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Chaudière à gaz à condensation: caractéristiques et avantages


Économiser de l'énergie est ce que le monde occidental se bat depuis des décennies. La Russie entre peu à peu dans la bataille: le marché intérieur s'est déjà familiarisé avec un nouveau type de générateur de chaleur: les chaudières à condensation.

  • La chaleur générée par la combustion d'une unité de liquide de refroidissement
  • Chaleur générée par le condensat (refroidie dans un échangeur de chaleur à vapeur d’eau transportant de l’énergie latente).


C'est la chaleur de la vapeur d'eau renvoyée dans le système de chauffage qui est utilisée dans les chaudières à condensation. Le caloporteur froid entrant est chauffé d'abord à la vapeur puis au feu. C'est le secret.

Devrais-je choisir une chaudière à condensation?

Il est logique d'acheter une chaudière à condensation ou ordinaire?

1. Récemment, de plus en plus de personnes, si elles veulent se faire un système de chauffage (ci-après CO) dans leur maison ou à la campagne, sont confrontées à un choix. Achetez une chaudière à gaz ordinaire ou à condensation.
Essayons de comprendre la faisabilité de l’achat d’une chaudière à condensation. Ou décidez qu'il est préférable d'acheter une chaudière à gaz ordinaire.

2. Les chaudières à condensation ont commencé à produire pour une consommation de gaz plus économique, c.-à-d. réduction des coûts de chauffage (gaz combustible). Mais, si en Europe, le prix du gaz est plus élevé, en Russie il est toujours inférieur. Et la faisabilité de l'achat d'une chaudière à condensation dépend en premier lieu du coût du gaz que vous utiliserez. Plus le combustible gazeux est coûteux, plus il est judicieux d'acquérir une chaudière à condensation. Par exemple, lorsqu’on utilise du propane-butane gaz liquéfié comme combustible, la possibilité d’acheter une chaudière à condensation devient bien plus grande.

3. La plupart d'entre vous savent déjà que la chaudière à condensation (appelée ci-après «chaudière K») consomme moins de gaz, mais pourquoi et dans quelles conditions un spécialiste des systèmes de chauffage reste flou. J'essaierai de mettre en évidence ces problèmes sans utiliser de termes scientifiques très "abstrus" qui ne sont compréhensibles que par les ingénieurs en chauffage.

4. En un mot. Le rendement de toute chaudière (sauf électrique) est élevé, plus la température moyenne du liquide de refroidissement (eau) dans l'échangeur de la chaudière est basse (moyenne entre les températures d'alimentation et de retour de la chaudière). C'est à dire la chaudière consomme moins de gaz. Malheureusement, pour une chaudière classique sans condensation, une température trop basse du caloporteur (environ moins de +58 degrés) provoque la formation de condensat acide sur l’échangeur de chaleur de la chaudière. Qui peut détruire ("ronger") l'échangeur de chaleur d'une chaudière conventionnelle, qui n'est pas conçu pour résister à la corrosion aux condensats acides sur son échangeur de chaleur. Par conséquent, dans une chaudière conventionnelle sans condensation, il faut utiliser une température plus élevée du caloporteur, généralement 80/60 (sortie / entrée).

5. Par conséquent, dans la fabrication de chaudières à condensation, on utilisait un alliage d'acier inoxydable de haute qualité. Qui peut résister au condensat acide résultant. Il est appelé acide car il contient des acides de charbon, nitrique et sulfurique à faible concentration.

6. Assez souvent, l'efficacité des K-chaudières s'appelle le coefficient de performance (COP). Et quiconque se souvient de la physique est très choqué par la mention de l'efficacité de 106%. Parce qu'en physique, aucun appareil ne peut avoir une efficacité égale ou supérieure à 100%. En fait, pour les chaudières K, nous entendons le coefficient d'utilisation bénéfique de la chaleur du gaz en combustion. Bien entendu, il ne peut pas être éliminé à plus de 100%.

7. Mais lors de la combustion d'un carburant hydrocarboné-eau (gaz), de la vapeur d'eau se forme lorsque deux atomes d'hydrogène (H) sont liés à un atome d'oxygène (O) avec la formation de l'eau bien connue de formule chimique H2O. Lors de la condensation, les vapeurs d'eau émettent de la chaleur, ce qui n'était pas initialement pris en compte lors de la combustion du gaz (lorsque la comptabilisation est basée sur la chaleur de combustion inférieure). C'est une partie de cette chaleur de condensation de la vapeur d'eau générée qu'une chaudière à condensation peut utiliser à des fins utiles. Et par rapport à la chaleur du gaz brûlant (en fonction de la valeur calorifique inférieure), le coefficient d'utilisation de la chaleur de la chaudière K peut être compris entre 106 et 108%. Il est arrivé que le facteur d'utilisation de la chaleur s'appelle à tort le rendement de la chaudière. Il serait plus correct, à mon avis, d'appeler non pas l'efficacité, mais le coefficient d'utilisation de la chaleur utile. Apparemment, l'efficacité a été appelée à la comparaison avec l'efficacité des chaudières classiques à condensation. Permettez-moi de continuer, utilisez également ce terme incorrect comme efficacité de la chaudière K.

8. Voici le schéma de la chaudière K:

9. Il existe une idée fausse assez répandue selon laquelle une chaudière à condensation est plus nocive pour l'environnement. Mais au contraire, la chaudière à condensation pollue beaucoup moins l'atmosphère que les chaudières conventionnelles et les chaudières à bois ou à charbon. L'argument principal des opposants aux chaudières à condensation est tel que la chaudière produirait prétendument du condensat acide et doit être évacuée dans un récipient spécial. Mais un tel argument ne tient pas debout pour plusieurs raisons:

Dans les chaudières ordinaires et les poêles à bois, la vapeur d'eau contenant un mélange d'acide vole dans l'atmosphère à travers la cheminée. Et puis tomber sur la nature environnante sous la forme de pluies acides.

b) Dans les chaudières K, avant de verser du condensat acide dans les égouts ou la fosse septique, ce condensat peut toujours être neutralisé. Et lors du fonctionnement de chaudières d'une puissance allant jusqu'à 150 kW, même la neutralisation du condensat n'est pas nécessaire si le condensat est versé dans le système d'égout. (selon les règles de fonctionnement des chaudières).

c.Également, la chaudière à condensation rejette beaucoup moins de monoxyde de carbone (CO) et d'autres composés nocifs d'azote et de soufre dans l'atmosphère par rapport aux chaudières classiques et aux poêles à bois.

