Caldeira de condensação - prós e contras, princípio de operação

O princípio de funcionamento da caldeira de condensação

O funcionamento da caldeira de condensação é baseado no princípio dos processos de combustão e condensação do combustível. Quando os hidrocarbonetos são queimados, água e dióxido de carbono são formados durante uma reação química. Um líquido em um ambiente de alta temperatura em um curto intervalo de tempo se transforma em vapor, consumindo energia térmica, que pode ser devolvida transformando o vapor em água.

A dificuldade em criar tal sistema foi a liberação de substâncias tóxicas durante a combustão do gás, que criou compostos quimicamente ativos que causam processos corrosivos, assim como o dióxido de carbono. Com o desenvolvimento dos aços inoxidáveis capazes de operar nesse ambiente, esses problemas deixaram de ser significativos.

O funcionamento da caldeira de condensação por etapas é o seguinte:

A água é fornecida à caldeira.
O gás é fornecido à câmara de combustão, o fogo é aceso.
No processo de combustão, é liberada energia térmica, que é transferida para o trocador de calor por um método de gás e aquece a ele e à água que nele circula.
O gás com temperatura acima do ponto de orvalho passa para um segundo trocador de calor, no qual é resfriado pela circulação de água com temperatura mais baixa.
Quando o gás atinge a temperatura do ponto de orvalho, a energia térmica liberada do vapor é transferida para o líquido.

O princípio de funcionamento da caldeira de condensação
O trocador de calor da caldeira de condensação é projetado para maximizar a área de contato entre o gás e o refrigerante para aumentar a eficiência. Sua configuração também tem um impacto significativo na eficiência.

A dependência do volume de umidade condensada com o modo de funcionamento da caldeira é a seguinte: quanto menor a temperatura da água no circuito de retorno, maior a condensação. Porém, neste caso, a temperatura deve estar em um nível de até + 500C. Caso contrário, a caldeira de condensação funcionará no modo normal de gás e assim a sua eficiência diminuirá para 5%.

Para efeito de comparação: a uma temperatura do líquido de + 40 ° C no circuito de alimentação direta e + 30 ° C no inverso, a eficiência da caldeira de condensação será de 108%, e a 90 ° C e 750 ° C, respectivamente, será de 98%.

Ao operar caldeiras, é necessário observar os modos de funcionamento, e também ao escolher um modelo adequado, deve-se selecionar sua potência de aquecimento ideal.

O dispositivo dos principais componentes da caldeira

Caldeiras de aquecimento de condensação consistem nos seguintes componentes principais:

um corpo de aço no qual todos os elementos estruturais estão localizados;
uma bomba de circulação para circular água no sistema de trocador de calor;
câmara de combustão, dentro da qual se encontram os queimadores;
câmaras de pós-resfriamento para a mistura vapor-gás a uma temperatura de + 570C;
um ventilador (turbina) localizado acima da câmara de combustão, projetado para misturar a mistura de gás e ar;
dois trocadores de calor: para transferir calor para a água dos produtos de combustão da câmara e para condensar a umidade e obter energia térmica;
bicos e tubos para fornecer água ao sistema de circulação;
tanque de coleta de condensado;
chaminé para remoção de produtos de combustão;
painel de controle.

Vantagens e desvantagens

As vantagens das caldeiras de condensação são os principais critérios para a escolha deste projeto específico para sistemas de aquecimento. Esses incluem:

respeito ao meio ambiente - a quantidade mínima de emissões de substâncias tóxicas, para efeito de comparação, é em média 70% menor do que gás ou combustível sólido;
tamanho compacto, devido ao qual podem ser instalados mesmo em salas pequenas;
baixo ruído e ausência de vibrações;
temperatura relativamente baixa dos gases de exaustão, o que permite equipar caldeiras com chaminés de plástico e economizar dinheiro;
a possibilidade de instalação em cascata, que permite aquecer grandes divisões ou organizar sistemas de aquecimento de maior fiabilidade;
regulação precisa da potência de aquecimento, graças à qual é possível alterar o rendimento da caldeira de condensação e utilizá-la nos modos de economia.

