de verbrandingskamer gevoerd, vuur wordt ontstoken.
- Bij het verbrandingsproces komt warmte-energie vrij, die via een gasmethode naar de warmtewisselaar wordt overgebracht en deze en het daarin circulerende water verwarmt.
- Gas met een temperatuur boven het dauwpunt komt in een tweede warmtewisselaar terecht, waarin het gekoeld wordt door water met een lagere temperatuur te laten circuleren.
- Wanneer het gas de dauwpunttemperatuur bereikt, wordt de vrijgekomen thermische energie van de damp overgedragen op de vloeistof.
Het werkingsprincipe van de condensatieketel
De condensatieketelwarmtewisselaar is ontworpen om het contactoppervlak tussen gas en koelmiddel te maximaliseren voor meer efficiëntie. De configuratie heeft ook een aanzienlijke invloed op de efficiëntie.
De afhankelijkheid van de hoeveelheid gecondenseerd vocht van de bedrijfsmodus van de ketel is als volgt: hoe lager de watertemperatuur in het retourcircuit, hoe hoger de condensatie. In dit geval moet de temperatuur echter op een niveau van + 500C liggen. Anders werkt de condensatieketel in de normale gasmodus en neemt het rendement dus af tot 5%.
Ter vergelijking: bij een vloeistoftemperatuur van + 40 ° C in het directe voedingscircuit en + 30 ° C omgekeerd, zal het rendement van de condensatieketel 108% zijn, en bij respectievelijk 90 ° C en 750 ° C zal 98% zijn.
Bij het gebruik van ketels is het noodzakelijk om de bedrijfsmodi in acht te nemen, en ook bij het kiezen van een geschikt model, moet het optimale verwarmingsvermogen worden geselecteerd.
Het apparaat van de belangrijkste componenten van de ketel
Condenserende verwarmingsketels bestaan uit de volgende hoofdcomponenten:
- een stalen carrosserie waarin alle structurele elementen zich bevinden;
- een circulatiepomp voor het circuleren van water in het warmtewisselaarsysteem;
- verbrandingskamer, waarin zich branders bevinden;
- nakoelkamers voor het damp-gasmengsel tot een temperatuur van + 570 ° C;
- een ventilator (turbine) die zich boven de verbrandingskamer bevindt, ontworpen om het gas- en luchtmengsel te mengen;
- twee warmtewisselaars: voor het overbrengen van warmte naar water uit de verbrandingsproducten van de kamer en voor het condenseren van vocht en het verkrijgen van thermische energie;
- mondstukken en leidingen voor het toevoeren van water aan het circulatiesysteem;
- opvangbak voor condensaat;
- schoorsteen voor het verwijderen van verbrandingsproducten;
- Controlepaneel.
Voor-en nadelen
De voordelen van condensatieketels zijn de belangrijkste criteria bij het kiezen van dit specifieke ontwerp voor verwarmingssystemen. Waaronder:
- milieuvriendelijkheid - de minimale uitstoot van giftige stoffen is ter vergelijking gemiddeld 70% lager dan die van gas of vaste brandstof;
- compact formaat, waardoor ze zelfs in kleine ruimtes kunnen worden geïnstalleerd;
- laag geluidsniveau en afwezigheid van trillingen;
- relatief lage temperatuur van de uitlaatgassen, waardoor het mogelijk is om ketels uit te rusten met plastic schoorstenen en geld te besparen;
- de mogelijkheid van een cascade-installatie, waarmee grote kamers kunnen worden verwarmd of verwarmingssystemen met verhoogde betrouwbaarheid kunnen worden georganiseerd;
- nauwkeurige regeling van het verwarmingsvermogen, waardoor het mogelijk is om de efficiëntie van de condensatieketel te veranderen en deze in spaarmodi te gebruiken.
Voordelen van condensatieketels zijn onder meer de milieuvriendelijkheid en het lage geluidsniveau.
Bij het kiezen is het ook belangrijk om rekening te houden met de nadelen van ketels om onnodige brandstofkosten te vermijden en een effectieve verwarming van het pand te garanderen:
- hoge kosten van apparatuur en reserveonderdelen ervoor;
- complex ontwerp van de warmtewisselaar, dat periodiek onderhoud en conditiebewaking vereist;
- de behoefte aan afvoer van condensaat;
- hoge eisen aan de reinheid van de binnenlucht;
- inefficiënt gebruik bij hoge temperatuuromstandigheden.
