Cómo elegir una caldera de gas: criterios básicos.

El contenido del artículo

• Caldera de gas de condensación (condensación)
• ¿De dónde proviene la eficiencia «extra» de las calderas de condensación?
• Características de las calderas de condensación.
• Resumen comparativo de calderas de gas.

Hoy en nuestro artículo hablaremos sobre calderas de condensación. Considere el diseño, el principio de funcionamiento, sus pros y contras, según qué parámetros, además del precio, se deben elegir tales calderas. Repasemos tres marcas de calderas de gas con la determinación de la mejor.

¿Por qué las calderas de gas son más populares entre los propietarios de viviendas? La respuesta es simple: no existe una fuente de energía más rentable para calentar el hogar y calentar agua para las necesidades domésticas que el gas natural principal en la actualidad. Entonces, solo queda elegir una caldera de gas, guiada por … ¿qué? ¿Precio, advertencias de vendedores, recomendaciones variadas de familiares y amigos, reconocimiento de marca? Descripción de las calderas de condensación, recomendaciones para elegir una caldera de gas convencional, un análisis comparativo de varios modelos para determinar el mejor entre ellos, en este artículo.

Caldera de gas de condensación (condensación)

Regresaremos a la elección de las calderas de gas convencionales más adelante, pero por ahora consideraremos una subespecie interesante de ellas: las calderas de condensación, cuyos fabricantes prometen una eficiencia superior al 100%. ¿Cómo es posible? La eficiencia es más del 100%, porque contradice los fundamentos de la física.?

Una caldera de gas ordinaria, cuyos modelos están muy extendidos en el CIS, transfiere la energía térmica obtenida como resultado de la quema de gas natural al portador de calor del sistema de calefacción a través de un intercambiador de calor de acero o hierro fundido. Sin embargo, los gases de combustión y el vapor de agua resultantes, cuya temperatura es de aproximadamente 120 ° C, no se utilizan para fines de calefacción. El calor del vapor en una caldera ordinaria no se puede transferir al refrigerante, ya que la humedad contenida en él es extremadamente dañina para su estructura, ya que cuando se enfría y se condensa, el desgaste corrosivo es inevitable, un deterioro significativo en la calidad de la combustión del gas y la deposición de condensado en las superficies de la chimenea. Las pérdidas de energía térmica que se escapan junto con el vapor son aproximadamente el 10% de la capacidad total de una caldera de gas por unidad de tiempo.

El principio de funcionamiento de una caldera de gas convencional: 1 – suministro de gas; 2 – quemador atmosférico; 3 – retorno de refrigerante; 4 – salida de refrigerante calentado; 5 – productos de combustión

El vapor de agua contenido en los gases de combustión se condensa a ciertas temperaturas del refrigerante, menos de 57 ° C. Cuanto menor es la temperatura del refrigerante, más intensa es la condensación y, en consecuencia, más energía térmica se extrae del vapor de agua. La máxima eficiencia de una caldera de gas de condensación se logra a la temperatura más baja del medio de calefacción en el circuito de retorno del sistema de calefacción. Por ejemplo, con una diferencia de temperatura entre el suministro y el retorno de 15 ° C (suministro 80 ° C, retorno 65 ° C), la eficiencia de una caldera de condensación no será superior al 97%, es decir, una diferencia particularmente notable con la eficiencia de una caldera de gas convencional (93-95 %) no será. Para lograr el mayor rendimiento, la caldera de condensación debe instalarse en sistemas de calefacción de baja temperatura, es decir, la diferencia de temperatura óptima entre el suministro y el retorno es de 50 y 30 ° C, respectivamente. Solo en este caso se logra una eficiencia de la caldera de aproximadamente el 107% con un ahorro simultáneo de gas natural de aproximadamente el 17% debido a un quemador atmosférico.

Esquema de funcionamiento de la caldera de condensación: 1 – aire del quemador; 2 – suministro de gas; 3 – salida de refrigerante; 4 – intercambiador de calor primario; 5 – intercambiador de calor recuperativo; 6 – suministro de refrigerante; 7 – extractor de humos; 8 – drenaje de condensado

Las calderas de gas de condensación, capaces de extraer energía térmica del vapor de agua, están equipadas con un intercambiador-recuperador de calor especial, en el que este vapor se condensa y emite calor al agua que circula en el sistema de calefacción. En el diseño de tales calderas, se utilizan dos tipos de intercambiadores de calor: placa (con aletas) y tubular.

