Cazan în condensare

Un cazan cu condensare este un cazan cu apă fierbinte în care se condensează vaporii de apă ai gazelor de eșapament . În acest fel se recuperează căldura latentă de condens și, prin urmare, o eficiență energetică mai mare în comparație cu un cazan tradițional.

fundal

Primul cazan cu condensare pe gaz (Ignis) datează din 1961 . ^{[ fără sursă ]}

Descriere și diagramă de funcționare

Schema de funcționare a cazanelor cu condensare.
1- Admisie gaz
2- Admisie aer
3- Ieșire fum
4- Întoarcerea de la radiatoare
5- La radiatoare
6- Apă condensată

Scopul principal al cazanului este de a furniza căldură apei care curge în radiatoare sau alte elemente de încălzire pentru încălzire. Există cazane cu condensare atât în varianta de subsol (într-o gamă largă de puteri), cât și în varianta de perete (până la 140 sau 160 kW).

Cazanele cu condensare folosesc bobine pentru schimbul de căldură realizate cu metale rezistente la aciditatea condensatelor ( pH = 4,5) ^[1] . Materialele utilizate în principal sunt oțelul inoxidabil (în special AISI 304L sau AISI 316L ) și aliajul de aluminiu-siliciu, posibil cu magneziu.

Pentru a avea economii mai mari de energie, temperatura apei de intrare la un cazan cu condensare trebuie să fie mai mică decât cazanele convenționale. Acest lucru se întâmplă de exemplu în sistemele radiante (panouri de tavan, bobină de podea sau bobină de perete). ^[2]

În majoritatea cazurilor, cazanele cu condensare au un arzător premix care crește eficiența cazanului și în același timp reduce emisiile de monoxid de carbon și NOx . ^[2] Cu toate acestea, aceste beneficii se obțin numai cu un control atent al excesului de aer ^[1] .

Spre deosebire de cazanele convenționale, fumurile evacuate nu exploatează tirajul natural al coșului de fum, astfel încât acestea sunt expulzate printr-un ventilator introdus în amonte de arzător ; acest lucru face problematică descărcarea mai multor cazane într-un singur coș de fum.

Coșurile de fum pot fi din polipropilenă saturată (PPS), oțel inoxidabil rezistent la umezeală sau aluminiu special.

Există, de asemenea, o conductă pentru scurgerea condensului în bazinul de colectare; de aceea este necesar un dispozitiv de neutralizare a condensului.

Diferențe față de cazanele tradiționale

Cazanele tradiționale folosesc doar o parte din căldura sensibilă a fumului de ardere, deoarece este necesar să se evite condensarea vaporilor, ceea ce ar da naștere la fenomene corozive. Vaporii de apă generați prin procesul de ardere sunt apoi dispersați în atmosferă prin coș și cu acesta căldura latentă asociată.

Cazanul cu condensare, pe de altă parte, recuperează o parte din căldura latentă a vaporilor înainte de a fi expulzați cu coșul de fum. Această cantitate de căldură este utilizată pentru preîncălzirea apei care revine din sistemul termic. În consecință, temperatura gazelor de eșapament este mai mică decât la un cazan tradițional, ^{[2] în} timp ce apa de intrare, având o temperatură mai ridicată, necesită mai puțină căldură în cuptor pentru a reveni la temperatura de funcționare, crescând eficiența arderii și reducând în emisiile de NO _x și CO.

Reguli

Standardul UNI 11071 ( Criterii pentru proiectarea, instalarea, punerea în funcțiune și întreținerea sistemelor casnice și similare care utilizează gaze combustibile, deservite de condensare și aparate similare cu o putere nominală de căldură care nu depășește 35 kW ), prevede prezența a două instalații de eliminare :

una pentru a elimina condensul provenit din cazan;
una pentru a elimina condensul provenit din sistemul de gaze arse.

Standardul prevede că cazanele cu o putere a focarului mai mică de 35 kW (menajere) se pot descărca în canalizare fără a fi nevoie să neutralizeze aciditatea fumurilor; se are în vedere prezența substanțelor de bază (detergenți etc.) în canalele de scurgere menajere.

În ceea ce privește caracteristicile condensului deversat în sistemele de colectare, trebuie să ne referim întotdeauna la standardul UNI 11071, care reglementează și caracteristicile canalelor de scurgere pentru cazanele cu putere mai mică de 35 kW, astfel încât acestea să se încadreze în limitele legale indicate în Decret legislativ 152/2006 pentru deversarea în apele de suprafață.

În UNI 11071 se disting următoarele cazuri:

Instalarea unui cazan într-o zonă rezidențială . Pentru utilizări civile, nu sunt necesare precauții speciale, deoarece condensatele sunt abundent neutralizate de produsele de spălare și de alte drenuri menajere (aceste drenaje de fapt posedă o bază considerabilă și, în plus, au capacitatea de a forma depozite în conducte cu proprietăți tampon comparativ la acizi).
Pentru cazanele cu o putere termică nominală mai mare de 35 kW, este necesar să se facă referire la indicațiile furnizate de standardul tehnic UNI 11528: 2014. Acest standard prevede că tratamentul de neutralizare este întotdeauna necesar pentru sistemele cu o putere nominală de căldură mai mare de 200 kW; pentru instalațiile cu putere nominală de căldură mai mare de 35 kW și nu mai mare de 200 kW, se face o distincție în raport cu utilizarea intenționată a instalației. În sectorul rezidențial, ar trebui să se facă referire la numărul de apartamente deservite, în timp ce în sectorul nerezidențial, la numărul de utilizatori.

Cazane cu condensare dublă

Relativ recent introduse, sunt cazanele cu schimbător de căldură cu circuit dublu condensat: unul dedicat numai producției pentru uz sanitar și celălalt, în mod normal, pentru utilizarea pentru sistemul de încălzire.

În comparație cu cazanele cu condensare normale, cazanele cu condensare dublă se ocupă, așadar, de refolosirea căldurii sensibile generate de vapori și în producția de apă menajeră și nu numai în faza de încălzire. Recuperarea în termeni de producție termică este, prin urmare, posibilă și în lunile de vară și nu numai în perioadele anului în care sistemul de încălzire este activ.

Cazanele de acest tip sunt considerate a fi cu 10% mai eficiente decât cazanele cu condensare simplă și cu mai mult de 20% mai eficiente decât cazanele tradiționale ^[3] .