Dat wil zeggen, de nadelen van condensatieketels zijn niet zo belangrijk in vergelijking met hun efficiëntie, duurzaamheid, betrouwbaarheid en milieuvriendelijkheid, vooral wanneer ze in woongebouwen worden gebruikt.
Classificatie van gasomleidingsketels
Dubbelcircuit gasketel met ingebouwde ketel
Gasgestookte ketels kunnen worden ingedeeld op basis van de volgende kenmerken:
- Kracht is het belangrijkste kenmerk. Natuurlijk, hoe krachtiger de gasboiler, hoe meer hij de kamer verwarmt. Concentreer u op het gebied van uw huis, als het klein is, is een zeer krachtige ketel niet nodig. Als het verwarmde oppervlak groot genoeg is, moet men uitgaan van de formule dat 1 kW opgewekte thermische energie ongeveer 10 vierkante meter van de kamer verwarmt, op voorwaarde dat de plafonds in het huis niet groter zijn dan 3 meter.
- Tweede circuit. Dit is een belangrijk kenmerk, want als de ketel een enkel circuit heeft, legt dit bepaalde beperkingen op aan het gebruik van de unit. Eencircuiteenheden zijn veel goedkoper en kunnen het pand niet slechter verwarmen, vooral als dit alleen van hem wordt verlangd. Als je wilt dat de ketel ook water verwarmt voor huishoudelijk gebruik, dan heb je zeker een wandgemonteerde gasketel met dubbele kring en ketel nodig. Een unit met een boiler voldoet volledig aan uw behoefte aan warm water, in tegenstelling tot een doorstroomboiler, die bij grote volumes zijn taak misschien niet aankan.
- Uitwerpsysteem voor verbruikte brandstof. Deze parameter is direct verantwoordelijk voor de veiligheid, want als de ketel zuurstof en lucht in de kamer verbrandt, zullen er in ieder geval onaangename bijwerkingen optreden bij iedereen die in huis is. Daarom zijn apparaten met een natuurlijk treksysteem alleen geschikt als er speciale schoorstenen zijn voor het afvoeren van gassen. Anders, als er geen sparren waren, zou de beste keuze een geforceerd gasuitlaatsysteem zijn. De essentie hiervan is een dubbele buis, uitlaatgassen worden verwijderd door de binnenste en frisse lucht wordt naar de buitenste getrokken. Ze zijn zuiniger om te installeren, omdat er geen speciale schoorsteen hoeft te worden gebouwd.
- Ontstekingsmethode. Dit is geen belangrijk aspect, maar het kan toch helpen om een beetje te besparen op de werking van de ketel. De belangrijkste methoden zijn met behulp van een piëzo-element en volledige automatisering. Automatisering is veel zuiniger door het ontbreken van een ontsteker en er brandt dus ook geen vuur in. Bovendien is het niet nodig om op knoppen te drukken en de vlam opnieuw aan te steken bij elke onderbreking in de gastoevoer. In autonome modus zal alles vanzelf ontbranden en de temperatuur aanpassen.
Bij het ontwerp van gaswandketels zijn verschillende technische sensoren voorzien. De meest voorkomende zijn:
- Vlam sensor. Een verplicht apparaat, want het sluit de gastoevoer precies af als de vlam plotseling uitgaat
- Thermostaat.Hetzelfde geldt voor de hoofdsensoren, omdat deze de gasboiler uitschakelt als het water erin een kritieke temperatuurmarkering bereikt.
- Een sensor die de ketel blokkeert bij een plotselinge stroomuitval.
- De sensor is een blokker die wordt geactiveerd bij gasonderbrekingen.
- Tractiecontrolesensor. Schakelt de ketel uit bij gebrek aan trek.
- Gasniveausensor. In het geval van een kleine hoeveelheid inkomend gas, wordt de ketel uitgeschakeld.
Bedradingsschema voor een gasketel met dubbele kring
Soorten condensatieketels
Condensatieketels worden geclassificeerd volgens de volgende criteria:
- naar type installatie: vloer of wand;
- door het aantal circuits: enkel of dubbel circuit.
Condenserende vloerketels zijn niet alleen groot van formaat, maar kunnen ook worden uitgerust met externe pompen en andere apparatuur die een aparte ruimte nodig hebben voor installatie. Ze zijn meestal eencircuit en zijn ontworpen om grote oppervlakken te verwarmen. Hun voordelen zijn onderhoudbaarheid en eenvoud in ontwerp.
Condenserende wandketels onderscheiden zich van vloerstaande ketels door hun compacte formaat en relatief lage gewicht. Alle units en assemblages bevinden zich in het lichaam, er zijn geen externe elementen. Ze worden geproduceerd in een- en tweecircuitontwerp, zijn eenvoudig aan te sluiten en bescheiden in gebruik.