El intercambiador de calor de placas es una estructura alveolar formada por finos paneles metálicos soldados entre sí con una rotación de 90 ° entre cada par de paneles. Los recuperadores de placas suelen ser de gran tamaño, por lo que se utilizan con mayor frecuencia en calderas de condensación de gran tamaño para uso industrial y doméstico. Un recuperador tubular consta de varios tubos retorcidos con paredes delgadas; en cada uno de ellos se forma un flujo de gas de vórtice, presionando contra las paredes, lo que permite aumentar la intensidad del intercambio de calor y al mismo tiempo reducir la resistencia del canal a través del cual pasan los gases de combustión. Por cierto, son los recuperadores tubulares los que se utilizan en las válvulas de suministro integradas en los marcos de ventanas de plástico hermético. Debido a su pequeño tamaño y bastante alta eficiencia, los intercambiadores de calor tubulares se utilizan ampliamente en la construcción de calderas de condensación domésticas..

Intercambiador de calor de tubo condensador

El diseño de la caldera de condensación incluye dos intercambiadores de calor: primario y recuperativo. El intercambiador de calor primario es de hierro fundido o acero, es idéntico a los intercambiadores de calor de las calderas de gas convencionales, es capaz de eliminar la mayor parte del calor generado por la llama del quemador. Se instala un recuperador de placa o tubular a lo largo de la trayectoria de los gases de combustión dentro del cuerpo de la caldera; extrae la energía térmica restante condensando el vapor de agua a una temperatura del refrigerante por debajo del punto de rocío. El refrigerante que pasa a través de las tuberías dentro del recuperador absorbe energía térmica, y el líquido condensado resultante se acumula en las paredes del intercambiador de calor y fluye a una bandeja especial, desde allí, a través de un tubo de plástico hacia la alcantarilla. Debido a la alta agresión química del condensado, los recuperadores y bandejas están fabricados con materiales resistentes a la corrosión química, como acero inoxidable y silumin (una aleación de aluminio y silicio)..

El volumen diario de condensado liberado corresponde aproximadamente a la capacidad de una caldera de condensación; por ejemplo, una caldera de 20 kW liberará aproximadamente 20 litros de condensado por día. En los países europeos, se aplican normas estrictas a dicho condensado, debido a su agresión química, es necesario instalar filtros neutralizantes entre el drenaje de la caldera y el sistema de alcantarillado que contenga gránulos de calcio o magnesio. Por el momento, en Rusia no existen requisitos para la descarga de condensado de las calderas de gas de condensación..

¿De dónde proviene la eficiencia «extra» de las calderas de condensación?

La energía térmica generada por las calderas de gas se calculaba tradicionalmente a partir de la combustión del combustible (menor calor), es decir, no se tenía en cuenta el calor que se aleja con el vapor de agua, ya que era imposible extraerlo ante la aparición de las calderas de condensación. La diferencia de eficiencia entre las calderas convencionales y de condensación es de aproximadamente el 10-15%; de ahí las ventajas del último tipo de calderas, cuya eficiencia se calcula por el calor más alto, teniendo en cuenta el calor de condensación..

De hecho (desde el punto de vista de mayor calor), la eficiencia de las calderas de gas convencionales no supera el 80%.

Características de las calderas de condensación.

Las calderas de gas de este tipo tienen muchos lados positivos:

• alta potencia en un tamaño compacto. Por ejemplo, las calderas de gas de pared de diseño convencional no pueden tener una potencia superior a 35 kW, y para las calderas de condensación de pared, la potencia está limitada a 120 kW;
• la pérdida de calor no supera el 2% de la energía térmica total generada;
• un quemador de un diseño especial le permite controlar con mayor precisión los modos de activación y apagado de la caldera, como resultado de lo cual se logra el ahorro de combustible;
• la baja temperatura de funcionamiento permite su uso en sistemas de calefacción como calefacción por suelo radiante y calefacción por zócalos; las calderas de condensación son ideales para un sistema de doble circuito;
• se minimizan las emisiones de energía térmica y sustancias nocivas a la atmósfera;
• el uso de materiales de alta calidad en el diseño de intercambiadores de calor duplica la vida útil de dichas calderas en comparación con las convencionales;
• a la misma capacidad, las calderas de condensación ocupan menos espacio que las calderas de gas convencionales.

La mayor eficiencia de las calderas de condensación se observa en los sistemas de calefacción de grandes edificios, desde 200 m². Para calentar una casa de este tipo, se requiere una caldera potente con un alto consumo de gas natural y, en este caso, una caldera de condensación con su alta eficiencia y consumo económico de combustible es simplemente insustituible..