Entre as vantagens das caldeiras de condensação estão a compatibilidade com o meio ambiente e o baixo nível de ruído.
Ao escolher, também é importante levar em consideração as desvantagens das caldeiras, a fim de evitar gastos desnecessários com combustível e garantir o aquecimento eficaz das instalações:

alto custo de equipamentos e peças sobressalentes para ele;
projeto complexo do trocador de calor, exigindo manutenção periódica e monitoramento de condição;
a necessidade de descarte de condensado;
altos requisitos para a limpeza do ar interno;
ineficiência de uso em condições de alta temperatura.

Ou seja, as desvantagens das caldeiras de condensação não são tão significativas em relação à sua eficiência, durabilidade, confiabilidade e respeito ao meio ambiente, especialmente quando são utilizadas em instalações residenciais.

Classificação de caldeiras de by-pass de gás

Caldeira a gás de circuito duplo com caldeira embutida

As caldeiras a gás podem ser classificadas com base nas seguintes características:

O poder é a principal característica. Naturalmente, quanto mais potente for a caldeira a gás, mais ela aquece o ambiente. Concentre-se na área da sua casa, se for pequena, então não é necessária uma caldeira muito potente. Se a área aquecida for grande o suficiente, deve-se partir da fórmula que 1 kW de energia térmica gerada aquece aproximadamente 10 metros quadrados da sala, desde que o teto da casa não ultrapasse 3 metros.
Segundo circuito. Esta é uma característica importante, pois se a caldeira for de circuito único, isso impõe certas restrições ao uso da unidade. As unidades de circuito único são muito mais baratas e não agem pior com o aquecimento das instalações, especialmente se isso for exigido dele. Se você deseja que a caldeira também aqueça água para uso doméstico, então você definitivamente precisa de uma caldeira de duplo circuito a gás montada na parede com uma caldeira. Uma unidade com caldeira irá satisfazer plenamente as suas necessidades de água quente, ao contrário de um esquentador instantâneo, que, com grandes volumes, pode não dar conta da sua tarefa.
Sistema de ejeção de combustível irradiado. Este parâmetro é o responsável direto pela segurança, pois se a caldeira queima oxigênio e ar no ambiente, pelo menos efeitos colaterais desagradáveis aparecerão em todos que estiverem na casa. Portanto, aparelhos com sistema de tiragem natural só são adequados quando existem chaminés especiais para exaustão de gases. Caso contrário, se não houvesse spruce, a melhor escolha seria um sistema de saída forçada de gás. A essência é um tubo duplo, os gases de exaustão são removidos pelo interno e o ar fresco é aspirado pelo externo. São mais econômicas de instalar, pois não há necessidade de construir uma chaminé especial.
Método de ignição. Este não é um aspecto importante, mas mesmo assim pode ajudar a economizar um pouco no funcionamento da caldeira. Os principais métodos são com a ajuda de um elemento piezoelétrico e automação completa. A automação é muito mais econômica, devido à ausência de um dispositivo de ignição e, portanto, também não há fogo aceso nele. Além disso, não há necessidade de apertar botões e reacender a chama toda vez que houver interrupções no fornecimento de gás. No modo autônomo, tudo irá acender por si mesmo e ajustar a temperatura.

Vários sensores técnicos são fornecidos no projeto de caldeiras a gás montadas na parede. Os mais comuns são:

Sensor de chama. Dispositivo obrigatório, uma vez que desliga precisamente o fornecimento de gás se a chama se apagar repentinamente
Termostato.O mesmo se aplica aos sensores principais, uma vez que desliga a caldeira a gás se a água nela atingir uma temperatura crítica.
Um sensor que bloqueia a caldeira em caso de queda repentina de energia.
O sensor é um bloqueador que é acionado em caso de interrupção do gás.
Sensor de controle de tração. Desliga a caldeira em caso de falta de tiragem.
Sensor de nível de gás. No caso de entrada de uma pequena quantidade de gás, a caldeira é desligada.

Diagrama de fiação para uma caldeira a gás de circuito duplo

Tipos de caldeiras de condensação

As caldeiras de condensação são classificadas de acordo com os seguintes critérios:

por tipo de instalação: piso ou parede;
pelo número de circuitos: circuito simples ou duplo.

