Kondenzációs gázkazán: működésének sajátosságai, előnyök és hátrányok + különbség a klasszikus modellektől

A kondenzációs típusú hőtermelők eladói kijelentik, hogy a számunkra ajánlott innovatív berendezés hatásfoka meghaladja a 100%-ot. De egyetért Ön is, hogy ez kissé ellentmond az energiamegmaradás törvényének, amelyet mindannyian ismerünk az iskolai fizikatananyagból? Akkor hát mi a rejtély?

Egyrészt az ilyen kijelentések a marketingszakemberek trükkjei. Másrészt azonban – a vásárlót meggyőző biztosítékaikban van egy szemernyi igazság is. Részletesen fogjuk elemezni, hogyan épül fel a kondenzációs kazán: előnyei és hátrányai, működésének és szerkezetének sajátosságai alapos tanulmányozást érdemelnek.

Ahhoz, hogy teljes képet kapjunk a kondenzációs típusú berendezésről, hasonlítsuk össze a klasszikus hőenergia-termelővel. Bemutatjuk a csatlakoztatásának és üzemeltetésének sajátosságait. Felfedjük a rendkívüli hatékonyság titkait.

Kondenzációs gázkazán

A kondenzációs gáz hőtermelő magas hatásfokát a készülékben található kiegészítő hőcserélő biztosítja. Az első, minden fűtőkazánban megtalálható hőcserélő egység a hőhordozónak adja át az elégetett tüzelőanyag energiáját. A második ehhez hozzáadja a kipufogógázok rekuperációjából származó hőt is.

A kondenzációs kazánok „kék tüzelőanyaggal” működnek:

• vezetékes gázzal (metántöbbségű gázkeverékkel);
• tartályos vagy palackos gázzal (propán és bután keverékével, ahol az egyik vagy a másik komponens dominál).

Bármelyik gázváltozat használható. A lényeg, hogy az égő alkalmas legyen az adott tüzelőanyag-típussal való működésre.

A kondenzációs gázkazánok drágábbak a hagyományos konvekciós modelleknél, de üzemanyagköltségben felülmúlják őket a gázfogyasztás 20–30%-os csökkenése miatt.

A kondenzációs hőtermelő a legjobb hatékonyságot metán égetésekor mutatja. A propán-bután keverék itt kissé alulmarad. Ráadásul minél nagyobb a propán aránya, annál jobb.

Ebben a tekintetben a gáztartályok „téli” gáza valamivel nagyobb hatásfokot eredményez, mint a „nyári”, mivel az első esetben a propán komponens aránya magasabb.

A kondenzációs gázkazántól eltérően a konvekciós kazánban a hőenergia egy része az égéstermékekkel együtt a kéménybe távozik. Ezért a klasszikus kivitelek hatásfoka 90% körül van. Ezt fölé emelni lehetne, de technikailag túl bonyolult.

Gazdaságilag ez nem indokolt. A kondenzációs kazánokban viszont az égésből nyert hőt ésszerűbben és teljesebben hasznosítják, mivel a gőz feldolgozásakor felszabaduló hő felhalmozódik és átadódik a fűtési rendszernek. Így a hőhordozó tovább melegszik, ami lehetővé teszi a tüzelőanyag-fogyasztás csökkentését a kapott 1 kW hőre vetítve.

Felépítés és működési elv

A kondenzációs kazán felépítését tekintve sokban hasonlít a zárt égéstérrel rendelkező konvekciós kazánra. Csupán annyi a különbség, hogy belül kiegészül egy másodlagos hőcserélővel és egy rekuperációs egységgel.

A kondenzációs hőfejlesztő fő jellemzői: a második hőcserélő és a ventilátoros zárt égéstér megléte.

A kondenzációs gázkazán a következőkből áll:

• zárt típusú égéstér moduláló égővel;
• elsődleges hőcserélő (1. sz.);
• kipufogógázok hűtőkamrája +56–57 ⁰C-ra (harmatpont);
• másodlagos kondenzációs hőcserélő (2. sz.);
• kémény;
• levegőellátó ventilátor;
• kondenzvíztartály és elvezető rendszer.

A vizsgált berendezés szinte mindig beépített keringető szivattyúval van felszerelve a hőhordozó számára. A fűtőcsövekben természetes vízáramlású szokásos változat itt alig alkalmazható. Ha a szivattyú nincs a készletben, akkor a kazán bekötésének tervének elkészítésekor mindenképpen gondoskodni kell róla.

A kondenzációs kazán további hatásfok-százalékai a visszatérő víz felmelegítéséből származnak a kéményben lévő kipufogógázok hűtése révén.