Desventajas de las calderas de condensación:

• la necesidad de una chimenea sellada con escape forzado. Al mismo tiempo, cabe destacar la flexibilidad de las calderas de este diseño en relación a la salida del canal de la chimenea, y no solo para los modelos de suelo, sino también para los de pared. En las calderas de gas convencionales, la salida de la chimenea se limita a un punto estrictamente definido;
• dependencia de la electricidad: en su ausencia, la caldera se apagará automáticamente, deteniendo el quemador y el suministro de gas natural;
• la mayor eficiencia de una caldera de condensación se logra en sistemas de calefacción de baja temperatura. En los sistemas de calefacción convencionales, con una temperatura del refrigerante dentro de los 80 ° C, la eficiencia de dicha caldera no es diferente a la de una caldera de gas convencional, ya que no habrá entrada de calor secundario;
• alto costo debido a los costosos materiales utilizados en la estructura (los materiales más baratos no pueden resistir la corrosión química causada por la condensación). Los precios de las calderas de condensación son el doble que los de las calderas convencionales.

Las calderas de gas de condensación no se producen en Rusia, principalmente se presentan productos europeos de las empresas italianas Baxi, Ferroli y Hermann, la alemana Vaillant, la eslovaca Protherm..

Resumen comparativo de calderas de gas.

Consideremos tres modelos de calderas de gas del tipo «habitual» y elija la mejor caldera para comprar. A continuación, analizaremos las características de las calderas de pie de tres fabricantes: Baxi (Italia), Protherm (Eslovaquia) y JSC «ZhMZ» (Rusia). La potencia térmica de los modelos descritos es de aproximadamente 16 kW.

Especificaciones	Baxi Slim 1.150 i	Protherm Bear 20 TLO	Zhukovsky AOGV-17.4-3 «Confort»
Rendimiento térmico
Potencia nominal, kW	14,9	17	17,4
Área calentada, m2	130	140	140
Eficiencia,%	90	90	88
Temperatura máxima del agua en el intercambiador de calor, ° C	85	85	90
Rangos de temperatura de funcionamiento
Primera etapa (calefacción por radiadores), ° C	30–85	hasta 85	hasta 90
Segunda etapa (piso cálido), ° C	30–45	no	no
Encendido
Tipo de encendido	eléctrico	elemento piezoeléctrico	elemento piezoeléctrico
Consumo de energía
Frecuencia de la fuente de alimentación, Hz	50	–	–
Electricidad consumida, W	120	–	–
Controlar
Termostato de trabajo	electrónico	mecánico	mecánico
Interruptor de seguridad	Ahi esta	Ahi esta	Ahi esta
Apagado automático del suministro de gas cuando se apaga la llama	Ahi esta	Ahi esta	Ahi esta
Apagado automático por sobrecalentamiento	Ahi esta	Ahi esta	Ahi esta
Sensor de tracción	Ahi esta	Ahi esta	Ahi esta
Características generales
Tipo de concha	monobloque vertical	monobloque vertical	monobloque vertical
Cuerpo material	hierro fundido y acero	hierro fundido y acero	acero
Forma del cuerpo	rectangular	rectangular	redondeado
tipo de instalación	piso	piso	piso
Tipo de cámara de combustión	abierto	abierto	abierto
Material del intercambiador de calor	hierro fundido	hierro fundido	acero
Tipo de quemador	atmosférico	atmosférico	atmosférico
Tipo de combustible (con reemplazo de quemador por ventilador)	G20 / G30	G20 / G30	G20 / G30
Presión de entrada de combustible G20 (metano gaseoso), mbar	20	13-20	6.5-18
Presión de entrada de combustible G30 (butano licuado), mbar	treinta	29	20-36
Consumo máximo de combustible G20, m3/ h	1,74	2.14	1,87
Consumo de combustible G30, kg / h	1.12	1.8	1.3
Numero de contornos	uno	uno	uno
Portador de calor	agua	agua	agua / anticongelante
Modulación de llama electrónica	Ahi esta	no	no
Instrumentos hidráulicos completos (bomba, tanque de expansión, manómetro)	Ahi esta	no	no
Capacidad del intercambiador de calor, l	nueve	9.1	–
Nivel de ruido a un metro de la caldera, dB	–	no más de 55	–
Capacidad de la caldera de almacenamiento, l	opcion adicional	opcion adicional	64
Método de descarga de gases de combustión	chimenea de tiro natural	chimenea de tiro natural	chimenea de tiro natural
Diámetro de la chimenea, cm	once	13	13,5
Dimensiones HxWxD, cm	85x35x52	88x42x60	105x42x48
Peso (sin agua), kg	89	90	49
Dueño de la marca	BAXI S.p.A., Italia	Protherm Production s.r.o., Eslovaquia	JSC «Planta de construcción de maquinaria Zhukovsky», Rusia
País de origen	Italia	Eslovaquia	Rusia
Garantía, años	2	2	3
Vida útil aproximada, años	catorce	catorce	catorce
Otras opciones
protección contra las heladas	Ahi esta	no	no
Temporizador	opcion adicional	no	no
Costo promedio, frotar.
	40.000	38.000	17.000