10. Si vous avez peu de chances de brancher le gaz principal ou est très coûteux, la chaudière à condensation sera le bon choix si vous décidez d'utiliser une gazéification autonome (réservoir de gaz) au lieu de vous connecter au réseau principal.

11. Parlons maintenant plus en détail de l'efficacité de la chaudière K.

12. Permettez-moi d’expliquer brièvement les caractéristiques du carburant qui a une chaleur de combustion spécifique «plus faible» et «plus élevée». La valeur calorifique inférieure est la quantité de chaleur qui peut être utilisée de manière avantageuse sans condensation de la vapeur d'eau contenue dans les produits de combustion. Chaleur de combustion plus élevée, c’est la chaleur qui, pour tout utiliser, nécessite de condenser la vapeur d’eau et d’utiliser la chaleur dégagée à des fins utiles.

13. C’est ainsi que se présente schématiquement l’efficacité d’une chaudière murale ordinaire moderne avec un système de chauffage 75/60. Figure ci-dessous. La perte de chaleur dans l’atmosphère est de 11% plus 8%, c’est-à-dire totalement 19%.

14. Voici l'efficacité de la chaudière K en mode 75/60. Figure ci-dessous. La perte de chaleur dans l’atmosphère est de 5% et 2%, c’est-à-dire totalement 7%.

15. Voici à quoi ressemble l'efficacité de la chaudière K en mode 40/30. La perte de chaleur dans l’atmosphère est de 2% et 1%, c’est-à-dire totalement 3%.

16. Bien entendu, lors de la conception de nouveaux systèmes de chauffage avec une chaudière K, il est préférable de les compter immédiatement sur la température du liquide de refroidissement la plus basse possible, par exemple 50/30. À propos, les systèmes de plancher chauffés à l'eau facilitent l'obtention d'un tel régime de température du liquide de refroidissement. Grâce à cette conception, l'énergie de condensation de la vapeur d'eau est utilisée pendant toute la période de chauffage et permet des économies de gaz maximales.

17. Les régimes thermiques de tous les radiateurs et conduites du système donnent le régime thermique total résultant en CO. Par exemple, 80/60 ou 70/45 ou 55/35. Du point de vue de l'efficacité d'une chaudière à gaz (sans condensation ou à condensation), plus la température du fluide caloporteur circule dans l'échangeur de chaleur, plus l'efficacité de la chaudière est élevée. Mais, par exemple, pour une chaudière à condensation, le mode 55/35 est sans danger. Mais pour la non-condensation, cela peut être très nocif (voir ci-dessus à propos des condensats acides sur les échangeurs de chaleur des chaudières).

18. Lorsque vous concevez une centrale à condensation avec une chaudière à condensation, vous pouvez économiser sur un compromis raisonnable entre la consommation de gaz et le coût des appareils de chauffage. Pour cela, pour la semaine froide de cinq jours, ne concevez pas le CO pour le mode 50/30, mais par exemple 60/40. Pour les températures hivernales moyennes, concevez un mode CO avec une efficacité de la chaudière K d'environ 102-104%. Ensuite, par temps très froid, le tuyau d’alimentation de la chaudière devra bien entendu utiliser une température plus élevée, par exemple +60 à l’entrée et +40 à la reprise, bien que cela réduise l’efficacité de la chaudière et augmente la consommation de gaz.

19. Cela réduira l'efficacité de la chaudière K à environ 102%. Mais pour cette raison, le coût des radiateurs peut être conçu plus bas. Après tout, lors de la semaine froide de cinq jours, il est possible d'augmenter la température de la chaudière à 84/60 sur la chaudière K. Bien entendu, le rendement de la chaudière diminuera dans le même temps, par exemple jusqu'à 93%, mais il sera quand même supérieur à celui d'une chaudière sans condensation. Mais ce n'est que pour une semaine de froid. En conséquence, avec un débit de gaz légèrement augmenté ces jours-ci, il est possible de réconcilier. Mais le coût des appareils de chauffage (radiateurs) peut chuter, par exemple, de 100 000 à 60-70.

20. Pour compléter l’analyse des aspects économiques des chaudières K, voici un graphique qui reflète la dépendance de l’efficacité en fonction de la température du liquide de refroidissement s’écoulant dans le tuyau de retour de la chaudière K.

21. Je tiens à noter que votre chaudière K s'avérerait totalement économique, vous devez concevoir votre système de chauffage de manière à ce que la température sur le tuyau de retour de la chaudière K soit aussi basse que possible. Dans la conception réelle, vous devez vous efforcer d’obtenir 30-35 degrés sur le tuyau de retour de la chaudière. Le graphique montre qu’à une température de retour de +50 degrés, le rendement de la chaudière K est d’environ 97%, à une température de retour de 40, nous avons un rendement d’environ 103% et à une température de retour de +30, nous avons un rendement de la chaudière d’environ 106%.

22. Et un autre graphique montrant l'efficacité avec laquelle les chaudières modernes classiques et les chaudières K peuvent fonctionner en mode de température moyenne et basse température.


23. En conclusion, je vais donner un détail très intéressant, auquel peu de gens pensent. Les compteurs de gaz pour le gaz naturel de coffre fonctionnent sur le principe du comptage du volume, mais pas de la masse. Mais c’est la masse de gaz qui vous importe (car le pouvoir calorifique dépend de la masse du gaz et non de son volume). Selon les normes en vigueur, la pression de gaz doit être de 25 mbar (correct si vous avez mal fait quelques millibars). En réalité, la pression dans la conduite d’alimentation en gaz est également de 15 mbar. Et si vous pensez que vous payez pour un mètre cube standard de gaz, par exemple 5 roubles, alors vous payez en réalité 8 34 kopecks par mètre cube, avec une pression entrante de 15 mbar. Si la pression à froid chute à 11 mbar, vous payez déjà par mètre cube de 11r36 kopecks.

Auteur Inchin Vladimir Vladimirovich

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Chaudières à gaz à condensation: caractéristiques techniques, avantages et fonctionnement

Aujourd'hui, les chaudières à gaz à condensation sont les modèles d'équipements les plus populaires pour les systèmes de chauffage en raison de leurs caractéristiques opérationnelles positives qui les distinguent des autres types d'équipements de chauffage.

