Caldaie a gas a condensazione: caratteristiche tecniche, vantaggi e principio di funzionamento

Oggi, le caldaie a gas a condensazione sono i modelli più popolari di apparecchiature per impianti di riscaldamento a causa delle loro caratteristiche operative positive che li distinguono da altri tipi di apparecchiature di riscaldamento.

Lo scopo principale dei riscaldatori a condensazione è la disposizione del sistema di riscaldamento nelle case private.

Tra gli elementi principali della caldaia di riscaldamento a gas a condensazione dovrebbe essere notato:

• Un dispositivo progettato per raccogliere il liquido di condensazione, che riceve il refrigerante dopo il raffreddamento delle masse dell'aria di scarico. Pertanto, il vapore viene condensato e sprigiona energia termica nell'acqua.Quindi la condensa viene scaricata in un contenitore speciale attraverso il dispositivo di scarico.
• Lo scambiatore di calore è di forma cilindrica con una grande superficie di scambio termico. Questo dispositivo è realizzato con materiali resistenti agli acidi: "acciaio inossidabile" e leghe di alluminio con silicio. Le caldaie ad alta potenza hanno una coppia di scambiatori di calore.

• Bruciatore a gas con camera di combustione chiusa. È possibile modificare automaticamente la portata del gas e delle masse d'aria fornite.
• Sistema di controllo e gestione.

Per uno studio più dettagliato del principio di funzionamento delle caldaie a condensazione, è necessario avere un'idea delle caldaie convenzionali. Le caldaie tradizionali producono energia termica riscaldando il liquido di raffreddamento utilizzando il calore accumulato nei prodotti di combustione. La temperatura dei gas che entrano nella camera di combustione non è superiore a 200 gradi. Ciò è giustificato dal fatto che con una diminuzione della temperatura, la spinta diminuisce e si forma condensa attiva che porta alla distruzione della corrosione delle apparecchiature di riscaldamento.

Come accennato in precedenza, i riscaldatori a condensazione hanno uno scambiatore di calore a due stadi o due separati.La fase iniziale funziona sullo stesso principio degli scambiatori di calore delle unità di riscaldamento classiche. I gas di decomposizione entrano nell'unità di scambio di calore, chiamata condensazione.

In questo caso, il vapore presente nei gas di decomposizione viene raffreddato e condensato fino all'inizio della fase liquida. Il calore rilasciato nel processo viene trasferito al liquido di raffreddamento. Pertanto, nell'apparecchio di condensazione, una certa parte dell'energia spesa viene restituita per la possibilità del suo riutilizzo.

Il calore, che solitamente viene rimosso dalle unità classiche nell'atmosfera, viene utilizzato nell'unità di condensazione per aumentarne l'efficienza. Le caldaie a gas a condensazione sono disponibili in due versioni: da pavimento e da parete, tuttavia sono simili nelle caratteristiche del design.

Poiché le unità di riscaldamento a condensazione sono dotate di camere di combustione chiuse, i gas di scarico da essi vengono rimossi con la forza.Ciò è spiegato dal fatto che i gas di scarico hanno una temperatura relativamente bassa e un'ulteriore unità di scambio di calore aumenterà la resistenza al trasporto dei prodotti di uscita. Di conseguenza, la spinta naturale non è sufficiente per l'output di prodotti, per il quale viene utilizzato il metodo forzato.

L'aria nella camera di combustione viene fornita sotto pressione aumentata mediante una turbina.che assicura la completa rimozione dei gas di scarico dalla camera. Di conseguenza, non è necessario dotare le caldaie di camini, poiché i prodotti vengono rimossi dalla stanza attraverso il condotto di alimentazione e di scarico. Le caldaie a condensazione possono essere installate in locali senza camini, così come in edifici con camini corti per formare una certa trazione.

Caratteristiche positive dell'attrezzatura di condensazione:

• Non c'è bisogno di un camino, che ha una struttura complessa. Poiché la temperatura dei prodotti della combustione è bassa, esiste la possibilità di disporre la canna fumaria in tubi di alluminio e plastica.È inoltre consentito installare camini coassiali, in cui la massa d'aria viene fornita e scaricata utilizzando il metodo del "tubo piccolo in un grande tubo", ovvero i prodotti della combustione vengono rimossi attraverso la parete verso l'atmosfera.
• Compattezza unita ad alte prestazioni. La linea di unità di condensazione con una capacità di 120 kW è realizzata in varianti a parete. Gli apparecchi a gas tradizionali occupano molto più spazio e sono solo all'aperto.