Staande condensatieketel met één circuit
Verwarmingsketels met één circuit voor ruimteverwarming kunnen niet alleen in verwarmingssystemen worden gebruikt, maar ook voor warmwatervoorziening, op voorwaarde dat er een ketel is. Ze onderscheiden zich door eenvoud van ontwerp, lage kosten in vergelijking met een dubbelcircuitketel, hoog rendement en verwarmingsvermogen, zuinig brandstofverbruik.
De dubbelcircuit condenserende gasketel wordt geproduceerd met een opslagketel of met een doorstroomwarmtewisselaar. Het kan worden gebruikt voor het verwarmen of verwarmen van water zonder dat u een aparte boiler hoeft aan te schaffen. Compact, eenvoudig te installeren en te onderhouden, vloer- of wandmontage.
Ketels met ingebouwde ketel - als de grootte er toe doet.
In dit artikel zullen we proberen de vertegenwoordigers van een nogal eigenaardige klasse van ketelapparatuur in detail te beschrijven: wandketels met een ingebouwde ketel. Dit is waarom:
- De grootte van de ingebouwde ketel is zelden groter dan 60 liter. Een subklasse van dergelijke ketels kan wandketels worden genoemd, die zijn ontworpen om er direct een ketel onder te installeren. Zo'n installatie ziet eruit als een koelkast. - Het vermogen van wandhangende ketels met een ketel erin is niet groter dan 35 kW. Dit betekent dat de nis voor het gebruik van dergelijke apparatuur niet de grootste is, en hierover later meer.
Waar het zinvol is om wandketels met ingebouwde ketel te installeren?
Laten we eerst het uiterlijk van deze apparatuur schetsen. Dit is een wandketel met een ketel van 40-60 liter (maximaal 80 - maar dit is al een variant van een onder de ketel geplaatste ketel). Het ketelvermogen is niet groter dan 35 kW.
Van wat is beschreven, volgen de volgende mogelijke opties voor de installatie van dergelijke apparatuur:
1) Appartement verwarming. In gevallen waarin de ketel in de keuken van een appartement wordt geplaatst, zijn de belangrijkste vereisten hiervoor relatief bescheiden afmetingen. Een ketel met ingebouwde ketel neemt zeker iets meer ruimte in beslag dan een traditionele muurbevestiging met secundaire warmtewisselaar. MAAR! Iedereen die minstens één keer in zijn leven een ketel met secundaire warmtewisselaar heeft gebruikt en deze heeft veranderd in een ketel met een ketel komt nooit meer terug. Feit is dat een ketel met ingebouwde ketel niet zulke "zweertjes" (kenmerkend voor de secundaire warmtewisselaar) heeft als: - temperatuurdaling als de druk in de warmwaterkraan verandert; - de noodzaak om de secundaire platenwarmtewisselaar te reinigen (ongeveer eens per 1-2 jaar - afhankelijk van de hardheid van het water); - onnauwkeurigheid bij het handhaven van de ingestelde temperatuur (dit wordt vaak veroorzaakt door de instabiliteit van de druk). Voor een ketel met een ketel is deze "kwaal" niet typisch.
2) Kleine privéwoningen (tot 150 m2) + Herenhuizen (klein). Een ketel met een ingebouwde ketel van 60 liter is voldoende als zo'n huis 1 badkamer heeft en het aantal bewoners 2-3 personen is.Als het huis klein is, kan de omvang van het budget voor de organisatie van de stookruimte bescheiden zijn. Bij gebruik van een ketel met een ingebouwde ketel en een vermogen tot 35 kW, kan dergelijke apparatuur veilig in de keuken worden geplaatst zonder een aparte verbrandingskamer te organiseren. Met de niche van objecten voor dergelijke apparatuur is alles nu duidelijk. Laten we het ketelontwerp eens nader bekijken.
Boilertoestel met ingebouwde boiler
De kern van een ketel met ingebouwde ketel is een traditionele ketel met één circuit aan de muur, waarvan de behuizing is vergroot om plaats te bieden aan de ketel. Dat wil zeggen, over het algemeen verschilt de lay-out van de hydraulische eenheden van een dergelijke ketel niet van conventionele modellen met één circuit. Meestal is het een koperen warmtewisselaar (in de condensatieversie kan RVS of silumin gebruikt worden als warmtewisselaarmateriaal), een driewegklep en hydraulische units bij de "aanvoer" en "retour". Hieronder vindt u een gedetailleerd diagram met het voorbeeld van de Viessmann Vitodens 111-W-ketel.
