Kondenserende gaskedel: specifikation for virkemåde, fordele og ulemper + forskel fra klassiske modeller

Sælgere af kondenserende varmegeneratorer påstår, at virkningsgraden af det innovative udstyr overstiger 100%. Men enig, det strider lidt mod energibevarelsesloven, som vi alle kender fra skolens fysikundervisning. Så hvad er hemmeligheden?

På den ene side er sådanne påstande et marketingtrick. Men på den anden side – der er også en kerne af sandhed i deres overbevisende forsikringer til køberen. Vi vil i detaljer gennemgå, hvordan en kondenserende kedel er opbygget: fordele og ulemper, dens specifikke arbejdsprincip og konstruktion fortjener en grundig undersøgelse.

For at få et fuldstændigt billede af den kondenserende type udstyr, sammenligner vi den med den klassiske type varmegenerator. Vi præsenterer detaljer om tilslutning og drift. Vi afslører hemmelighederne bag den ekstremt høje ydelse.

Kondenserende gaskedel

Den høje virkningsgrad for en kondenserende gaskedel sikres af tilstedeværelsen af en ekstra varmeveksler i konstruktionen. Den første standard varmevekslerenhed, som findes i alle varmekedler, overfører energien fra det forbrændte brændstof til varmebæreren. Og den anden tilføjer desuden varme fra rekuperering af udstødningsgasserne.

Kondenserende kedler arbejder med 'blåt brændstof':

• naturgas (blanding af gasser med overvægt af metan);
• gasbeholder- eller flaskegas (blanding af propan og butan med overvægt af enten den første eller anden komponent).

Det er tilladt at bruge enhver form for gas. Det vigtigste er, at brænderen er designet til at arbejde med den pågældende brændstoftype.

Kondenserende gaskedler er dyrere end almindelige konvektionsmodeller, men de vinder på brændstofomkostninger takket være en reduktion i gasforbrug på 20–30%

Den bedste effektivitet opnår den kondenserende varmegenerator ved forbrænding af metan. Propan-butan-blandingen er lidt ringere her. Og jo større andelen af propan er, desto bedre.

I denne henseende giver 'vintergas' til gasbeholderen en lidt højere virkningsgrad end 'sommergas', da propanandelen i førstnævnte er højere.

I modsætning til en kondenserende gaskedel går en del af varmeenergien i en konvektionskedel tabt gennem skorstenen sammen med forbrændingsprodukterne. Derfor har klassiske konstruktioner en virkningsgrad omkring 90%. Den kan hæves, men det er teknisk meget kompliceret.

Økonomisk er det ikke berettiget. I kondenseringskedler bliver varmen fra gasforbrænding udnyttet mere rationelt og fuldstændigt, da varmen fra dampens omdannelse akkumuleres og overføres til varmesystemet. Derved opvarmes varmebæreren yderligere, hvilket reducerer brændstofforbruget pr. opnået 1 kW varme.

Opbygning og funktionsprincip

Konstruktionsmæssigt ligner kondenseringskedlen på mange måder en konvektionskedel med lukket forbrændingskammer. Indvendigt er den blot suppleret med en sekundær varmeveksler og en rekuperationsblok.

De vigtigste særtræk ved en kondenserende varmegenerator er tilstedeværelsen af en anden varmeveksler og et lukket forbrændingskammer med ventilator

En kondenserende gaskedel består af:

• et lukket forbrændingskammer med modulerende brænder;
• primær varmeveksler nr. 1;
• afkølingskammer for udstødningsgasser til +56–57 ⁰C (dugpunkt);
• sekundær kondenseringsvarmeveksler nr. 2;
• skorsten;
• ventilator til lufttilførsel;
• beholder til kondensat og system til bortledning heraf.

Det pågældende udstyr er næsten alt forsynet med en indbygget cirkulationspumpe til varmebæreren. Den almindelige variant med naturlig vandgennemstrømning i varmerørene er her lidet anvendelig. Hvis pumpen ikke følger med, skal den obligatorisk indarbejdes ved projektforberedelse af kedlens tilslutning.

