Calderas de condensación de gas: opciones y ventajas

El contenido del artículo

• ¿Cuál es la diferencia entre una caldera de condensación?
• Características de diseño y principio de funcionamiento.
• Área de aplicación
• Principales fabricantes
• Instalación de la caldera de condensación.

La industria de equipos de calefacción continúa deleitándose con soluciones técnicas nuevas y más avanzadas. Cada vez entran más calderas de gas en el mercado, cuyo rendimiento declarado es superior al de las unidades estándar. Hoy nos ocuparemos de la fiabilidad de tales declaraciones..

¿Cuál es la diferencia entre una caldera de condensación?

Las calderas de condensación se encuentran entre los pocos representantes de las centrales eléctricas cuyos indicadores de alta eficiencia no son infundados. A diferencia de las calderas de electrodos, los generadores de calor de cavitación y las celdas de Meyer, una caldera de condensación realmente tiene una eficiencia condicional por encima de la unidad. Para comprender las razones de esto, debe hacer una pequeña excursión a la física térmica y observar más de cerca la combustión de hidrocarburos..

Cada tipo de combustible fósil tiene un valor calorífico específico, que refleja la cantidad de calor que se genera cuando se quema un kilogramo de una sustancia. Los datos indicados en las tablas de valor calorífico se obtuvieron en condiciones ideales de banco y en la práctica pueden diferir, pero la conclusión es que hay una cantidad limitada de calor liberado durante la reacción de oxidación. Al mismo tiempo, existen dos tipos de calor de combustión: mayor y menor.

Los productos formados durante la combustión del gas contienen inicialmente más energía de la que puede absorber el intercambiador de calor de la caldera. En gran parte debido a una caída en la intensidad del flujo de calor con una disminución en la diferencia de temperatura, en parte debido al tiempo de contacto bastante corto de los gases calientes con el intercambiador de calor. Estos problemas se pueden resolver con relativa facilidad aumentando el área de contacto del intercambiador de calor, pero también hay un tercer componente: la energía almacenada por el vapor de agua generado durante la combustión. La energía que se puede recolectar simplemente enfriando los productos de combustión se llama la más baja, pero si la energía se toma de la condensación del vapor de agua, se aplica el concepto de calor de combustión más alto. La diferencia entre estos valores es la base de la sobreunidad de la eficiencia: como resultado, la caldera absorbe no solo todo el calor de combustión calculado, sino también una parte de la energía que fue absorbida durante la evaporación del agua durante la combustión..

Características de diseño y principio de funcionamiento.

De hecho, no hay nada innovador en el diseño de unidades individuales de la caldera de condensación. Si observa de cerca, muchas calderas de agua caliente y vapor-agua instaladas en las salas de calderas de los sistemas de calefacción de la ciudad se pueden llamar calderas de condensación. Están unidos por la presencia de un economizador, un serpentín con agua fría a través del cual pasan los productos de combustión..

Las calderas de condensación modernas son famosas por el hecho de que las unidades principales de calefacción y condensación se colocan dentro de una carcasa compacta, y el proceso de combustión del combustible en todas las etapas está controlado por dispositivos electrónicos inteligentes. Existen tanto versiones murales con una potencia de hasta 100 kW como calderas de suelo, cuya potencia es prácticamente ilimitada. La presencia de varios intercambiadores de calor de forma compleja crea una mayor resistencia aerodinámica, por lo que la mayoría de las calderas de condensación también están equipadas con ventiladores y una serie de dispositivos técnicos adicionales..

El intercambiador de calor de la caldera tiene varios circuitos paralelos, por ejemplo, en Vaillant y Buderus se utiliza una bobina radial, que se asemeja a las tuberías de convección de Buleryan. Los canales están dispuestos en tres filas, el interior y el medio absorben el calor de un quemador de baja llama instalado en el centro del intercambiador de calor. El circuito externo está diseñado para la condensación de vapor de agua..

Para racionalizar el consumo de combustible, la electrónica de la caldera prepara una mezcla gas-aire con una relación promedio de 1:13, regulando el suministro de gas y la velocidad del ventilador. Al mismo tiempo, el aire pasa a través de canales ubicados cerca de la carcasa del bloque calefactor y la trayectoria del humo, por lo que los productos de combustión se enfrían aún más..

La electrónica también registra la caída de presión en el segundo circuito y conmuta la válvula de tres vías, dirigiendo el medio de calentamiento al intercambiador de calor secundario de ACS. Por lo tanto, la caldera de condensación solo puede funcionar en uno de los modos, y cuando se calienta el segundo circuito, el efecto de condensación prácticamente no es pronunciado..

Área de aplicación

Las calderas de condensación están diseñadas para funcionar a una temperatura de refrigerante bastante baja. Como regla, esto no es más de 40 ° C en la línea de retorno a 60 ° C en el suministro. Se considera que la relación ideal es 30/50 ° C, pero para un funcionamiento estable en tales modos, se requiere que el sistema de calefacción se diseñe inicialmente con la expectativa de que el generador de calor estará representado por un tipo específico de caldera..

Como mínimo, se requiere una red más desarrollada de radiadores, cuya transferencia de calor depende directamente de la temperatura del refrigerante. La práctica muestra que para lograr los mismos valores de calor disipado en los radiadores, el número total de sus secciones debe incrementarse en al menos un 25%. Pero al mismo tiempo, la inercia del sistema es mucho menos crítica: la caldera de condensación funciona casi ininterrumpidamente, por lo que no hay descensos de temperatura en las habitaciones climatizadas. Debido a esto, este tipo de unidad de calefacción se recomienda para su uso en casas de estructura con un balance energético bajo, pero no por la eficiencia por encima de la unidad, sino por el modo de funcionamiento específico..