EN - roestvrijstalen warmtewisselaar (Vitodesn 111-W is een condensatieketel, daarom is de warmtewisselaar gemaakt van roestvrij staal. In conventionele ketels wordt meestal koper als warmtewisselaar gebruikt) B. - Warmwaterboiler. Verkrijgbaar in roestvrij staal (Vitodens 111-W) of conventioneel koolstofstaal met geëmailleerde voering. C - modulerende brander. D - modulerende ventilator E - expansievat F - ingebouwde pomp G - digitale controller met touch display
Deze opstelling is typerend voor de meeste ketels met ingebouwde ketel. De verschillen zijn de soorten branders en warmtewisselaars (traditioneel / condensatie), de aan- of afwezigheid van een expansievat van de ingebouwde ketel en zijn capaciteit (40-60 liter) en automatisering. Ketels met een dummy-ketel verschillen enigszins van indeling. In dergelijke modellen wordt de volgende lay-out gebruikt: in het bovenste gedeelte bevindt zich een ketel met één circuit (conventioneel of condenserend), er bevindt zich een ketel onder. In dit geval rust de structuur op de vloer en niet op de muur. Deze apparatuur is qua afmetingen vergelijkbaar met een koelkast met twee compartimenten. Vanwege de vloerinstallatie en afmetingen is de ketelcapaciteit in dergelijke ketels iets groter in vergelijking met hun klasgenoten aan de muur en bedraagt 80 liter. Een voorbeeld van dergelijke apparatuur zijn de Luna 3 (Comfort) Combiketels van BAXI.
Wat te kiezen?
Op de markt schittert het segment van ketels met een ingebouwde ketel niet met een verscheidenheid aan modellen. Toch is de niche vrij specifiek. Toch is er ook hier een keuze. Onder fabrikanten worden vergelijkbare modellen aangeboden aan hun gebruikers: Viessmann, BAXI, Vaillant, ACV. De keuze is heel behoorlijk.
En we herinneren u eraan dat u advies kunt krijgen over de keuze van apparatuur en uw vragen kunt stellen over het onderwerp van het artikel en niet alleen op de klantenservice van het bedrijf HOGART.
Criterias naar keuze
Condenserende gasboiler, vanwege de hoge kosten, moet het meest zorgvuldig worden gekozen op basis van de volgende criteria:
- het wordt aanbevolen om gecertificeerde apparatuur van bekende merken aan te schaffen die volledige overeenstemming met de aangegeven kenmerken kunnen garanderen, evenals een garantie en service bieden;
- verwarmingsvermogen moet voldoende zijn om een bepaald deel van de kamer te verwarmen, rekening houdend met het temperatuurverschil binnen en buiten gebouwen, evenals de lengte van de communicatie met het koelmiddel;
- installatiemethode, afhankelijk van de hoeveelheid ruimte en technische omstandigheden voor de werking van de ketel;
- een complete set, die mogelijk geen dure accessoires of componenten bevat, zonder welke het onmogelijk is om de ketel aan te sluiten en te bedienen;
- functionaliteit, methoden en eenvoudig beheer;
- de mogelijkheid om een extra verwarmingscircuit aan te sluiten;
- het niveau van gas- en waterverbruik.
Toepassingsgebieden
De toepassingsgebieden van condensatieketels zijn als volgt:
- voor het verwarmen van appartementen en privéwoningen;
- voor industriële doeleinden: verwarming van werkplaatsen of warmwatervoorziening;
- verwarming van kantoorpanden, openbare plaatsen.
De condensatieketel wordt vaak gebruikt om appartementen en woonhuizen te verwarmen.
Toepassingsgebieden
De toepassingsgebieden van condensatieketels zijn:
- voor het verwarmen van appartementen en geprivatiseerde huizen;
- voor industriële doeleinden: warmtevoorziening van werkplaatsen of warmwatervoorziening;
- verwarming van kantoorpanden, openbare plaatsen.
