Mais de 100% de eficiência - como isso é possível?
A eficiência das caldeiras de condensação depende do tipo de combustível e atinge:
- gás natural - 111%,
- propano - 109%,
- óleo combustível - 106%.
Esses valores são apenas teóricos, porque na verdade - devido às perdas de energia decorrentes da combustão incompleta do combustível, radiação de calor ou os chamados perdas na chaminé - esta eficiência é 2-4% menor, mas ainda atinge os valores de 105-109% (para uma caldeira a gás) e estes são indicados nos dados técnicos dos aparelhos. De onde vem mais de 100% de eficiência? Isso se deve principalmente ao método de cálculo usado na maioria dos países europeus. A eficiência das caldeiras refere-se ao valor calorífico do combustível, e não à quantidade total de energia gerada durante sua combustão, ou seja, calor de combustão. Enquanto isso, nas caldeiras de condensação, o calor não é obtido apenas diretamente da combustão do combustível,mas também da condensação do vapor de água arrastado nos gases de escape. Levando em consideração esse calor adicional (denominado calor latente), é possível atingir uma eficiência superior a 100%.
Nos EUA e na Holanda, onde as caldeiras comuns não são mais utilizadas, os fabricantes indicam a eficiência das caldeiras de condensação em relação ao calor de combustão - então é inferior a 100%. Este método de cálculo da eficiência permite evitar mal-entendidos, portanto, segundo muitos instaladores, deve ser introduzido no uso comum.
Cooperação com a instalação do subsolo …
Neste sistema, a caldeira trabalha com condensação total, aproveitando a maior parte da energia contida no combustível. Sua eficiência é maior porque a temperatura da superfície do trocador é baixa e não ultrapassa o ponto de orvalho (temperatura na qual o vapor de água se condensa do gás de combustão), dependendo do combustível usado na caldeira:
- cerca de 56 ° C se for gás natural,
- 52 ° C - gás líquido,
- 47 ° C - óleo combustível.
A temperatura da superfície do trocador pode ser baixa porque a temperatura da água no sistema de aquecimento por piso radiante é baixa. Para tal instalação, são assumidos os parâmetros de 40/30 ° C, o que significa que a temperatura da água de alimentação é de 40 ° C, e a temperatura da água de retorno - 30 ° C. O ladrilho tem grande capacidade de água, graças ao qual o queimador da caldeira trabalha por longos períodos com potência mínima, o que garante maior tempo de operação nas chamadas ciclo úmido, ou seja, com condensação.
… radiador, novo …
Um sistema de radiador hoje não é mais projetado para 90/70 ° C, mas normalmente 80/60 ° C ou 75/60 ° C. Tal instalação também é adequada para cooperação com uma caldeira de condensação e garante seu funcionamento eficiente. Isso se deve ao fato de que em nossas condições climáticas a temperatura externa de -20 ° C, na qual a caldeira deve operar em plena potência, é assumida nos cálculos da potência necessária dos dispositivos de aquecimento, ocorre apenas por alguns dias durante toda a estação de aquecimento. Durante 90% desse período, a temperatura externa fica próxima a 0 ° C e então - de acordo com a regulamentação do clima - a temperatura da água no sistema de aquecimento é inferior à planejada: a temperatura de abastecimento é em torno de 55 ° C, e a temperatura de retorno - 45 ° C.Nessas condições, ocorre condensação parcial na caldeira.
Atenção! Não se recomenda a utilização de parâmetros inferiores aos especificados no sistema radiador, pois exigiria a utilização de radiadores maiores e, portanto, maiores gastos com a instalação. É verdade que a caldeira operaria então em condensação total durante toda a estação de aquecimento, mas o ganho de maior eficiência e menor consumo de combustível não compensaria o gasto adicional.
… um radiador tradicional
A instalação de uma caldeira moderna em uma casa antiga normalmente requer a adoção de novos parâmetros de cálculo mais baixos da água no sistema e, portanto - teoricamente - também aumentando a superfície dos radiadores. Se, por exemplo, dos parâmetros 90/70 ° C (tais temperaturas foram adotadas para instalações antigas), os parâmetros de 80/60 ° C são alterados, a superfície dos radiadores deve ser aumentada em até 20%. Normalmente, no entanto, não é necessário porque os radiadores em instalações antigas eram geralmente superdimensionados.