De ekstra virkningsgradsprocenter hos en kondenseringskedel opstår som følge af opvarmning af returvandet ved afkøling af udstødningsgasserne i skorstenen

Kondenseringskedler fås i handlen som enkeltkreds- og dobbeltkreds-modeller samt i gulv- og vægmonteret udførelse. Heri adskiller de sig ikke fra klassiske konvektionsmodeller.

Arbejdsprincippet for en kondenserende gaskedel er som følger:

1. Det opvarmede vand modtager den primære varme i varmeveksler nr. 1 fra gasforbrænding.
2. Derefter passerer varmebæreren varmekredsen, afkøles og løber ind i den sekundære varmevekslerblok.
3. Ved kondensation af forbrændingsprodukterne i varmeveksler nr. 2 opvarmes det afkølede vand af den rekupererede varme (sparer op til 30% brændstof) og går tilbage til nr. 1 i en ny cirkulationscyklus.

For nøjagtigt at kunne kontrollere temperaturen på de brugte gasser er kondenseringskedler altid udstyret med en modulerende brænder med effektområde fra 20 til 100% og en lufttilførselsventilator.

Driftsnuancer: kondensat og skorsten

I en konvektionskedel afkøles forbrændingsprodukterne fra naturgas – CO₂, nitrogenoxider og damp – kun til 140–160 ⁰C. Hvis de afkøles yderligere, falder trækket i skorstenen, der dannes aggressivt kondensat, og brænderen slukker.

En sådan udvikling af situationen forsøger alle producenter af klassiske gasvarmegeneratorer at undgå for at maksimere driftssikkerheden samt forlænge levetiden af deres udstyr.

I en kondenserende kedel svinger temperaturen af gasserne i skorstenen omkring 40 ⁰C. På den ene side reducerer dette kravene til varmebestandighed af skorstensmaterialet, men på den anden side pålægger det begrænsninger på valget med hensyn til syrebestandighed.

Afbrændingsgasser fra en gaskedel danner ved afkøling et aggressivt kondensat med høj surhedsgrad, som let ætser selv stål.

Varmevekslere i kondenserende varmegeneratorer fremstilles af:

• rustfrit stål;
• silumin (aluminium med silicium).

Begge disse materialer har forbedrede syrebestandige egenskaber. Støbejern og almindeligt stål er slet ikke egnede til kondenseringskedler.

Skorstensrør til en kondenserende kedel må kun installeres i rustfrit stål eller syrefast plast. Murede, jern- og andre skorstene er ikke egnede til sådant udstyr.

Ved rekuperation i den sekundære varmeveksler dannes der kondensat, som er en svag syreopløsning og skal fjernes fra vandvarmeren.

Ved drift af en kondenserende kedel på 35–40 kW dannes der omkring 4–6 liter kondensat. Forenklet set svarer det til cirka 0,14–0,15 liter pr. 1 kW varmeenergi.

Faktisk er det en svag syre, som det er forbudt at hælde i et separat kloaksystem, da det vil dræbe de bakterier, der anvendes til affaldsbehandling. Og før udledning til det centrale system anbefales det først at fortynde med vand i forholdet op til 25:1. Derefter kan det fjernes uden frygt for at beskadige røret.

Hvis kedlen installeres i et sommerhus med septiktank eller lokalt rensningsanlæg, skal kondensatet først neutraliseres. Ellers vil det dræbe hele mikrofloraen i det separate rensningssystem.

En 'neutralisator' er udformet som en beholder med marmorskærver med en samlet vægt på 20–40 kg. Når kondensatet fra kedlen passerer gennem marmoret, stiger pH-værdien. Væsken bliver neutral eller svagt basisk, og den er ikke længere farlig for bakterierne i septiktanken eller for materialet i selve bundfældningstanken. Fyldmaterialet i en sådan neutralisator skal skiftes hver 4–6 måneder.

Hvor kommer virkningsgrad over 100% fra?

Når producenterne angiver effektiviteten af en gaskedel, tager de udgangspunkt i den nedre brændværdi af gas uden at medregne den varme, der dannes ved kondensering af vanddamp. I en konvektionsvarmegenerator forsvinder denne sidstnævnte sammen med cirka 10% af den termiske energi fuldstændigt ud i skorstenen, hvorfor den ikke medregnes.

