Condenserende gasboiler: specifieke kenmerken, voor- en nadelen + verschil met klassieke modellen

Verkopers van condensatiewarmtegeneratoren beweren dat de efficiëntie van de innovatieve apparatuur die ons wordt aangeboden meer dan 100% bedraagt. Maar je moet toegeven dat dit enigszins in tegenspraak is met de wet van behoud van energie, die we allemaal kennen uit onze natuurkundecursus op school. Dus wat is het mysterie?

Aan de ene kant zijn dergelijke uitspraken een truc van marketeers. Aan de andere kant zit er echter een kern van waarheid in hun garanties die de koper overtuigen. We zullen in detail analyseren hoe een condensatieketel werkt: de voor- en nadelen, de specifieke werking en het ontwerp ervan verdienen een gedetailleerde studie.

Laten we, om een ​​volledig inzicht te krijgen in het condenserende type apparatuur, het vergelijken met het klassieke type thermische energiegenerator. Hier zijn de kenmerken van de verbinding en werking. Laten we de geheimen van ultrahoge prestaties onthullen.

Condensatieketel op gas

Het hoge rendement van een condenserende gaswarmtegenerator wordt verzekerd door de aanwezigheid van een extra warmtewisselaar in het ontwerp. De eerste standaard warmtewisselaar voor alle verwarmingsketels draagt ​​de energie van de verbrande brandstof over aan de koelvloeistof. En de tweede voegt hieraan de warmte toe die vrijkomt uit de terugwinning van uitlaatgassen.

Condensatieketels werken op “blauwe brandstof”:

• hoofd (mengsels van gassen met overwegend methaan);
• gastank of cilinder (een mengsel van propaan en butaan met overwegend de eerste of tweede component).

Het is acceptabel om elk type gas te gebruiken.Het belangrijkste is dat de brander is ontworpen om met het ene of het andere type brandstof te werken.

Condensatieketels op gas zijn duurder dan conventionele convectiemodellen, maar ze verslaan deze op het gebied van brandstofkosten door het gasverbruik met 20-30% te verminderen

De condensatiewarmtegenerator vertoont het beste rendement bij de verbranding van methaan. Het propaan-butaanmengsel is hier iets minderwaardig. Bovendien geldt: hoe hoger het propaanaandeel, hoe beter.

In dit opzicht geeft ‘wintergas’ voor een gastank een iets hoger rendement dan ‘zomergas’, omdat het propaanaandeel in het eerste geval hoger is.

In tegenstelling tot een condenserende gasboiler gaat bij een convectieketel een deel van de thermische energie samen met de verbrandingsproducten de schoorsteen in. Klassieke ontwerpen hebben daarom een ​​rendement van ongeveer 90%. Het is mogelijk om het hoger te brengen, maar het is technisch te moeilijk.

Economisch gezien is dit niet gerechtvaardigd. Maar in condensors wordt de warmte die wordt verkregen door gasverbranding rationeler en vollediger gebruikt, omdat de warmte die vrijkomt tijdens de stoomverwerking wordt geaccumuleerd en overgedragen verwarmingssysteem. Hierdoor wordt de koelvloeistof extra verwarmd, waardoor het brandstofverbruik per 1 kW ontvangen warmte kan worden verminderd.

Ontwerp en werkingsprincipe

Het ontwerp van een condensatieketel is in veel opzichten vergelijkbaar met zijn convectie-tegenhanger met een gesloten verbrandingskamer. Alleen binnenin wordt deze aangevuld met een secundaire warmtewisselaar en een terugwinningsunit.

De belangrijkste kenmerken van het ontwerp van de condensatiewarmtegenerator zijn de aanwezigheid van een tweede warmtewisselaar en een gesloten verbrandingskamer met een ventilator

Een condensatieketel op gas bestaat uit:

• gesloten verbrandingskamers met modulerende brander;
• primaire warmtewisselaar nr. 1;
• uitlaatgaskoelkamers tot +56–57 ⁰C (dauwpunt);
• secundaire condensatiewarmtewisselaar nr. 2;
• schoorsteen;
• luchttoevoerventilator;
• condensaattank en het afvoersysteem ervan.

De betreffende apparatuur is vrijwel altijd voorzien van een ingebouwde circulatiepomp koelmiddel. De gebruikelijke optie met een natuurlijke waterstroom door verwarmingsbuizen heeft hier weinig nut. Als de pomp niet in de set is inbegrepen, moet deze zeker worden meegeleverd bij het voorbereiden van het ketelleidingproject.