Certamente não será necessário aumentar a superfície dos radiadores se, para além da mudança da caldeira, o edifício for termomodernizado, ou seja, as paredes e o telhado são isolados ou as janelas são substituídas por novas. Reduzir a demanda de calor do edifício fará com que a instalação existente - mesmo se selecionada de acordo com o projeto - fique superdimensionada, de modo que a superfície dos radiadores será suficiente para parâmetros de água mais baixos.
Uma caldeira de condensação em tal sistema modernizado reduz significativamente os custos de aquecimento. Mesmo que nem sempre funcione no modo de condensação, sua eficiência média anual será vários por cento mais alta do que a de uma caldeira tradicional.
Atenção! Se uma caldeira de combustível sólido operada na instalação existente, conectar a caldeira de condensação requer o fechamento do sistema de aquecimento, ou seja, a instalação de um vaso de expansão de tipo fechado. Também é necessário lavar a instalação e instalar um filtro de água de aquecimento.
Variantes de água quente
Caldeira de condensação combinada com esquentador instantâneo. Devido à eficiência do funcionamento da caldeira, a solução menos recomendada. Cada vez que a torneira de água quente é aberta, esse dispositivo funciona com potência total, com parâmetros de água elevados. Isso reduz significativamente sua eficiência e aumenta o consumo de combustível. Portanto, entre as caldeiras de condensação, recomendamos uma função única com um aquecedor de água ou uma função única com um cilindro de estratificação integrado.
Função simples com tanque de água e bateria. Ao comprar essa caldeira, você precisa selecionar cuidadosamente o tamanho do recipiente. Deve ser grande o suficiente para que a espera pelo preparo da água quente não seja inconveniente - é melhor aquecê-la apenas duas vezes ao dia, por exemplo, após o pico de consumo matinal e noturno. Evite sobredimensionar o tanque, pois o acúmulo de água quente favorece o crescimento da bactéria Legionella na instalação. Claro, você pode se proteger contra isso aumentando a temperatura da água na caldeira, mas a desinfecção térmica freqüente da água no tanque "estraga" a eficácia da técnica de condensação. Portanto, é melhor escolher um um pouco menor, adicionalmente equipado com um aquecedor elétrico,que será ativado ocasionalmente - em caso de aumento da demanda por água quente.
Função única com cilindro de carregamento de camadas. Esta é uma solução muito boa. Um dos invólucros abriga uma caldeira suspensa na parede e um contêiner (colocado sob a caldeira). A bobina é substituída por um trocador de calor de placas externo e uma bomba de carga adicional. O processo de carregamento do tanque de armazenamento ocorre em várias etapas. Primeiro, a bomba retira água fria do fundo do reservatório e a direciona para um trocador de calor a placas, onde é aquecida a uma temperatura final - por exemplo 60 ° C. A água é então bombeada para o topo do reservatório. Como resultado, duas camadas de água com temperaturas diferentes são formadas no reservatório: na parte superior - quente, aquecida até a temperatura final, e na parte inferior - fria. Este estado permanece até que todo o reservatório seja enchido com água quente.
O aquecimento completo da água com este método leva 30 minutos, o que é muito mais curto do que em um tanque padrão. Isso se deve à eficiência muito maior do trocador de placas em comparação ao trocador com bobina. Graças à alta eficiência do trocador de placas, também foi possível reduzir o tamanho do tanque: em vez do padrão 150 litros, basta um tanque estratificado de 100 litros - e este é o mais utilizado.
Atenção! Um cilindro estratificado com um trocador de placas requer água de qualidade apropriada, portanto, os fabricantes de caldeiras com tal tanque especificam o grau máximo de dureza da água no sistema, por exemplo, 20 ° n (graus alemães). Se a água estiver mais dura, eles recomendam o uso de aquecedores com serpentinas. Eles são menos propensos a incrustações do que os trocadores de calor a placas com pequenas seções transversais.
Sem chaminé …
As caldeiras de condensação possuem uma câmara de combustão fechada e um ventilador de entrada de ar, que também força a saída dos gases de exaustão. De acordo com a lei de construção, se sua potência não ultrapassar 21 kW, eles não precisam de uma chaminé padrão, e os gases de combustão podem ser descarregados diretamente pela parede externa de uma casa independente. Os fabricantes geralmente recomendam o uso de sistemas de gases de combustão de ar coaxiais (concêntricos) especiais (o chamado tubo em um tubo), em que o tubo interno descarrega os fumos para o exterior e o externo traz o ar de fora do edifício diretamente para a câmara de combustão da caldeira.