As caldeiras de piso de condensação não são apenas grandes, mas também podem ser equipadas com bombas externas e outros equipamentos que requerem uma sala separada para instalação. Geralmente são de circuito único e são projetados para aquecer grandes áreas. Suas vantagens são a facilidade de manutenção e a simplicidade do projeto.

As caldeiras de condensação suspensas na parede diferem das caldeiras de chão em seu tamanho compacto e peso relativamente baixo. Todas as unidades e conjuntos estão localizados dentro do corpo, não há elementos externos. Eles são produzidos em design de um ou dois circuitos, são fáceis de conectar e despretensiosos na operação.

Caldeira de condensação de circuito único de piso

As caldeiras de aquecimento de circuito único para aquecimento ambiente podem ser utilizadas não só em sistemas de aquecimento, mas também para abastecimento de água quente, desde que exista uma caldeira. Eles se distinguem pela simplicidade de design, baixo custo em comparação com uma caldeira de circuito duplo, alta eficiência e potência de aquecimento, consumo de combustível econômico.

A caldeira a gás de condensação de circuito duplo é produzida com uma caldeira de acumulação ou com um permutador de calor de fluxo contínuo. Pode ser usado para aquecer ou aquecer água sem a necessidade de adquirir uma caldeira separada. Compacto, fácil de instalar e manter, montagem no piso ou na parede.

Caldeiras com caldeira incorporada - quando o tamanho é importante.

Neste artigo, tentaremos descrever em detalhes os representantes de uma classe bastante peculiar de equipamentos de caldeiras - caldeiras montadas na parede com uma caldeira embutida. Isso é por que:

- O tamanho da caldeira embutida raramente ultrapassa 60 litros. Uma subclasse de tais caldeiras pode ser chamada de caldeiras montadas na parede, que são projetadas para instalar uma caldeira diretamente abaixo delas. Essa instalação se parece com uma geladeira. - A potência das caldeiras suspensas com caldeira no interior não ultrapassa os 35 kW. Isso significa que o nicho de utilização desses equipamentos não é o maior, e mais sobre isso depois.

Onde faz sentido instalar caldeiras de parede com caldeira embutida?

Primeiro, vamos delinear a aparência deste equipamento. Esta é uma caldeira de parede com uma caldeira de 40-60 litros (máximo 80 - mas já é uma variante de uma caldeira colocada por baixo da caldeira). A potência da caldeira não excede 35 kW.

Pelo que foi descrito, seguem as seguintes opções possíveis para a instalação de tais equipamentos:

1) Aquecimento do apartamento. Nos casos em que a caldeira é colocada na cozinha de um apartamento, os principais requisitos são as dimensões relativamente modestas. Uma caldeira com uma caldeira embutida certamente ocupará um pouco mais de espaço do que uma montagem de parede tradicional com um trocador de calor secundário. MAS! Quem pelo menos uma vez na vida já usou uma caldeira com trocador de calor secundário e a transformou em caldeira com caldeira, nunca mais voltará. O fato é que uma caldeira com caldeira embutida não apresenta “chagas” (característica do trocador de calor secundário) como: - queda de temperatura quando muda a pressão da torneira de água quente; - a necessidade de limpar o trocador de calor de placas secundário (aproximadamente uma vez a cada 1-2 anos - dependendo da dureza da água); - imprecisão na manutenção da temperatura definida (muitas vezes é causada pela instabilidade da pressão). Para uma caldeira com caldeira, esta "doença" não é típica.

2) Pequenas casas particulares (até 150 m2) + Moradias (pequenas). Uma caldeira com caldeira de 60 litros embutida será suficiente se tal casa tiver 1 banheiro e o número de moradores for de 2 a 3 pessoas.Se a casa for pequena, o tamanho do orçamento para a organização da sala da caldeira pode ser modesto. No caso de uso de caldeira com caldeira embutida e potência de até 35 kW, esse equipamento pode ser colocado com segurança na cozinha, sem a organização de uma sala de combustão separada. Com o nicho de objetos para esses equipamentos, agora tudo está claro. Vamos dar uma olhada mais de perto no design da caldeira.