A kondenzációs kazánok kaphatók egykörös és kétkörös kivitelben, valamint álló és fali kivitelben. Ebben nem különböznek a klasszikus konvekciós modellektől.

A kondenzációs gázkazán működési elve a következő:

1. A felmelegített víz a hő nagy részét az 1. számú hőcserélőben kapja a gáz elégetéséből.
2. Ezután a hőhordozó áthalad a fűtési körön, lehűl, és a másodlagos hőcserélő egységbe kerül.
3. Az égéstermékek kondenzációja következtében a 2. számú hőcserélőben a lehűlt víz a rekuperált hőnek köszönhetően felmelegszik (akár 30% üzemanyagot megtakarítva), és visszakerül az 1. számú hőcserélőbe egy új cirkulációs ciklusra.

Az elhasznált gázok hőmérsékletének pontos szabályozása érdekében a kondenzációs kazánok mindig moduláló égővel vannak felszerelve, amelyek teljesítménytartománya 20–100%, valamint levegőellátó ventilátorral.

Az üzemeltetés finomságai: kondenzátum és kémény

A konvekciós kazánban a földgáz égéstermékei (CO₂, nitrogén-oxidok és gőz) csak 140–160 ⁰C-ra hűlnek le. Ha ennél jobban lehűtenék őket, akkor a kéményben csökken a huzat, agresszív kondenzvíz kezd képződni, és az égő kialszik.

Ezt a helyzetet minden klasszikus gáz-hőtermelő gyártó igyekszik elkerülni, hogy maximalizálja a munka biztonságát, valamint meghosszabbítsa berendezése élettartamát.

A kondenzációs kazánban a füstcsőben lévő gázok hőmérséklete 40 ⁰C körül ingadozik. Egyrészt ez csökkenti a kéménycső anyagának hőállóságával szembeni követelményeket, másrészt korlátozza a választást a savakkal szembeni ellenálló képesség tekintetében.

A gázkazánból származó füstgázok a lehűlés során magas savtartalmú, agresszív kondenzátumot képeznek, amely könnyedén felmarja még az acélt is.

A kondenzációs hőtermelők hőcserélőit a következő anyagokból készítik:

• rozsdamentes acélból;
• sziluminból (alumínium-szilícium ötvözetből).

Mindkét anyag fokozott saválló tulajdonságokkal rendelkezik. Az öntöttvas és a hagyományos acél egyáltalán nem alkalmasak kondenzációs készülékekhez.

A kondenzációs kazán kéménycsövét kizárólag rozsdamentes acélból vagy saválló műanyagból szabad felszerelni. A tégla-, vas- és egyéb kémények nem alkalmasak ilyen berendezésekhez.

A másodlagos hőcserélőben végzett rekuperáció során kondenzátum képződik, amely egy gyenge savas oldat, és el kell távolítani a vízmelegítő készülékből.

Egy 35–40 kW teljesítményű kondenzációs kazán működése során körülbelül 4–6 liter kondenzátum képződik. Leegyszerűsítve ez körülbelül 0,14–0,15 liter 1 kW hőenergiánként.

Valójában ez egy gyenge sav, amelyet tilos egyedi csatornarendszerbe önteni, mivel elpusztítja a hulladékfeldolgozásban részt vevő baktériumokat. Sőt, a központi rendszerbe való kiengedés előtt ajánlott először vízzel hígítani 25:1 arányig. És csak utána lehet eltávolítani anélkül, hogy félnénk a cső károsodásától.

Ha a kazánt szeptikus tartállyal vagy szennyvíztisztítóval rendelkező házba telepítik, akkor a kondenzátumot először semlegesíteni kell. Ellenkező esetben elpusztítja az egyedi tisztítórendszer teljes mikroflóráját.

A semlegesítő egy 20–40 kg össztömegű márványzúzalékkal töltött tartály formájában készül. A márványon áthaladva a kazán kondenzátumának pH-ja megemelkedik. A folyadék semlegessé vagy gyengén lúgossá válik, így már nem veszélyes a szeptikus tartály baktériumaira és az ülepítő anyagára. Az ilyen semlegesítőben a töltetet 4–6 havonta kell cserélni.

Honnan a 100% feletti hatásfok?

A gázkazán hatékonyságának megadásakor a gyártók a gáz alsó fűtőértékét veszik alapul, figyelmen kívül hagyva a vízgőz kondenzációja során keletkező hőt. A konvekciós hőtermelőben az utóbbi a hőenergia hozzávetőleg 10%-ával együtt teljesen a kéménycsőbe távozik, ezért nem veszik figyelembe.