Dispositif et but

L'objectif principal des appareils de chauffage à condensation est la disposition du système de chauffage dans les maisons privées.

Parmi les éléments principaux de la chaudière à gaz à condensation, il convient de noter:

  • Dispositif conçu pour collecter le liquide de condensation, qui reçoit le liquide de refroidissement après le refroidissement des masses d'air évacué. Ainsi, la vapeur est condensée et dégage de l'énergie thermique dans l'eau. Ensuite, le condensat est déchargé dans un récipient spécial à travers le dispositif de vidange.
  • L'échangeur de chaleur est de forme cylindrique avec une grande surface d'échange de chaleur. Cet appareil est composé de matériaux résistant aux acides: "acier inoxydable" et alliages d'aluminium avec du silicium. Les chaudières à haute puissance ont une paire d'échangeurs de chaleur.
  • Brûleur à gaz avec une chambre de combustion fermée. Il est possible de modifier automatiquement le débit des masses de gaz et d'air fournies.
  • Système de contrôle et de gestion.

Pour une étude plus détaillée du principe de fonctionnement des chaudières à condensation, vous devez avoir une idée des chaudières classiques. Les chaudières traditionnelles produisent de l'énergie thermique en chauffant le liquide de refroidissement en utilisant la chaleur accumulée dans les produits de combustion. La température des gaz entrant dans la chambre de combustion ne dépasse pas 200 degrés. Cela se justifie par le fait qu’avec une baisse de température, la poussée diminue et un condensat actif se forme, entraînant la destruction par la corrosion des équipements de chauffage.

Comme mentionné ci-dessus, les réchauffeurs de condensation ont un ou deux échangeurs de chaleur séparés. La phase initiale fonctionne sur le même principe que dans les échangeurs de chaleur des unités de chauffage classiques. Les gaz de décomposition entrent dans l'unité d'échange de chaleur, appelée condensation.

Dans ce cas, la vapeur présente dans les gaz de décomposition est refroidie et condensée jusqu'au début de la phase liquide. La chaleur dégagée au cours du processus est transférée au liquide de refroidissement. Ainsi, dans l'appareil de condensation, une certaine partie de l'énergie dépensée est restituée pour permettre sa réutilisation.

La chaleur, qui est généralement évacuée dans l'atmosphère par des unités classiques, est utilisée dans l'unité de condensation pour accroître leur efficacité. Les chaudières à gaz à condensation sont disponibles en deux versions: les appareils au sol et les appareils muraux, mais leur conception est similaire.

Dans les appareils de type à condensation, les condensats sont généralement envoyés dans un conteneur spécial prévu par la construction de l'équipement, puis dans les égouts.

Étant donné que les unités de chauffage du type à condensation sont équipées de chambres de combustion fermées, les gaz d'échappement en sont éliminés par la force. Cela s'explique par le fait que les gaz d'échappement ont une température relativement basse et qu'une unité d'échange de chaleur supplémentaire augmentera la résistance au transport des produits de sortie. De ce fait, la poussée naturelle n'est pas suffisante pour la sortie des produits pour lesquels la méthode forcée est utilisée.

L'air dans la chambre de combustion est alimenté sous une pression accrue au moyen d'une turbine qui assure l'élimination complète des gaz d'échappement de la chambre. De ce fait, il n’est pas nécessaire d’équiper les chaudières de cheminées, car les produits sont retirés de la salle par le conduit d’alimentation et d’échappement. Les chaudières à condensation peuvent être installées dans des pièces sans cheminées, ainsi que dans des bâtiments avec des cheminées courtes pour former une certaine traction.

Le matériel de condensation est considéré comme étant plus résistant au feu, car la combustion est réalisée de manière totalement isolée du bâtiment où se trouve l'appareil.

Avantages et inconvénients

Caractéristiques positives des équipements à condensation:

  • Il n'y a pas besoin d'une cheminée, qui a une structure complexe. La température des produits de combustion étant basse, il est possible de disposer une cheminée en aluminium et en plastique. Il est également permis d'installer des cheminées coaxiales, où la masse d'air est fournie et évacuée par la méthode du «petit tuyau dans un grand tuyau», c'est-à-dire que les produits de la combustion sont évacués à travers la paroi vers l'atmosphère.
  • Compacité combinée à de hautes performances. La ligne d'unités de condensation d'une capacité de 120 kW est faite dans les variations de mur. Les appareils à gaz traditionnels prennent beaucoup plus de place et ne sont installés qu’à l’extérieur.
  • Prise de masse d'air pour un fonctionnement optimal depuis le bâtiment dans lequel ils se trouvent. Ainsi, il n’est pas nécessaire de prévoir des chaufferies spéciales pour les équipements d’une capacité inférieure à 60 kW.
  • Réduire les rejets de gaz et de vapeurs nocifs dans l'atmosphère.
  • Des économies de gaz significatives. Avec une installation de haute qualité d'une unité de 60 kW, plus de 2000 m3 de carburant peuvent être économisés pendant l'hiver.

Caractéristiques négatives des équipements à condensation:

  • Coût élevé En moyenne, le prix des chaudières standard de même capacité est jusqu'à 40% inférieur au prix des chaudières à convection.
  • Le condensat ne doit pas être évacué dans une fosse septique; il est donc nécessaire de disposer d'un réservoir spécial pour collecter le condensat. Ce dernier doit être neutralisé à l'aide de composants neutralisants. Le réservoir de condensat doit avoir une capacité suffisante, car l'équipement, même à faible puissance, produit un volume élevé de condensat.
  • La nécessité d'un système de chauffage fonctionnant à basse température.
  • Fonctionnement inefficace à des températures trop basses, car il est nécessaire d'augmenter la température du fluide thermique.
  • La volatilité.

Sur la base des commentaires des propriétaires de maisons privées qui ont installé des chaudières à condensation au gaz, en tenant compte de tous les avantages et inconvénients, vous pouvez faire le bon choix d’appareils pour le système de chauffage.