• Assunzione di massa d'aria per un funzionamento ottimale dall'edificio in cui si trovano. Pertanto, non è necessario predisporre locali per caldaie speciali per apparecchiature con una capacità inferiore a 60 kW.
• Ridurre il rilascio di gas e vapori nocivi nell'atmosfera.
• Risparmio di gas significativo. Con un'installazione di alta qualità di un'unità da 60 kW, è possibile risparmiare oltre 2000 m3 di carburante durante l'inverno.

Caratteristiche negative delle apparecchiature di condensazione:

• Alto costo In media, il prezzo delle caldaie standard della stessa capacità è inferiore del 40% rispetto al costo delle caldaie a convezione.
• La condensa non deve essere scaricata in una fossa settica, quindi è necessario un serbatoio speciale per raccogliere la condensa,dove viene neutralizzato con l'aiuto di componenti neutralizzanti, e solo allora può essere inviato al serbatoio per il drenaggio. Il serbatoio della condensa deve avere una capacità sufficiente, poiché l'apparecchiatura, anche a bassa potenza, produce un volume elevato di condensa.
• La necessità di un sistema di riscaldamento che funzioni a basse temperature.
• Funzionamento inefficiente a temperature troppo basse, in quanto vi è la necessità di aumentare la temperatura del mezzo termico.
• Volatilità.

L'attrezzatura per la condensazione utilizza come gas naturale o gas liquefatto. Il primo è ampiamente usato nella vita di tutti i giorni e il secondo nell'industria. Le basi del funzionamento del dispositivo di condensazione sono le leggi della fisica. Il carburante brucia con il rilascio di acqua e anidride carbonica. In questo caso, il liquido evapora e viene rilasciata una certa quantità di calore.La formazione di condensa garantisce il ritorno dell'energia termica persa al sistema, che porta ad un aumento dell'efficienza nel sistema. Nelle caldaie standard, la condensa è considerata un fenomeno indesiderabile che deve essere smaltito.

La principale differenza tra caldaie a condensazione e caldaie a convezione è che gli ultimi modelli sono considerati obsoleti. Inoltre, l'efficienza delle apparecchiature di condensazione differisce dal convenzionale e dalla convezione fino al 15%.

La maggior parte dei compratori nota che il costo di acquisto delle apparecchiature di condensazione è compensato dall'elevata efficienza del dispositivo.che è fornito dalla condensazione di vapori che sono contenuti nei gas di scarico. Dopo il raffreddamento dei gas di combustione nello scambiatore di calore a 55 gradi, la condensazione del vapore acqueo inizia con il rilascio di calore aggiuntivo, a causa del quale aumenta l'efficienza.

La formazione di condensa è possibile solo se la temperatura del liquido di raffreddamento non è superiore a 57 gradi e il massimo effetto si ottiene a 35 gradi di refrigerante nella linea di ritorno.

Quando si sceglie un dispositivo a condensazione, si consiglia di dare la preferenza a un produttore con una buona reputazione tra i clienti e di fabbricare prodotti utilizzando tecnologie innovative con maggiore comfort durante il funzionamento.

Per quanto riguarda le caratteristiche tecniche delle caldaie, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti:

• Prestazioni. Una potenza troppo elevata potrebbe non essere sempre una buona opzione e l'operazione di mezza potenza nel prossimo futuro porterà al guasto dell'apparecchiatura. Pertanto, prima di acquistare il dispositivo, è necessario calcolare la potenza ottimale per il riscaldamento della casa. Per fare ciò, calcola l'area dell'edificio, l'altezza e il livello di isolamento. È anche possibile utilizzare strumenti speciali per la ricerca di una casa privata. Per mezzo di loro verranno alla luce le perdite termiche disponibili. La potenza ottimale dei dispositivi di condensazione dipende dalla zona climatica. Ad esempio, per Mosca su 10 m2 di una casa, la capacità dell'apparecchiatura dovrebbe essere compresa nell'intervallo di 1-1,5 kW. Pertanto, per un impianto di riscaldamento di proprietà privata di 200 m2 sono necessarie apparecchiature con una capacità di almeno 20 kW.