Extra efficiëntiepercentages in een condensatieketel worden gevormd als gevolg van het verwarmen van de retour door het afkoelen van de uitlaatgassen in de schoorsteen

Condensatieketels die te koop zijn, omvatten eencircuit en dubbel circuit, evenals in vloer- en wandversies. Hierin verschillen ze niet van klassieke convectiemodellen.

Het werkingsprincipe van een condenserende gasboiler is als volgt:

1. Het verwarmde water ontvangt de hoofdwarmte in warmtewisselaar nr. 1 door gasverbranding.
2. Vervolgens stroomt het koelmiddel door het verwarmingscircuit, koelt af en komt in de secundaire warmtewisselaar terecht.
3. Als gevolg van condensatie van verbrandingsproducten in warmtewisselaar nr. 2 wordt het gekoelde water opgewarmd met behulp van teruggewonnen warmte (waardoor tot 30% brandstof wordt bespaard) en gaat het in een nieuwe circulatiecyclus terug naar nr. 1.

Om de rookgastemperatuur nauwkeurig te regelen zijn condensatieketels altijd voorzien van een modulerende brander met een vermogensbereik van 20 tot 100% en een luchttoevoerventilator.

Nuances van werking: condensaat en schoorsteen

In een convectieketel worden de verbrandingsproducten van aardgas CO₂Stikstofoxiden en stoom worden slechts gekoeld tot 140–160 ⁰C. Als je ze beneden afkoelt, zal de trek in de schoorsteen afnemen, zal er agressieve condensatie ontstaan ​​en zal de brander uitgaan.

In deze ontwikkeling van de situatie, alle fabrikanten klassieke gaswarmtegeneratoren streven ernaar dit te vermijden om de operationele veiligheid te maximaliseren en de levensduur van hun apparatuur te verlengen.

In een condensatieketel schommelt de temperatuur van de gassen in de schoorsteen rond de 40°C ⁰C. Enerzijds vermindert dit de eisen aan de hittebestendigheid van het materiaal schoorsteen pijp, maar aan de andere kant legt het beperkingen op aan de keuze op het gebied van resistentie tegen zuren.

Bij afkoeling vormen de uitlaatgassen van een gasboiler agressief, zeer zuur condensaat, dat zelfs staal gemakkelijk aantast

Warmtewisselaars in condenserende warmtegeneratoren zijn gemaakt van:

• roestvrij staal;
• silumin (aluminium met silicium).

Beide materialen hebben verbeterde zuurbestendige eigenschappen. Gietijzer en gewoon staal zijn volkomen ongeschikt voor condensortanks.

De schoorsteenpijp voor een condensatieketel mag alleen worden geïnstalleerd uit roestvrij staal of zuurbestendig kunststof. Bakstenen, ijzeren en andere schoorstenen zijn niet geschikt voor dergelijke apparatuur.

Tijdens de terugwinning wordt condensaat gevormd in de secundaire warmtewisselaar. Dit is een zwakzure oplossing en moet uit de boiler worden verwijderd.

Bij gebruik van een condensatieketel met een vermogen van 35-40 kW wordt ongeveer 4-6 liter condensaat gevormd. Vereenvoudigd komt dit neer op ongeveer 0,14–0,15 liter per 1 kW thermische energie.

In feite is dit een zwak zuur dat niet in een autonoom rioolstelsel mag worden geloosd, omdat het de bacteriën vernietigt die betrokken zijn bij de afvalverwerking. En voordat het in een gecentraliseerd systeem wordt geloosd, wordt aanbevolen om eerst te verdunnen met water in een verhouding van maximaal 25:1.En dan kunt u het verwijderen zonder bang te hoeven zijn de pijp te vernietigen.

Als de ketel wordt geïnstalleerd in een huisje met een septic tank of VOC, moet het condensaat eerst worden geneutraliseerd. Anders zal het alle microflora in het autonome behandelingssysteem doden.

De "neutralisator" is gemaakt in de vorm van een container met marmerchips met een totaalgewicht van 20-40 kg. Terwijl het condensaat uit de ketel door het marmer stroomt, neemt de pH ervan toe. De vloeistof wordt neutraal of laag-alkalisch, niet langer gevaarlijk voor bacteriën in de septic tank en voor het materiaal van de put zelf. Het vulmiddel in een dergelijke neutralisator moet elke 4-6 maanden worden vervangen.

Waar komt het rendement boven de 100% vandaan?

Bij het aangeven van de bedrijfsefficiëntie van een gasboiler nemen fabrikanten als basis de indicator van de lagere calorische waarde van gas, zonder rekening te houden met de warmte die wordt gegenereerd tijdens de condensatie van waterdamp. Bij een convectiewarmtegenerator gaat deze laatste samen met ongeveer 10% van de thermische energie volledig verloren schoorsteen pijp, dus er wordt geen rekening mee gehouden.