Caractéristiques de fonctionnement

L'équipement de condensation utilise du gaz naturel ou liquéfié comme carburant. Le premier est largement utilisé dans la vie quotidienne et le second - dans l'industrie. Les lois de la physique constituent la base du fonctionnement du dispositif de condensation. Le carburant brûle en libérant de l'eau et du dioxyde de carbone. Dans ce cas, le liquide s'évapore et une certaine quantité de chaleur est libérée. La formation de condensat assure le retour de l'énergie thermique perdue au système, ce qui entraîne une augmentation du rendement du système. Dans les chaudières standard, le condensat est considéré comme un phénomène indésirable qui doit être éliminé.

La principale différence entre les chaudières à condensation et les chaudières à convection est que les derniers modèles sont considérés comme obsolètes. En outre, l'efficacité des équipements à condensation diffère de celle des systèmes conventionnels et de la convection jusqu'à 15%.

La plupart des acheteurs remarquent que le coût d'achat d'équipements de condensation est compensé par le rendement élevé de l'appareil, qui est assuré par la condensation des vapeurs contenues dans les gaz de combustion. Après refroidissement des gaz de combustion dans l'échangeur de chaleur à 55 degrés, la condensation de la vapeur d'eau commence par le dégagement de chaleur supplémentaire, ce qui augmente l'efficacité.

La formation de condensation est possible uniquement si la température du liquide de refroidissement n’est pas supérieure à 57 degrés et que l’effet le plus important est obtenu à 35 degrés de liquide de refroidissement dans la conduite de retour.

L'installation d'équipements de condensation est pertinente dans les systèmes de chauffage à basse température.

Critères de sélection

Lors du choix d'un appareil de condensation, il est recommandé de donner la préférence à un fabricant réputé auprès des clients et de fabriquer des produits utilisant des technologies innovantes offrant un confort accru pendant le fonctionnement.

En ce qui concerne les caractéristiques techniques des chaudières, vous devez faire attention aux points suivants:

  • La performance. Trop de puissance ne sera peut-être pas toujours une bonne option, et le fonctionnement d'une demi-puissance dans un proche avenir entraînera une défaillance de l'équipement. Par conséquent, avant d'acheter l'appareil, il est nécessaire de calculer la puissance optimale pour chauffer la maison. Pour ce faire, calculez la superficie du bâtiment, la hauteur et le niveau d'isolation. Vous pouvez même utiliser des outils spéciaux pour rechercher une maison privée. Grâce à eux, les pertes thermiques disponibles seront révélées. La puissance optimale des appareils à condensation dépend de la zone climatique. Par exemple, pour Moscou sur 10 m2 d'une maison, la capacité de l'équipement doit être comprise entre 1 et 1,5 kW. Ainsi, pour un système de chauffage privé de 200 m2, il faut un équipement d’une capacité d’au moins 20 kW.
  • Le nombre de contours. Les dispositifs à double circuit pour le gaz liquéfié fonctionnent comme suit: le premier échangeur de chaleur chauffe le fluide caloporteur pour le système de chauffage et le second - pour l’eau chaude. La chaudière à turbocompresseur à circuit unique ne chauffe que l'agent thermique. Pour de nombreux acheteurs, la deuxième option n’est pas très pratique, mais lors de l’organisation d’un système d’eau chaude, vous pouvez simplement installer une chaudière supplémentaire. Avec l'utilisation intensive de l'eau chaude peuvent être achetés et double chaudière avec une chaudière. Ainsi, les opinions sur le meilleur équipement de condensation convergent.

Les dispositifs à double circuit ont souvent une faible capacité - jusqu'à 24 W et sont installés dans des locaux bien isolés ou avec un système de chauffage autonome. Dans d'autres cas, les options les plus optimales avec un seul circuit.

  • Le taux de consommation de gaz dépend de la performance de la chaudière, du rendement ainsi que de la charge du système de chauffage. - Matériau constituant l'échangeur thermique.

La vitesse de réaction du chauffage aux facteurs externes en dépend en grande partie:

  • La silumin, ou un alliage de silicium et d'aluminium, est conçue pour lutter contre les condensats agressifs. Dans ce cas, l'échangeur de chaleur doit être sans soudure, car la présence de joints augmente le risque de corrosion.
  • "L'acier inoxydable" est considéré comme un matériau peu coûteux par rapport au silumin. Les avantages de l’acier inoxydable sont la résistance à la corrosion, le manque d’inertie et la résistance aux chocs thermiques. Par conséquent, le classement des matériaux pour la fabrication d'échangeurs de chaleur est dirigé par «l'acier inoxydable».
  • Respect de l'environnement. Les chaudières classiques à turbocompresseur émettent des vapeurs contenant des impuretés acides dans l'atmosphère lors de la combustion du combustible et, dans les dispositifs de condensation, les vapeurs se dissolvent dans le condensat et sont neutralisées.
  • La température de fonctionnement affecte l'efficacité de l'équipement. Lorsque la température baisse, l'intensité de la formation de condensat augmente. Ainsi, à des conditions de température de vapeurs de 30 à 40 degrés, le taux le plus élevé de formation de condensat. Dans ce cas, la condensation se produit en mode constant.
  • Gestion. Les appareils de condensation modernes sont équipés d'un système de contrôle automatisé. L'automatisation vous permet de surveiller et de contrôler la température, le débit et la pression dans les circuits. Les modèles de chaudières les plus avancés sont régulés par une application spéciale sur le smartphone.
  • Méthode d'installation: au sol ou au mur. Les modèles de plancher avec un seul circuit sont disponibles avec une capacité de plus de 100 kW et sont facilement raccordés à la chaudière au moyen d'unités de pompage. Avec une utilisation intensive de la chaudière à eau chaude au sol sera une excellente solution. Si la surface de la maison est petite et que l’eau est beaucoup moins consommée, il est recommandé de privilégier les modèles muraux à deux contours. Ils sont compacts et ont une puissance faible - jusqu’à 100 kW, faciles à monter et ne nécessitent pas de cheminée spéciale.
  • Politique de prix chaudières à condensation au gaz.