• Il numero di contorni. I dispositivi a doppio circuito per il gas liquefatto funzionano come segue: il primo scambiatore di calore riscalda il fluido termico per l'impianto di riscaldamento,e il secondo - per l'acqua calda. La caldaia monocircuito turbo riscalda solo l'agente termico. Per molti acquirenti, la seconda opzione non è molto comoda, ma quando si organizza un sistema di acqua calda, è sufficiente installare una caldaia aggiuntiva. Con l'uso intensivo di acqua calda può essere acquistato e doppio bollitore con una caldaia. Pertanto, le opinioni su quale unità di condensazione è meglio convergere.

• Tasso di consumo di gas dipende dalle prestazioni della caldaia, dall'efficienza e dal carico dell'impianto di riscaldamento. - Materiale di cui è fatto lo scambiatore di calore.

La velocità di risposta del riscaldamento a fattori esterni dipende in gran parte da questo:

• Silumin, o una lega di silicio e alluminio, è progettato per combattere la condensa aggressiva. In questo caso, lo scambiatore di calore deve essere senza cuciture, poiché la presenza di cuciture aumenta il rischio di corrosione.
• "L'acciaio inossidabile" è considerato un materiale economico rispetto al silumin. I vantaggi dell'acciaio inossidabile includono la resistenza alla corrosione, la mancanza di inerzia e la resistenza agli shock termici. Pertanto, la classificazione dei materiali per la produzione di scambiatori di calore è guidata da "acciaio inossidabile".

• Compatibilità ambientale Le caldaie convenzionali a turbocompressione emettono fumi con impurezze acide nell'atmosfera durante la combustione del carburante, e nei dispositivi di condensazione i vapori si dissolvono nella condensa e subiscono la neutralizzazione.
• La temperatura di esercizio influisce sull'efficienza dell'apparecchiatura. Con una diminuzione della temperatura, aumenta l'intensità della formazione di condensa. Quindi, a condizioni di temperatura di vapori da 30 a 40 gradi il più alto tasso di formazione di condensa. In questo caso, la condensa si verifica in modalità costante.

• Management. I moderni dispositivi di condensazione sono dotati di un sistema di controllo automatico. L'automazione consente di monitorare e controllare la temperatura, il flusso e la pressione nei circuiti. I modelli più avanzati di caldaie sono regolati tramite un'applicazione speciale sullo smartphone.
• Metodo di installazione: sul pavimento o sul muro. Sono disponibili modelli da pavimento con un circuito singolo con una capacità di oltre 100 kW e sono facilmente collegati alle apparecchiature della caldaia tramite unità di pompaggio. Con l'uso intensivo della caldaia per acqua calda sanitaria sarà un'ottima soluzione. Se l'area della casa è piccola e l'acqua viene consumata molto meno, si consiglia di dare la preferenza ai modelli a parete con due contorni. Sono compatti e hanno bassa potenza - fino a 100 kW, facilmente montati e non richiedono un camino speciale.
• Caldaia a gas a condensazione di politica dei prezzi.

Tutti i modelli di equipaggiamento sono suddivisi nelle seguenti classi:

• Le caldaie di classe Premium vengono generalmente prodotte con marchi tedeschi. Sono facili da usare, sicuri sotto tutti gli aspetti, silenziosi, realizzati con materiali di alta qualità, efficaci nel funzionamento e conformi ai requisiti ambientali. Tuttavia, hanno uno svantaggio - il costo elevato.
• Le caldaie di costo medio sono prodotte dal marchio Baxi e si distinguono per comfort, economia, rispetto per l'ambiente e una varietà di modelli. I dispositivi di questa classe soddisfano anche i requisiti europei.

• Le caldaie della classe economica sono prodotte da produttori slovacchi e coreani. Una caratteristica distintiva è il loro prezzo, che è diverse volte inferiore a quello delle caldaie di fabbricazione tedesca, nonché l'adattabilità alle nostre condizioni operative. Le apparecchiature economiche con funzionalità semplice hanno un numero limitato di opzioni che ne consentono l'uso con frequenti cadute di pressione e interruzioni di corrente.

Nel prossimo video troverete una recensione della caldaia a condensazione Vaillant EcoTec dell'ABC di Heat.