Ha azonban összeadjuk a kondenzációs hulladékhőt és az elégetett földgáz fő hőjét, akkor éppen 100% feletti hatásfokot kapunk. Nincs csalás, csak egy kis trükk a számokban.

A hatásfok magasabb fűtőérték alapján történő számításakor a konvekciós kazán hatásfoka 83–85% körül lesz, a kondenzációsé pedig 95–97% körül.

Lényegében a 100% feletti «helytelen» hatásfok a hőtermelő berendezések gyártóinak azon vágyából fakad, hogy összehasonlítsák az összehasonlítható mutatókat.

Egyszerűen a konvekciós készülékben a «vízgőzt» egyáltalán nem veszik figyelembe, míg a kondenzációsban figyelembe kell venni. Innen erednek a kis eltérések az iskolában tanított alapfizika logikájától.

A kondenzációs fűtőberendezés előnyei és hátrányai

A kondenzációs kazán előnyei közé tartozik:

1. A káros anyagok kibocsátásának 60–70%-os csökkentése (a szén-dioxid és nitrogén-oxidok nagy része a kondenzátumba kerül).
2. A konvekciós modellekhez képest akár 30% gáztüzelőanyag-megtakarítás az előállított 1 kW-onként.
3. Kisebb méretű gázfűtő berendezés azonos teljesítmény mellett.
4. Az égéstermékek alacsony hőmérséklete a kéményben (mindössze körülbelül 40 ⁰C).
5. Több kazánból álló kaszkád telepítésének lehetősége.
6. Sokoldalúság (alkalmas mind fűtőradiátorokhoz, mind «padlófűtéshez»).
7. Intelligens automatika és a gázüzemű hőtermelő teljes autonóm működése emberi beavatkozás nélkül.

A két-három hőtermelőből álló kaszkád rendszer lehetővé teszi kis teljesítményű kazánok telepítését, amelyek kevesebbet zajonganak és rezegnek működés közben, mint az erősebb modellek.

Ez leegyszerűsíti a teljes fűtési rendszer telepítését, és lehetővé teszi a házi kazánház méretének csökkentését. Ráadásul a hőtermelési folyamat rugalmasabb szabályozásának lehetősége révén nő a hőtermelő berendezések alkalmazásának általános hatékonysága.

A kondenzációs kazán költségei a hagyományos konvekciós kazánhoz képest 5–6 év alatt térülnek meg a földgáz megtakarításának köszönhetően.

A kondenzációs hőtermelők hátrányai közül meg kell említeni:

1. A berendezés magas ára (1,5–2-szer magasabb, mint a hasonló teljesítményű klasszikus konvekciós típusú modelleké).
2. Problémák a kondenzátum ártalmatlanításával.
3. A hatékonyság csökkenése a kazán magas hőmérsékletű fűtési rendszerekben történő használata esetén.
4. Energiafüggőség – a ventilátor, az automatika és a keringető szivattyú működéséhez elektromos áram szükséges.
5. Fagyállókkal való használat tilalma.

A jelentős kezdeti költségek ellenére a kondenzációs kazán gazdasági szempontból teljesen indokolt. Használat során bőven visszahozza az eredetileg elköltött pénzt.

Oroszországban az ilyen berendezések még kevéssé elterjedtek. A rekuperációs gázkazán még túl szokatlan és kevéssé ismert a piacunkon. De az ilyen hőtermelők iránti érdeklődés fokozatosan nő.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Hogyan működik a kondenzációs hőtermelő:

A vízgőz-rekuperációs gázkazánok felépítése:

A kondenzációs kazánok minden előnye:

Ha alaposan megvizsgáljuk, hogyan és milyen elvek alapján működik a gázkondenzációs kazán, akkor az első pillantásra „helytelen” 108–110%-os hatásfok teljesen érthető és indokolt számokká válik.

A fáradt gázok rekuperációjával ellátott hőtermelő valóban hatékonyabb a klasszikus kivitelhez képest. Az egyetlen komoly hátránya a magas savtartalmú kondenzátum, amelyet valahol ártalmatlanítani kell.

Kérem, írja meg észrevételeit az alábbi űrlapon. Nem kizárt, hogy olyan információval rendelkezik, amely kiegészítheti a cikkben leírtakat. Tegyen fel kérdéseket, ossza meg saját tapasztalatait a kondenzációs típusú kazánok kiválasztásával és üzemeltetésével kapcsolatban, töltsön fel fényképeket a cikk témájához.