Baxi Slim 1.150 i

Analicemos los datos recopilados en la tabla:

• las calderas de las marcas Baxi y Protherm están equipadas con un intercambiador de calor de hierro fundido confiable y duradero, la caldera de JSC “ZhMZ” está equipada con una de acero más barata y menos confiable;
• El encendido de las calderas reducidas de las marcas Protherm y JSC «ZhMZ» se realiza mediante un elemento piezoeléctrico, es decir, sin consumo de electricidad;
• El control electrónico de la caldera Baxi es capaz de ajustar de forma independiente y precisa el funcionamiento del quemador atmosférico, ajustándose a los datos de los sensores de temperatura en la habitación y fuera del edificio. Por este motivo, esta caldera tiene el menor consumo de gas entre los modelos descritos;
• entre estos modelos, solo la caldera producida por JSC «ZhMZ» tiene una caldera incorporada para calentar agua para las necesidades domésticas;
• el modo automático de encendido y apagado de la caldera de calefacción está presente solo en Baxi, otras dos calderas con encendido piezoeléctrico solo pueden apagarse cuando la presión en el suministro de gas cae, pero no pueden encenderse de forma independiente;
• el costo de la caldera de la planta de construcción de máquinas Zhukovsky es la mitad del de los modelos de los fabricantes europeos, y la caldera Comfort AOGV-17.4-3 está equipada con un sistema de automatización mecánica Honeywell fabricado en Alemania, que durará mucho más y de manera más eficiente que un equipo automático de fabricación nacional;
• cada uno de los modelos de caldera presentados en la revisión es capaz de operar tanto con combustible gaseoso (metano) como líquido (propano, butano), sin embargo, para el segundo caso, se requerirá un quemador de ventilador, cuyo costo, dependiendo de la potencia, será de al menos 15,000 rublos;
• La caldera de gas de ZhMZ OJSC presentada en la descripción general de la tabla es capaz de operar a la mitad de la presión en la red de suministro de gas natural; la situación con una caída de presión en el gasoducto es común en Rusia. Mientras que las calderas importadas dejarán de funcionar cuando la presión en el gasoducto caiga por debajo de 13 mbar;
• solo la caldera AOGV-17.4-3 «Comfort» permite el uso de dos tipos de refrigerante en el sistema de calefacción: agua o anticongelante (sin embargo, existen varios requisitos de fábrica para las marcas de anticongelante).

Protherm Bear 20 TLO

Conclusión: Según los resultados de la revisión, el modelo AOGV-17.4-3 «Comfort», producido por JSC «ZhMZ», tiene una ventaja indudable: además, es el modelo de la clase «comfort», y no el más barato «económico» o «estándar» (la diferencia de precio es de aproximadamente 3000 –4000 rublos), equipado con automáticas alemanas. Las calderas de la planta de construcción de máquinas Zhukovsky, aunque no están equipadas con un intercambiador de calor de hierro fundido, están más adaptadas a la presión inestable en la tubería de gas, son más adecuadas para su uso en sistemas de calefacción con una temperatura del refrigerante de 80 a 90 ° C.

Zhukovsky AOGV-17.4-3 «Confort»

Si bien el gas natural es relativamente barato y está disponible en Rusia, las calderas de gas tienen y tendrán una demanda constante. Al elegir uno u otro modelo de caldera, es necesario determinar de antemano el tipo y la fuente de combustible: suministro de gas principal o autónomo, el tipo de sistema de calefacción: convencional (calentando el refrigerante a 90 ° C) o baja temperatura (con calentamiento de agua no más de 45 ° C). Un valor inicial igualmente importante para elegir una caldera será el área de calefacción: si supera los doscientos metros cuadrados, entonces es más rentable comprar una caldera de condensación económica y de alto rendimiento, aunque a un precio más alto que las calderas de gas convencionales..