Als u echter de secundaire condensatiewarmte en de hoofdwarmte van het verbrande aardgas bij elkaar optelt, komt u uit op iets meer dan 100% rendement. Geen oplichting, alleen een beetje lastige cijfers.

Wanneer het rendement wordt berekend op basis van de hogere calorische waarde van een convectieketel, zal dit ongeveer 83-85% zijn, en voor een condensatieketel ongeveer 95-97%.

In wezen komt het ‘verkeerde’ rendement boven de 100% voort uit de wens van fabrikanten van warmtegenererende apparatuur om vergelijkbare indicatoren te vergelijken.

Alleen wordt in een convectieapparaat helemaal geen rekening gehouden met "waterdamp", maar in een condensatieapparaat moet er wel rekening mee worden gehouden. Vandaar de kleine discrepanties met de logica van de fundamentele natuurkunde die op school wordt onderwezen.

Voor- en nadelen van een condensatieverwarming

De voordelen van een condensatieketel zijn onder meer:

1. Vermindering van schadelijke emissies met 60-70% (de meeste kooldioxide en stikstofoxiden gaan in condensaat).
2. Vergeleken met convectiemodellen wordt er tot 30% gas per geproduceerde kW bespaard.
3. Kleinere afmetingen van gasverwarmingsapparatuur met hetzelfde vermogen.
4. Lage temperatuur van verbrandingsproducten in de schoorsteen (slechts ongeveer 40 ⁰MET).
5. Mogelijkheid om een ​​cascade van meerdere ketels te installeren.
6. Veelzijdigheid (geschikt voor zowel verwarmingsradiatoren als “warme vloeren”).
7. De aanwezigheid van slimme automatisering en volledige autonomie van de gaswarmtegenerator zonder menselijke tussenkomst.

Met een cascadesysteem van twee of drie warmtegeneratoren kunt u ketels met een laag vermogen installeren die tijdens bedrijf minder geluid maken en trillen dan krachtigere modellen.

Dit vereenvoudigt de installatie van het gehele verwarmingssysteem en maakt kleinere afmetingen mogelijk. stookruimte thuis. Bovendien neemt dankzij de mogelijkheid tot flexibelere regeling van het warmteopwekkingsproces de algehele efficiëntie van het gebruik van warmtegenererende apparatuur toe.

De kosten van een condensatieketel zijn, vergeleken met een conventionele convectieketel, in 5 à 6 jaar terugverdiend door besparing op aardgas

De nadelen van condenserende warmtegeneratoren zijn onder meer:

1. Hoog prijskaartje voor apparatuur (1,5 à 2 keer hoger dan klassieke convectiemodellen met vergelijkbaar vermogen).
2. Problemen met condensafvoer.
3. Verminderd rendement bij gebruik van de ketel in verwarmingssystemen met hoge temperatuur.
4. Energieafhankelijkheid - de ventilator, de automatisering en de circulatiepomp hebben elektriciteit nodig om te kunnen werken.
5. Verboden gebruik met antivries.

Ondanks de aanzienlijke initiële kosten is een condensatieketel vanuit economisch oogpunt redelijk gerechtvaardigd. Tijdens de werking geeft het ruimschoots al het aanvankelijk uitgegeven geld terug.

In Rusland is dergelijke apparatuur nog steeds niet wijdverspreid. Een gasboiler met terugwinning is nog steeds te ongebruikelijk en weinig bestudeerd in onze markt. Maar de belangstelling voor dergelijke warmtegeneratoren groeit geleidelijk.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Hoe werkt een condenserende warmtegenerator:

Constructie van gasketels met waterdampterugwinning:

Alle voordelen van condensatieketels:

Als je goed begrijpt hoe en volgens welke principes een condensatieketel op gas werkt, dan wordt op het eerste gezicht het "onjuiste" rendement van 108-110% heel begrijpelijk en gerechtvaardigd door de cijfers.

Een warmtegenerator met uitlaatgasterugwinning is inderdaad efficiënter vergeleken met het klassieke ontwerp. Het enige ernstige nadeel is het zeer zure condensaat, dat ergens moet worden afgevoerd.

Schrijf opmerkingen in het onderstaande blokformulier. Het is mogelijk dat u over informatie beschikt die de voorraad informatie in het artikel kan aanvullen. Stel vragen, deel uw eigen ervaring met het kiezen en bedienen van condensatieketels, plaats foto's over het onderwerp van het artikel.