Tous les modèles d’équipement sont répartis dans les classes suivantes:

  • Les chaudières de classe premium sont généralement fabriquées sous des marques allemandes. Ils sont faciles à utiliser, sûrs à tous égards, silencieux, fabriqués avec des matériaux de haute qualité, efficaces et répondent aux exigences environnementales. Cependant, ils ont un inconvénient: le coût élevé.
  • Les chaudières de coût moyen sont fabriquées sous la marque Baxi et se distinguent par le confort, l’économie, le respect de l’environnement et une variété de modèles. Les appareils de cette classe sont également conformes aux exigences européennes.
  • Les chaudières de classe économique sont produites par des fabricants slovaques et coréens. Leur prix, qui est plusieurs fois inférieur à celui des chaudières de fabrication allemande, constitue une particularité, de même que leur adaptabilité à nos conditions de fonctionnement. Les équipements peu coûteux dotés de fonctionnalités simples comportent un petit nombre d’options, ce qui leur permet d’être utilisés avec des chutes de pression et des pannes de courant fréquentes.

Lors de la sélection d'équipements de type condensation, les experts recommandent de prendre en compte non seulement les goûts personnels et les caractéristiques techniques, mais également la facilité de maintenance du produit, la disponibilité des pièces de rechange en magasin. L'équipement de la classe moyenne dans ce cas est considéré comme un leader.

Dans la vidéo suivante, vous trouverez un aperçu de la chaudière à condensation Vaillant EcoTec de ABC of Heat.

Chaudières à gaz à condensation - principe de fonctionnement, avantages et inconvénients

Les coûts énergétiques en constante augmentation ont poussé les scientifiques et les ingénieurs à créer un nouveau type de générateur de chaleur: une chaudière à condensation. Lorsqu'il est installé dans un système de chauffage à basse température, un condensateur de condensat peut afficher un rendement supérieur à 100%. Comment y parvenez-vous? Quel est le principe de fonctionnement d'une chaudière à condensation au gaz? Quels sont ses avantages et inconvénients? Après avoir lu notre article, vous en saurez tout ou presque.

Le principe de fonctionnement de la chaudière à condensation

La chaudière à condensation est le frère cadet de la chaudière à convection à gaz la plus répandue. Le principe de ce dernier est extrêmement simple, et donc compréhensible même pour les personnes qui connaissent mal la physique et la technologie. Comme son nom l'indique, le combustible d'une chaudière à gaz est du gaz naturel (tronc) ou liquéfié (ballon). La combustion du carburant bleu, ainsi que de toute autre matière organique, produit du dioxyde de carbone et de l’eau et libère de grandes quantités d’énergie. La chaleur dégagée sert à chauffer le liquide de refroidissement - l'eau technique circulant dans le système de chauffage de la maison.

L’efficacité d’une chaudière à convection à gaz est

90%. Ce n'est pas si mal, du moins, plus élevé que celui des générateurs de chaleur à combustibles liquides et solides. Cependant, les gens ont toujours cherché à amener ce chiffre le plus près possible du 100% chéri. À cet égard, la question se pose: où vont les 10% restants? La réponse, hélas, est prosaïque: voler dans le tuyau. En effet, les produits de combustion des gaz sortant du système par la cheminée sont chauffés à une température très élevée (150-250 ° C), ce qui signifie que 10% de l'énergie perdue par nous est dépensée pour chauffer l'air extérieur de la maison.

Les scientifiques et les ingénieurs recherchent depuis longtemps la possibilité d'une récupération de chaleur plus complète, mais la méthode de mise en œuvre technologique de leurs développements théoriques a été mise au point il y a seulement 10 ans, lorsqu'une chaudière à condensation a été créée.

Quelle est sa différence fondamentale avec le générateur de chaleur à gaz à convection traditionnel? Après avoir élaboré le processus principal de combustion du carburant et de transfert d’une partie importante de la chaleur libérée à l’échangeur thermique, le condensat condense les gaz de combustion à 50–60 ° C, c’est-à-dire au point où le processus de condensation de l'eau commence. Cela suffit déjà pour augmenter considérablement l'efficacité, dans ce cas, la quantité de chaleur transférée au liquide de refroidissement. Cependant, ce n'est pas tout.

Chaudière à gaz traditionnelle

Chaudière à gaz à condensation

À une température de 56 ° C - au point dit de rosée -, l’eau passe de l’état vaporeux à un liquide, c’est-à-dire qu’il se produit une condensation de la vapeur d’eau. Dans le même temps, une énergie supplémentaire est libérée, qui est utilisée à un moment donné pour l'évaporation de l'eau et perdue dans les chaudières à gaz ordinaires perdues avec le mélange volatilisant vapeur-gaz. La chaudière à condensation est capable d’enlever la chaleur générée lors de la condensation de la vapeur d’eau et de la transférer dans le liquide de refroidissement.

Les fabricants de générateurs de chaleur à condensation attirent invariablement l'attention de leurs clients potentiels sur l'efficacité exceptionnellement élevée des appareils qu'ils produisent - supérieure à 100%. Comment est-ce possible? En fait, il n’ya pas de contradiction avec les canons de la physique classique. Juste dans ce cas, appliquez un système de calcul différent.

Souvent, en évaluant l'efficacité des chaudières de chauffage, on calcule la quantité de chaleur libérée transférée au liquide de refroidissement. La chaleur, "prise" dans une chaudière conventionnelle, et la chaleur provenant du refroidissement en profondeur des gaz de combustion donneront un rendement total de 100%. Mais si nous ajoutons ici aussi la chaleur dégagée par la condensation de la vapeur, nous obtenons

Du point de vue de la physique, de tels calculs ne sont pas tout à fait corrects. Lors du calcul de l'efficacité, il est nécessaire de prendre en compte non pas la chaleur libérée, mais l'énergie totale libérée lors de la combustion d'un mélange d'hydrocarbures d'une composition donnée. Cela inclura l'énergie dépensée pour le transfert de l'eau à l'état gazeux (libéré plus tard au cours du processus de condensation).

Il en résulte que l'efficacité, dépassant les 100%, n'est qu'une manœuvre rusée de la part des spécialistes du marketing, exploitant l'imperfection d'une formule de calcul dépassée. Néanmoins, il convient de noter que, contrairement à une chaudière à convection classique, une chaudière à condensat peut «extraire» tout ou presque du processus de combustion du combustible. Les points positifs sont évidents - efficacité accrue et consommation réduite de ressources fossiles.