Tomada de cabo. Se o tubo de exaustão de ar for conduzido através da parede do edifício, sua saída deve estar a pelo menos 2,5 m acima do nível do solo e pelo menos 0,5 m da borda das janelas. Essas restrições foram projetadas para eliminar o risco de envenenar você ou seus vizinhos com gases de escapamento.
O gás de combustão também pode ser conduzido para fora do telhado como uma chaminé comum.
Material do sistema de combustão. Deve ser resistente à corrosão. A oferta dos fabricantes inclui cabos feitos de aço resistente a ácidos, cerâmica e plástico. A regulamentação polaca, no entanto, não permite a instalação deste último devido ao facto de o plástico ser um material inflamável que, segundo os limpadores de chaminés, pode provocar um incêndio em condições de funcionamento de emergência.
… e com uma chaminé
Uma variação do sistema com tubos coaxiais é uma inserção de aço resistente a ácidos inserida no poço da chaminé de tijolo existente. O gás de combustão é então descarregado através da chaminé de aço para o exterior, e o ar de combustão flui na direção oposta - através do espaço entre o poço e o tubo de aço de combustão.
E o condensado?
Não existem regulamentos na Polónia sobre a descarga de condensado de caldeiras de condensação. Portanto, o condensado é geralmente coletado em um tanque especial embutido na caldeira e de lá é descarregado no sistema de esgoto. Esse procedimento se justifica pelo fato de o esgoto doméstico ser levemente alcalino, o que neutraliza o condensado ácido. Não muito - cerca de 20 litros por dia de uma caldeira de 20 kW.
Alguns fabricantes também oferecem neutralizadores preenchidos com grânulos contendo compostos de cálcio ou magnésio. Eles são instalados no tubo de descarga do condensado da caldeira.
Eficiência da caldeira de condensação
A eficiência normativa, muitas vezes também chamada de normalizada, é fornecida como uma porcentagem e pode ser um parâmetro importante para comparar a eficiência de diferentes caldeiras, dependendo de sua carga de calor.
É equiparado à eficiência média anual do dispositivo, portanto, é usado para calcular o consumo de combustível esperado para aquecimento central durante a estação de aquecimento.
A eficiência normativa das caldeiras de condensação é dada em relação aos parâmetros específicos da água na instalação, por exemplo:
- 75/60 ° C - sistemas de radiadores,
- 40/30 ° C - aquecimento de piso ou parede.
Devemos lembrar que a eficiência normativa dada pelos produtores é determinada em condições de laboratório em bancada de teste, portanto deve ser tratada como a eficiência máxima.
Caldeiras de condensação de óleo
Os primeiros projetos de caldeiras a óleo condensado foram desenvolvidos na Alemanha e essas caldeiras só chegaram ao mercado recentemente. O problema com seu projeto resultou do fato de que o gás de combustão do óleo tem uma temperatura de ponto de orvalho inferior à do gás (apenas 47 ° C), o que exigia uma temperatura de retorno da água relativamente baixa na instalação. Além disso, devido à presença de enxofre no óleo combustível, o gás de combustão e o condensado dessas caldeiras também são sulfatados, por isso foi necessário encontrar uma maneira de proteger muito bem os elementos da caldeira contra a corrosão. Os projetistas também tiveram que garantir que o óleo fosse totalmente misturado com o ar, o que era muito mais difícil do que combiná-lo com gás.
A eficiência das caldeiras de condensação alimentadas com óleo combustível é apenas cerca de 10% maior do que a das caldeiras modernas de óleo sem condensação (no gás - cerca de 15%). O lucro da operação da caldeira de condensação a óleo será, portanto, menor, embora tendo em vista os altos preços do petróleo ainda seja uma economia significativa. Uma certa quantidade de poeira nos gases de combustão de tais caldeiras causa alguns problemas, pois significa a necessidade de limpar periodicamente o trocador.
Vantagens das caldeiras de condensação
- Possuem a maior eficiência, pois consomem menos combustível do que outros tipos de caldeiras.
- Proporcionam um alto padrão de segurança, pois a combustão ocorre em câmara fechada.
- Podem ser instalados em uma sala com capacidade de apenas 6,5 m3, pois retiram o ar da combustão não de dentro da casa, mas de fora.
- São ecologicamente corretos devido à baixa emissão de poluentes nos gases de escapamento.
… E suas desvantagens
- São mais caras do que as caldeiras tradicionais com a mesma potência.