También es obvio que, debido a las bajas temperaturas del medio de calefacción, las calderas de condensación son ideales para el funcionamiento en sistemas de calefacción por suelo radiante líquido. En tales casos, el uso de dicha fuente de calor está más que justificado: no se requiere la organización de una unidad termostática y la baja temperatura en la línea de retorno garantiza un alto rendimiento del intercambiador de calor de condensación. Al mismo tiempo, el cumplimiento de los requisitos básicos para la inercia del sistema está garantizado debido a la presencia de una regla de calefacción por suelo radiante suficientemente masiva..

Principales fabricantes

Existe mucha controversia sobre la conveniencia de comprar una caldera de condensación. Por un lado, en la cara, aunque no significativo, pero sigue siendo un aumento de la eficiencia. Por otro lado, debido a condiciones de temperatura más suaves, la vida útil de la unidad de calefacción aumenta. Con una diferencia entre las calderas convencionales y de condensación del mismo fabricante en un 20-30% y una vida útil de aproximadamente 20 años o más, esta técnica vale la pena en la mayoría de los casos..

En el segmento de precio superior, las calderas de condensación están representadas principalmente por fabricantes europeos: Bosch, Buderus, Viessmann, Vaillant. Hay poca diferencia fundamental en confiabilidad, eficiencia y facilidad de uso entre ellos, por lo tanto, al final, el consumidor parte del precio y la disponibilidad, así como de las ofertas comerciales actuales. A un costo de aproximadamente 60-100 mil rublos, la potencia promedio de las calderas de condensación premium es de aproximadamente 25 kW.

BAXI, Ariston, Demrad y fabricantes similares suministran opciones más económicas al mercado de equipos de calefacción. Las calderas tienen una vida útil relativamente más corta, principalmente debido al diseño imperfecto del intercambiador de calor y al acero de baja calidad. Las opciones más presupuestarias son suministradas por Protherm y Ferroli, el equipo de esta clase está disponible a un precio de aproximadamente 35 mil rublos con una potencia de aproximadamente 20 kW. Como regla general, las calderas baratas no tienen un circuito secundario y un revestimiento galvánico del intercambiador de calor, que es resistente al condensado agresivo. Las calderas baratas se suministran con componentes electrónicos menos avanzados y, en general, en términos de confiabilidad son muy inferiores a los representantes del segmento de precio medio..

Instalación de la caldera de condensación.

Las reglas para la instalación, puesta en servicio y mantenimiento de las calderas de condensación se basan en los estándares y principios que también se aplican a los aparatos de gas convencionales. El equipo va acompañado de un detallado manual de instalación y funcionamiento, solo le daremos las diferencias y matices clave que requieren el cumplimiento obligatorio.

La instalación de la caldera puede ser montada en la pared y en el piso, no hay una diferencia fundamental en eso, solo debe observar las muescas mínimas permitidas de las paredes y otros objetos estacionarios para la posibilidad de mantenimiento del equipo. También se aplican los requisitos estándar de inflamabilidad de muros y cimientos..

Las calderas de condensación tienen una cámara de combustión cerrada aislada del ambiente de la habitación. El suministro de aire a la habitación suele ser necesario para instalaciones con una potencia superior a 100 kW. El sistema de extracción de gases de combustión está representado por un conducto coaxial sellado según DIN 18160, por regla general, se utiliza el tamaño estándar 70/100. Las chimeneas de calderas estándar no son adecuadas, solo se deben usar sistemas especiales. Además, al determinar la configuración del conducto de escape, es imperativo cumplir con los requisitos para el diseño de chimeneas establecidos en el manual de instalación..

Cuando se opera una caldera de gas con una capacidad de 20-25 kW, se forman aproximadamente 30 litros de condensado por día. El equipo tiene una tubería de drenaje con sifón incorporado; desde él se debe tender una tubería con un cierto diámetro nominal mínimo hasta el punto de descarga más cercano al alcantarillado. Si se utiliza combustible líquido o hay una recomendación del proveedor de gas, el condensado debe drenarse a través de un neutralizador..

La conexión de la caldera es estándar: el gas se suministra desde una duela rígida a través de una manguera de fuelle con la instalación obligatoria de una válvula de bola de gas con corte de fuego. Fuente de alimentación monofásica, se requiere conexión de conductor de protección. Las calderas de alta calidad tienen protección incorporada contra sobrecargas y picos de voltaje; para equipos más baratos, es posible que se requiera estabilización. También debe prestar atención a que muchas calderas tienen terminales adicionales para conectar una bomba de recirculación de ACS, sensores de temperatura, una válvula de gas y otros dispositivos auxiliares..

En su mayor parte, las calderas de condensación incluyen todos los accesorios necesarios para el funcionamiento estable del circuito de calefacción general, incluido un grupo de seguridad, un tanque de expansión y una bomba de circulación. Si la instalación de dichos dispositivos no está prevista en las instrucciones, no es necesario montarlos, de lo contrario, los modos de funcionamiento del sistema pueden verse afectados. Al diseñar la calefacción, se recomienda consultar las últimas páginas del manual, donde se determinan los esquemas de conmutación de calderas permitidos en sistemas de diferentes configuraciones..