Dispositif des unités principales de la chaudière à condensation

Du point de vue de la structure, la chaudière à condensation n’est pas très grande, mais elle reste différente du gaz habituel. Ses principaux éléments sont:

  • une chambre de combustion équipée d'un brûleur, d'un système d'alimentation en carburant et d'un ventilateur pour forcer l'air;
  • échangeur de chaleur n ° 1 (échangeur de chaleur primaire);
  • la chambre de dorolation du mélange gaz-vapeur à une température aussi proche que possible de 56-57 ° C;
  • échangeur de chaleur n ° 2 (échangeur de chaleur à condensation);
  • réservoir de récupération des condensats;
  • cheminée pour l'évacuation des gaz de combustion froids;
  • pompe qui fait circuler l'eau dans le système.

1. cheminée.
2. Vase d'expansion.

3. Surfaces de transfert de chaleur.
4. Brûleur modulé.

5. Ventilateur du brûleur.
6. Pompe
7. Panneau de configuration.

Dans l'échangeur de chaleur primaire associé à la chambre de combustion, les gaz dégagés sont refroidis à une température sensiblement supérieure au point de rosée (en fait, c'est ce que sont les chaudières à gaz à convection classiques). Ensuite, le mélange de fumée est envoyé de force dans un échangeur de chaleur à condensation, où il est refroidi à une température inférieure au point de rosée, c'est-à-dire inférieure à 56 ° C. Dans ce cas, la vapeur d'eau est condensée sur les parois de l'échangeur de chaleur, "abandonnant ce dernier". Le condensat est recueilli dans un réservoir spécial, d'où il s'écoule dans les égouts.

L'eau, jouant le rôle de liquide de refroidissement, se déplace dans le sens opposé au mélange vapeur-gaz. L'eau froide (eau de retour du système de chauffage) est préchauffée dans un échangeur de chaleur à condensation. Il entre ensuite dans l'échangeur de chaleur primaire où il est chauffé à une température plus élevée définie par l'utilisateur.

Condensat - hélas, pas de l'eau pure, comme beaucoup le croient, mais un mélange d'acides inorganiques dilués. La concentration en acides dans le condensat est faible, mais étant donné que la température dans le système est toujours élevée, cela peut être considéré comme un liquide agressif. C’est pourquoi, dans la fabrication de telles chaudières (et principalement d’échangeurs de chaleur à condensation), on utilise des matériaux résistant aux acides - acier inoxydable ou silumin (alliage aluminium-silicium). L'échangeur de chaleur est généralement moulé, car les soudures constituent un point vulnérable. C'est ici que commence le processus d'endommagement du matériau par la corrosion.

La vapeur doit se condenser sur l'échangeur de chaleur à condensation. Tout ce qui est allé plus loin dans la cheminée, d'une part, est perdu pour le chauffage, de l'autre - cela a un effet destructeur sur le matériau de la cheminée. C’est précisément pour cette raison que la cheminée est en acier inoxydable ou en plastique résistant aux acides et qu’une petite pente est fixée à ses sections horizontales afin que l’eau formée lors de la condensation d’insignifiantes quantités de vapeur, encore emprisonnées dans la cheminée, retourne dans la chaudière. Il faut tenir compte du fait que les gaz de combustion sortant du condensat sont fortement refroidis et que tout ce qui ne se condense pas dans la chaudière conduira nécessairement dans la cheminée.

À différents moments de la journée, la chaleur requise par la chaudière est différente, ce qui peut être réglé à l'aide d'un brûleur. Le brûleur de la chaudière à condensation peut être modulé, c'est-à-dire avec la possibilité d'un changement de puissance en douceur pendant le fonctionnement, ou sans modèle - avec une puissance fixe. Dans ce dernier cas, la chaudière s'adapte aux exigences du propriétaire en modifiant la fréquence du brûleur. La plupart des chaudières modernes conçues pour le chauffage de maisons privées sont équipées de brûleurs simulés.

Vous avez donc, espérons-le, une idée générale de ce qu'est une chaudière à condensation, de son fonctionnement et de son principe. Cependant, il est fort probable que ces informations ne seront pas suffisantes pour comprendre si vous en valez la peine personnellement pour acheter un tel équipement. Pour vous aider à prendre telle ou telle décision, nous vous ferons part de tous les avantages et inconvénients d’une chaudière à condensation, en la comparant à une chaudière à convection traditionnelle.

Plus chaudière à condensation

La liste des avantages de la chaudière à condensation est impressionnante, ce qui explique la popularité croissante de ce type d'appareil de chauffage:

  • L'économie de combustible par rapport à une chaudière à convection habituelle peut atteindre 35%.
  • La réduction des émissions nocives au cours de la transition entre les modèles traditionnels à gaz et à condensation est estimée à 70% en moyenne.
  • La basse température des gaz d'échappement permet d'installer des cheminées en plastique, beaucoup moins chères que celles en acier classiques.
  • Le faible niveau de bruit augmente le niveau de confort des personnes vivant dans la maison.

Parlons de certains des avantages énumérés des chaudières à condensation de manière plus détaillée.

Économie de carburant en cas d'utilisation dans des systèmes à basse température

La consommation de carburant dépend directement de la puissance de l'équipement et de la charge imposée au système de chauffage. Une chaudière à condensation de 28 kW avec une consommation de gaz maximale de 2,85 m 3 / h suffira pour chauffer une maison de 250 m 2. La chaudière classique de même capacité consomme 3,25 m 3 / h. À condition que la chaudière fonctionne six mois sur douze, vous économiserez environ 3 000 roubles par an. (aux prix courants du gaz principal pour les consommateurs russes). Il est probablement difficile d'appeler de telles économies importantes - cela ne couvrira même pas la différence de coût de l'entretien annuel des chaudières.

Mais examinons la situation du point de vue du consommateur européen moyen, à qui le gaz naturel coûte quatre à cinq fois plus cher, voire plus. Le montant des économies dans ce cas sera d'environ 300 euros, mais cela vaut la peine de se battre.

Consommation de gaz dans des chaudières à condensation de différentes capacités:

Réduction des émissions

Lors de la combustion d'un combustible organique, du dioxyde de carbone se forme, ce qui donne de l'acide carbonique lors de ses interactions avec l'eau. En outre, tout carburant contient toujours des impuretés composées de composés soufrés, de phosphore, d'azote et de nombreux autres éléments. Lors de la combustion, ils forment des oxydes qui, combinés à de l’eau, produisent également des acides.