Boiler
condensatietype wordt vaak gebruikt voor het verwarmen van appartementen en geprivatiseerde huizen
Installatieregels voor condensatieketels en veelvoorkomende installatiefouten
Bij de installatie van de condensatieketel moet rekening worden gehouden met de volgende regels en vereisten:
- het wordt aanbevolen om een goed geventileerde ruimte te kiezen voor het installeren van de ketel die voldoet aan alle brandveiligheidseisen: plafondhoogte niet minder dan 2,2 m, ruimtevolume - vanaf 7,5 m3, ventilatieraamoppervlak 0,025 m2;
- de locatie van de ketel moet strikt verticaal zijn;
- vóór de montage is het belangrijk om de installatielocatie te markeren om van tevoren de nodige communicatie te hebben en na te denken over de installatiestappen;
- u dient de ketel te monteren op een speciaal frame dat is inbegrepen in de afleverset (alleen voor de hoogste klasse apparatuur), of op een montageplaat;
- de schoorsteen moet gemaakt zijn van hittebestendige kunststof of corrosiebestendig staal;
- het horizontale deel van de schoorsteen van de ketel moet met een lichte helling naar de kamer gaan;
- Condensafvoer kan op de volgende manieren worden georganiseerd: naar een centraal rioolstelsel of naar een aparte container met aansluitende afvoer.
Het aansluiten van een condensatieketel zonder ervaring met het uitvoeren van dergelijke werkzaamheden kan tot de volgende fouten leiden:
- Condensafvoer vindt plaats buiten de verwarmde ruimte. In de koude periode van het jaar kan dit gepaard gaan met de vorming van een ijsprop in de buis, waardoor de faalkans van de ketel toeneemt.
- Condensaatafvoer wordt uitgevoerd in een container die niet voor deze doeleinden is bedoeld of helemaal niet is georganiseerd. Dit is een grote vergissing, aangezien het condensaat giftige of bijtende stoffen kan bevatten die op een speciale manier moeten worden afgevoerd.
- De structuur raakt het verwarmde deel van licht ontvlambare of brandbare stoffen, wat leidt tot een overtreding van de brandveiligheidsregels.
- De gasaansluiting wordt gemaakt zonder het gebruik van speciale afdichtingspakkingen, er zijn geen gasfilters geïnstalleerd. De gevolgen kunnen als volgt zijn: gaslekkage of verstopping van de brander in de verbrandingskamer, respectievelijk. Gebruik met dergelijke fouten is verboden, omdat het explosieniveau in de kamer toeneemt.
- De hellingshoek van de ketel, die door de fabrikant in de installatie-eisen is gespecificeerd, is niet in acht genomen. Dit zal leiden tot een schending van de condensatie- en circulatiemodi, kan een verhoogd gasverbruik of een afname van het verwarmingsvermogen veroorzaken.
- Installatie van een gasmeter die niet overeenkomt met de vermogenskenmerken van de ketel. In dergelijke gevallen zal de gasstroom onvoldoende zijn of zal de meter zelf falen met de kans op lekkage.
Organisatie van een schoorsteen voor een staande condenserende gasketel met één circuit
Voordat u een condensatieketel met één circuit in Moskou voor een privéwoning koopt, moet u eerst nadenken over hoe de rookgasafvoer zal worden georganiseerd. Gezien de eigenaardigheden van de werking van het type ketel in kwestie, mogen voor hun maximale efficiënte werking alleen coaxiale leidingen van polymeer worden gebruikt. Het gebruik van klassiek aluminium of roestvrij staal kan de prestaties negatief beïnvloeden en tot een snelle storing leiden vanwege de zuurgraad van het gevormde condensaat.
De installatie van coaxiale schoorstenen moet worden uitgevoerd op basis van de volgende vereisten:
- als het vermogen van de condenserende ketel met één circuit niet groter is dan 40 kW, is het toegestaan om een coaxiale buis met een diameter van 100/60 mm te installeren;
- het afschot naar de ketel moet minimaal 50 mm per meter pijplengte bedragen;
- de lengte van de afstand tussen het plafond van de ruimte waar de ketel is opgesteld en de eerste afvoerbocht van de schoorsteen moet minimaal 20 cm bedragen;
- vanaf de straat moet de uitgang van de buis zich op een hoogte van 2-2,5 m van de grond bevinden;
- de schoorsteen moet zo worden geplaatst dat de afstand tussen het uiteinde en de muur van de woning minimaal 30 cm bedraagt.
Kenmerken van de bediening
Enkele basisnuances van de werking van condensatieketels:
- het is verboden om het brandervermogen onder 10% van het totale vermogen te verminderen, omdat het door constant in- en uitschakelen veel eerder zal uitvallen dan de berekende periode;
- het wordt niet aanbevolen om de verwarmingstemperatuur aan de uitlaat van de ketel boven + 500С te verhogen, omdat het gasverbruik aanzienlijk zal toenemen;
- condensaat kan in het riool worden geloosd, onder voorbehoud van verdunning in een verhouding van 10: 1, evenals in een septic tank, als het wordt geneutraliseerd.