Dispositivo de caldeira com caldeira embutida

Em seu núcleo, uma caldeira com uma caldeira embutida é uma caldeira tradicional de circuito único montada na parede, cujo corpo foi ampliado para acomodar a caldeira. Ou seja, em geral, o layout das unidades hidráulicas de tal caldeira não difere dos modelos convencionais de circuito único. Na maioria das vezes é um trocador de calor de cobre (na versão de condensação, aço inoxidável ou silumin pode ser usado como material do trocador de calor), uma válvula de três vias e unidades hidráulicas na "alimentação" e "retorno". Um diagrama detalhado usando o exemplo da caldeira Viessmann Vitodens 111-W é apresentado a seguir.

E - trocador de calor de aço inoxidável (Vitodesn 111-W é uma caldeira de condensação, portanto, o trocador de calor é feito de aço inoxidável. Em caldeiras convencionais, o cobre é geralmente usado como um trocador de calor) B - Caldeira AQS. Disponível em aço inoxidável (Vitodens 111-W) ou aço carbono convencional com forro de esmalte. C - queimador modulante. D - ventilador modulante E - vaso de expansão F - bomba embutida G - controlador digital com display de toque

Este arranjo é típico para a maioria das caldeiras com caldeira embutida. As diferenças são os tipos de queimadores e trocadores de calor (tradicionais / condensados), a presença ou ausência de tanque de expansão da caldeira embutida e sua capacidade (40-60 litros) e automação. As caldeiras com caldeira fictícia diferem ligeiramente no layout. Nestes modelos, é utilizado o seguinte layout: na parte superior existe uma caldeira de circuito único (convencional ou de condensação), e uma caldeira por baixo. Neste caso, a estrutura é apoiada no chão e não na parede. Em termos de dimensões, esse equipamento é comparável a um refrigerador de dois compartimentos. Devido à instalação do piso e às dimensões, a capacidade da caldeira em tais caldeiras é ligeiramente aumentada em comparação com seus colegas de classe montados na parede e é de 80 litros. Um exemplo desse tipo de equipamento são as caldeiras Luna 3 (Comfort) Combi da BAXI.

O que escolher?

No mercado, o segmento de caldeiras com caldeira embutida não brilha com os mais diversos modelos. Ainda assim, o nicho é bastante específico. No entanto, mesmo aqui há uma escolha. Entre os fabricantes, modelos semelhantes são oferecidos aos seus usuários: Viessmann, BAXI, Vaillant, ACV. A escolha é bastante decente.

E lembramos que você pode se aconselhar na escolha do equipamento e tirar suas dúvidas sobre o tema do artigo e não apenas no departamento de atendimento ao cliente da empresa HOGART

Critérios de escolha

A caldeira a gás condensado, devido ao seu alto custo, deve ser escolhida com mais cuidado com base nos seguintes critérios:

Recomenda-se a aquisição de equipamentos certificados de marcas reconhecidas, que garantam o cumprimento integral das características declaradas, bem como prestem garantia e serviço;
a potência de aquecimento deve ser suficiente para aquecer uma determinada área da divisão, tendo em conta a diferença de temperatura no interior e no exterior dos edifícios, bem como o tempo de comunicação com o refrigerante;
método de instalação, em função da quantidade de espaço e das condições técnicas de funcionamento da caldeira;
um conjunto completo, que não pode incluir acessórios ou componentes caros, sem os quais é impossível conectar e operar a caldeira;
funcionalidade, métodos e facilidade de gerenciamento;
a possibilidade de conectar um circuito de aquecimento adicional;
o nível de consumo de gás e água.

Áreas de uso

As áreas de aplicação das caldeiras de condensação são as seguintes:

para aquecimento de apartamentos e casas particulares;
para fins industriais: aquecimento de oficinas ou abastecimento de água quente;
aquecimento de escritórios, locais públicos.

A caldeira de condensação é freqüentemente usada para aquecer apartamentos e casas particulares.

Áreas de uso

As áreas de uso das caldeiras de condensação são:

para aquecimento de apartamentos e casas privatizadas;
para fins industriais: fornecimento de calor a oficinas ou fornecimento de água quente;
aquecimento de escritórios, locais públicos.