Dans les chaudières à convection classiques, de la vapeur d'eau mélangée à des acides (charbon, acide sulfurique, acide nitrique, acide phosphorique) est rejetée dans l'atmosphère. Les chaudières à condensation ne présentent pas cet inconvénient: les acides restent dans le condensat. Toutefois, compte tenu des problèmes posés par l’élimination du condensat, la notoriété écologique de cet équipement peut être remise en question.

Contre chaudière à condensation

Une chaudière à condensation avec tous ses avantages ne peut pas être qualifiée d’équipement de chauffage idéal, car elle n’est pas sans inconvénients:

  • prix élevé;
  • le coût élevé de l'échangeur de chaleur (et, par conséquent, la nécessité de surveiller attentivement l'état de l'ensemble du système de chauffage);
  • manque d'efficacité dans les systèmes à haute température;
  • la complexité de l'élimination des condensats;
  • sensibilité à la qualité de l'air pris.

Pour un pourcentage supplémentaire d'énergie thermique doit payer. Techniquement, la chaudière à condensation est plus compliquée et donc plus chère. Le coût d'un bon condensat domestique provenant d'un fabricant bien connu est plusieurs fois supérieur au coût d'un appareil classique de même capacité. Bien entendu, ces équipements sont achetés depuis plus de dix ans, ce qui signifie qu'il est logique de privilégier les technologies innovantes qui augmentent le confort d'utilisation.

Conventionnellement, tous les modèles de chaudières à condensation peuvent être divisés en trois catégories de prix - premium, classe moyenne et classe économique:

1. La classe Premium est conçue pour quelques acheteurs. Les chaudières à condensation de classe Premium incluent, par exemple, les modèles de marques allemandes. Cet équipement est efficace et pratique, conforme aux normes environnementales européennes et fabriqué avec des matériaux de haute qualité. Les chaudières "Premium" ont de nombreuses fonctions utiles qui augmentent considérablement le confort lors de leur fonctionnement: programmation des modes de fonctionnement (maintien de la température ambiante au minimum en l'absence de propriétaires ou légère diminution de la température la nuit), régulation en fonction de la météo, interaction intelligente avec d'autres générateurs de chaleur, contrôle à distance à l'aide d'un programme spécial sur un téléphone portable, etc. Le seul point négatif est le prix élevé.

2. La classe moyenne comprend des produits moins chers, mais avec des qualités de consommation légèrement plus modestes. Ce sont des unités économiques et écologiques qui répondent à toutes les exigences et offrent des performances élevées. Ils se distinguent par une large gamme de fonctions, équipées d'un système de contrôle automatique, qui modifie indépendamment les paramètres en fonction de la température du caloporteur et de l'air de la pièce.

3. La classe économique est conçue pour ceux qui sont disposés à supporter un niveau de confort moindre pour des raisons économiques. Le produit "de masse" mène toujours en termes de ventes. Les principales positions sur le marché des chaudières à condensation de la classe économique appartiennent aux sociétés coréennes et slovaques. Leurs produits sont au moins deux fois moins chers que les modèles haut de gamme. Un autre avantage de cet équipement est son adaptation aux conditions de fonctionnement russes. Les réservoirs de condensat peu coûteux dotés d'une fonctionnalité simple tolèrent silencieusement les interruptions d'alimentation et les pertes de charge lorsque l'automatisation coûteuse cesse de fonctionner.

Pour évaluer vos capacités financières, vous devez prendre en compte les coûts inévitables d'installation et de mise en service des équipements, qui vous coûteront également très, très cher.

Il ne faut pas oublier que pendant le fonctionnement, une chaudière à condensation économise du gaz. Cependant, cette économie est tellement illusoire que l'investissement ne sera pas rentable à court terme. Cela signifie qu'avant d'acheter de la chaleur de condensation, il convient de procéder à une évaluation préliminaire: le coût du combustible économisé justifiera-t-il le prix élevé de l'équipement.

L’acquisition d’une telle chaudière ne devrait avoir d’effet économique positif que dans certaines conditions - si elle est installée dans une maison neuve à conception permanente (lire "en construction") avec un système de chauffage au sol à basse température organisé. Simultanément, l’ampleur de l’effet dépend directement de la température moyenne en hiver, c’est-à-dire de la région où est située la maison (le principe est simple: plus il faut de chaleur, plus cette technique est sensée).

Le coût élevé de l'échangeur thermique utilisé

L'échangeur de chaleur est un élément techniquement complexe et coûteux. En cas d'échec, vous, comme on dit, «montez sur la poupée». Pour l'argent que vous dépensez pour l'achat d'un nouvel échangeur de chaleur et pour payer le travail de remplacement, vous pouvez facilement acheter une nouvelle chaudière à convection de la même capacité.

Il en résulte qu'il est nécessaire de surveiller attentivement l'état de l'échangeur de chaleur. Rincez-le quand il obstrue, ce sera extrêmement difficile. Lors de l'installation de la chaudière à condensation, il est nécessaire de procéder à un audit de l'ensemble du système de chauffage. Les tuyaux et les radiateurs ne doivent pas être rouillés.

La sécurité de l'échangeur thermique dépend de la qualité du liquide de refroidissement utilisé. L'eau doit être douce, sinon les tuyaux vont s'accumuler rapidement avec du tartre à l'intérieur. La présence de rouille dans l'eau, les corps étrangers, les sels de calcium et de fer est inacceptable.

Puisque le condensat contient des acides, l'échangeur de chaleur doit pouvoir résister à leurs effets. Le plus souvent, les échangeurs de chaleur sont en silumin et en acier inoxydable de haute qualité. L’échangeur thermique en silumin est obtenu par coulée de métal. En raison du coût moins élevé des matériaux et de la technologie de production, ces échangeurs de chaleur sont moins chers que les échangeurs de chaleur en acier inoxydable. Mais ces échangeurs de chaleur ont un inconvénient: ils sont moins résistants aux environnements acides agressifs.

Les échangeurs de chaleur en acier inoxydable sont fabriqués en soudant des pièces individuelles. Le coût final de tels échangeurs de chaleur est plus élevé que celui des échangeurs au silumin. Cependant, ils résistent mieux à l'environnement acide et renforcent la fiabilité de l'équipement.