Men hvis man lægger den kondenserede sekundære varme og den primære varme fra den forbrændte naturgas sammen, får man lige over 100% virkningsgrad. Der er intet svindel, blot et lille trick med tallene.

Ved beregning af virkningsgraden ud fra den øvre brændværdi vil en konvektionskedel ligge omkring 83–85%, og en kondensationskedel omkring 95–97%

I bund og grund opstår den "forkerte" virkningsgrad over 100% på grund af producenternes ønske om at sammenligne sammenlignelige parametre.

I en konvektionsanordning tæller "vanddamp" slet ikke med, mens den skal medregnes i en kondensationskedel. Derfor de små afvigelser fra den grundlæggende fysik, som man lærer i skolen.

Fordele og ulemper ved kondenserende varmeanlæg

Blandt fordelene ved en kondensationskedel er:

1. Reduktion af skadelige emissioner med 60–70% (det meste af CO2 og nitrogenoxider går over i kondensatet).
2. Sammenlignet med konvektionsmodeller spares der op til 30% gasbrændstof per genereret 1 kW.
3. Mindre dimensioner på gasvarmeanlægget ved samme effekt.
4. Lav temperatur på forbrændingsprodukterne i skorstenen (kun omkring 40 ⁰C).
5. Mulighed for installation af kaskade af flere kedler.
6. Alsidighed (egner sig både til varmtvandsradiatorer og til "gulvvarme").
7. Tilstedeværelse af intelligent automatik og fuld autonom drift af gasvarmegeneratoren uden menneskelig indgriben.

Et kaskadesystem med to-tre varmegeneratorer gør det muligt at installere kedler med lav effekt, som larmer og vibrerer mindre under drift end kraftigere modeller.

Dette forenkler installationen af hele varmesystemet og gør det muligt at reducere størrelsen af hjemmets fyrrum. Derudover øges den samlede effektivitet af varmegenereringsudstyret på grund af muligheden for mere fleksibel regulering af varmeproduktionsprocessen.

Omkostningerne ved en kondensationskedel sammenlignet med en almindelig konvektionskedel betaler sig tilbage på 5–6 år takket være besparelsen på naturgas.

Blandt ulemperne ved kondensationsvarmegeneratorer skal nævnes:

1. Høj pris på udstyret (1,5–2 gange højere end tilsvarende modeller af klassisk konvektionstype med samme effekt).
2. Problemer med bortskaffelse af kondensat.
3. Reduceret effektivitet ved brug af kedlen i højtemperaturvarmesystemer.
4. Energiafhængighed – til drift af ventilatoren, automatikken og cirkulationspumpen kræves der elektricitet.
5. Forbud mod brug med frostvæsker.

På trods af de betydelige startomkostninger er en kondensationskedel økonomisk set fuldt ud berettiget. I brugsperioden betaler den med renter alle de oprindeligt investerede penge tilbage.

I Rusland er sådant udstyr stadig ikke særlig udbredt. En gaskedel med recuperation er stadig for usædvanlig og lidt undersøgt på vores marked. Men interessen for sådanne varmegeneratorer vokser gradvist.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Hvordan fungerer en kondenserende varmegenerator:

Opbygning af gaskedler med recuperation af vanddamp:

Alle fordele ved kondenserende kedler:

Hvis man ser nøje på, hvordan og efter hvilke principper en gaskondenseringskedel fungerer, bliver de ved første øjekast 'ukorrekte' 108–110 % virkningsgrad fuldt forståelige og berettigede tal.

En varmegenerator med recuperation af udstødningsgasser er faktisk mere effektiv sammenlignet med klassisk konstruktion. Dens eneste alvorlige ulempe er kondensat med høj surhedsgrad, som skal bortskaffes et sted.

Skriv venligst kommentarer i kommentarformularen nedenfor. Det er ikke udelukket, at du har informationer, der kan supplere de oplysninger, der er præsenteret i artiklen. Stil spørgsmål, del din egen erfaring med valg og brug af kondenseringskedler, og upload billeder relateret til artiklens emne.