Caldeira

tipo de condensação é frequentemente usado para aquecimento de apartamentos e casas privatizadas

Condensação das regras de instalação da caldeira e erros comuns de instalação

A instalação da caldeira de condensação deve ser realizada levando em consideração as seguintes regras e requisitos:

recomenda-se a escolha de uma sala bem ventilada para instalação da caldeira que atenda a todos os requisitos de segurança contra incêndio: pé-direito não inferior a 2,2 m, volume da sala - a partir de 7,5 m3, área da janela de ventilação 0,025 m2;
a localização da caldeira deve ser estritamente vertical;
antes da montagem, é importante marcar o local da instalação, a fim de antecipar as comunicações necessárias e refletir sobre as etapas da instalação;
é necessário montar a caldeira em uma estrutura especial que acompanha o conjunto de entrega (apenas para a classe de equipamento mais alta), ou em uma placa de montagem;
a chaminé deve ser de plástico resistente ao calor ou aço resistente à corrosão;
a parte horizontal da chaminé da caldeira deve ser ligeiramente inclinada em direção à sala;
A drenagem de condensado pode ser organizada das seguintes formas: para um sistema de esgoto centralizado ou para um recipiente separado com posterior descarte.

Conectar uma caldeira de condensação sem experiência na realização de tal trabalho pode levar aos seguintes erros:

A drenagem do condensado é feita fora do espaço aquecido. No período frio do ano, pode ocorrer a formação de um tampão de gelo no tubo, com o qual a probabilidade de falha da caldeira aumentará.
A drenagem do condensado é realizada em um recipiente não destinado a esses fins ou não está organizado de forma alguma. Este é um grande erro, pois o condensado pode conter substâncias tóxicas ou corrosivas que requerem descarte especial.
A estrutura toca a parte aquecida de substâncias facilmente inflamáveis ou combustíveis, o que leva a uma violação das regras de segurança contra incêndio.
A conexão do gás é feita sem o uso de gaxetas de vedação especiais, os filtros de gás não são instalados. As consequências podem ser as seguintes: vazamento de gás ou entupimento do queimador dentro da câmara de combustão, respectivamente. A operação com esses erros é proibida, pois o nível de explosão na sala aumenta.
O ângulo de inclinação da caldeira, que é especificado nos requisitos de instalação pelo fabricante, não foi observado. Isso levará a uma violação dos modos de condensação e circulação, pode causar um aumento no consumo de gás ou uma diminuição na potência de aquecimento.
Instalação de medidor de gás que não corresponde às características de potência da caldeira. Nesses casos, o fluxo de gás será insuficiente ou o próprio medidor poderá falhar com probabilidade de vazamentos.

Organização de uma chaminé para uma caldeira de condensação a gás de circuito único.

Antes de comprar uma caldeira de condensação de circuito único em Moscou para uma residência particular, você deve primeiro pensar em como a remoção dos gases de combustão será organizada. Tendo em vista as peculiaridades de funcionamento do tipo de caldeiras em questão, para o seu funcionamento máximo eficiente, apenas devem ser utilizados tubos coaxiais de polímero. O uso de alumínio clássico ou aço inoxidável pode afetar negativamente o desempenho e levar a uma falha rápida devido à acidez do condensado formado.

A instalação de chaminés coaxiais deve ser realizada com base nos seguintes requisitos:

se a capacidade da caldeira de condensação de circuito único não ultrapassar 40 kW, é permitida a instalação de um tubo coaxial de diâmetro 100/60 mm;
a inclinação em direção à caldeira deve ser de pelo menos 50 mm por um metro de comprimento do tubo;
o comprimento da distância entre o teto da sala onde está instalada a caldeira e a primeira curva de saída da chaminé deve ser de pelo menos 20 cm;
da rua, a saída do tubo deve estar localizada a uma altura de 2-2,5 m do solo;
a chaminé deve ser colocada de forma a que a distância entre a sua extremidade e a parede da casa seja de pelo menos 30 cm.

Características de operação

Algumas nuances básicas do funcionamento das caldeiras de condensação:

é proibido reduzir a potência do queimador para menos de 10% da potência total, pois devido ao acendimento e desligamento constantes, ele falhará muito antes do período calculado;
não se recomenda aumentar a temperatura de aquecimento à saída da caldeira acima de + 500Ñ, pois o consumo de gás aumentará significativamente;
o condensado pode ser despejado no esgoto, sujeito à diluição na proporção de 10: 1, e também em uma fossa séptica, caso seja neutralizado.