Utilisation inappropriée dans les systèmes à haute température

L'efficacité promise de 108-110% peut être obtenue loin d'être toujours - le chiffre réel dépend du système de chauffage. Il existe deux types de systèmes de chauffage fondamentalement différents: la température élevée et la température basse. Ils diffèrent par la plage de température du liquide de refroidissement à l'entrée et à la sortie du générateur de chaleur.

Dans les systèmes de chauffage conventionnels à haute température, le rapport de la température de l'eau fournie et de l'eau dans le circuit de retour est généralement compris entre 75 et 80 ° C et entre 55 et 60 ° C. Un système avec une chaudière à condensation n’est efficace que dans le mode basse température, c’est-à-dire lorsque le rapport des températures d'alimentation et de retour est compris entre 50 et 55 ° C et entre 30 et 35 ° C. Ce rapport est idéal si le chauffage de l'habitation est effectué à l'aide de sols chauds. Sinon, pour réchauffer la pièce, il sera nécessaire d'installer des radiateurs supplémentaires avec une surface supplémentaire augmentée de 2,5 à 3 fois la surface utile calculée pour la température du caloporteur ne dépassant pas 50 ° C.

L'efficacité de la chaudière à condensation est déterminée principalement par la température du liquide de refroidissement à l'entrée. La raison est simple: plus la température de l'eau dans le circuit de retour est basse, plus la condensation est intense. L'efficacité de la chaudière dans un système de chauffage à basse température (température d'entrée / de sortie est d'environ 30/50 ° C) peut atteindre ces mêmes 108 à 110%. Si une telle chaudière est conçue pour fonctionner dans un système à haute température (60/80 ° C), il n'y aura pas de condensat et l'efficacité tombera à 98-99% - c'est plus que les chaudières à convection conventionnelles, mais moins que ce ne pourrait être.

Ainsi, si vous souhaitez tirer le meilleur parti du condensat, la décision de son installation doit être prise au stade de la conception de la maison. Si vous achetez une telle chaudière pour une maison existante avec un système de chauffage existant, cela signifie la reconstruction inévitable du bâtiment avec le remplacement d'un système de chauffage par radiateur à haute température par un système de chauffage par le sol à basse température (et une telle réparation à grande échelle représente à nouveau une dépense considérable et l'effet économique de toute l'entreprise est perdu).

La complexité de l'élimination des condensats

L'utilisation d'une chaudière à condensation implique l'élimination de condensat. De plus, ce dernier est formé en quantités considérables - un litre par mètre cube de gaz brûlé. Par exemple: une chaudière d’une puissance de 25 kW par heure consomme environ 2,8 m 3 de gaz, c’est-à-dire qu’en une heure de fonctionnement, un peu moins de 3 litres de condensat ressortent, soit 70 litres par jour.

Rappelez-vous que le condensat est une solution d'acides, ce qui signifie que la question de savoir où le mettre n'est pas du tout oisive. Eh bien, si votre maison est connectée à un système d'égout centralisé. Même dans le cadre de normes européennes strictes, les chaudières d’une puissance maximale de 28 kW ne nécessitent pas une utilisation particulière du condensat. On suppose qu'une telle quantité de condensat est suffisamment diluée dans les eaux usées domestiques pour ne pas endommager les canalisations d'égout.

Mais qu'en est-il des propriétaires de maisons privées avec égouts autonomes? Il est impossible de verser dans la fosse septique - les bactéries bénéfiques (et coûteuses) mourront. Il est inacceptable de jeter sur le sol - la salinisation du sol se produira et, avec le temps, rien ne poussera dans cet endroit. L'élimination quotidienne de 70 litres au recyclage est extrêmement difficile. Un seul moyen de sortir - de fournir son propre système distinct pour neutraliser les acides contenus dans le condensat. En Occident, où les exigences de conformité aux normes environnementales sont plus strictes que les nôtres, un convertisseur catalytique est automatiquement acquis lors de l’installation d’une chaudière à condensation.

Sensibilité à la qualité de l'air

Un point important auquel vous devez faire attention si vous souhaitez que votre chaudière fonctionne normalement - élimination des produits de combustion et accès à l'air pour la combustion.

L'une des différences entre les chaudières à condensation et les chaudières à convection réside dans l'utilisation d'une chambre de combustion de type fermé. Les chaudières à convection prennent l'air de la pièce, la condensation - de la rue. Dans le premier cas, la circulation naturelle de l’air (convection) est utilisée pour saturer le mélange air-carburant avec de l’oxygène, et dans le second cas, il est prévu un ventilateur qui force l’air vers le brûleur. L'élimination des produits de combustion dans ceux-ci, d'ailleurs, est également effectuée de force. En règle générale, les masses d'air circulent le long d'une cheminée coaxiale, qui est une structure «tuyau dans tuyau». L'air aspiré se déplace à travers la cavité externe de la cheminée, les produits d'échappement de la combustion - à travers l'intérieur.

Il découle de tout cela que le condensat doit être très sensible à la qualité de l'air aspiré. La présence d'une quantité importante de poussière dans l'air entraîne une usure rapide de la turbine (ventilateur).

La propreté, mais aussi la température de l'air extérieur revêtent une grande importance pour le fonctionnement normal de la chaudière à condensation. Si l’air est amené au système par un conduit de cheminée coaxial, alors, comme le montre la pratique, les conduits d’admission d’air en hiver peuvent geler parce que la température des gaz de combustion est assez basse et qu’ils ne peuvent pas réchauffer les parois de la cheminée. Ceci entraîne une diminution de l'apport en oxygène nécessaire à la combustion du carburant et, par conséquent, une diminution du rendement de l'équipement.

Pour éviter cela, et il n’est pas nécessaire de chauffer périodiquement les tuyaux pour les libérer de la glace, le calcul, l’installation, le démarrage et le réglage du système doivent être gérés par des techniciens de maintenance agréés. Pour ajuster le paramètre responsable du débit d’air dans la quantité nécessaire à la combustion du combustible dans la chaudière d’une puissance donnée, ils utilisent un analyseur de gaz. Sans cet équipement spécial, l'efficacité requise de la chaudière ne peut être atteinte. De plus, les résidents de zones soumises à des conditions climatiques difficiles, lorsqu’ils décident d’installer une chaudière à condensation, devraient demander des explications aux représentants du fabricant sur la possibilité de faire fonctionner ces équipements à une plage donnée de températures extérieures locales.

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