Come scegliere una caldaia a gas: criteri di base

Sezioni dell’articolo

• Caldaia a gas a condensazione (a condensazione)
• Da dove viene l’efficienza “extra” per le caldaie a condensazione?
• Caratteristiche delle caldaie a condensazione
• Panoramica comparativa delle caldaie a gas

Oggi nel nostro articolo parleremo di caldaie a condensazione. Considerare il design, il principio di funzionamento, i loro pro e contro, in base a quali parametri, oltre al prezzo, dovrebbero essere scelte tali caldaie. Rivediamo tre marche di caldaie a gas per determinare il meglio.

Perché le caldaie a gas sono più popolari tra i proprietari di case? La risposta è semplice: non esiste una fonte di energia più redditizia utilizzata per il riscaldamento domestico e l’acqua di riscaldamento per le esigenze domestiche del gas naturale principale di oggi. Quindi non resta che scegliere una caldaia a gas, guidata da … cosa? Prezzo, ammonizioni dei venditori, raccomandazioni eterogenee di parenti e amici, riconoscimento del marchio? Descrizione delle caldaie a condensazione, raccomandazioni per la scelta di una caldaia a gas convenzionale, un’analisi comparativa di diversi modelli per determinare il meglio tra loro – in questo articolo.

Caldaia a gas a condensazione (a condensazione)

Ritorneremo più tardi alla scelta delle caldaie a gas convenzionali, ma per ora considereremo una sottospecie interessante di loro: caldaie a condensazione, i cui produttori promettono un’efficienza superiore al 100%. Come è possibile – l’efficienza è superiore al 100%, perché contraddice i fondamenti della fisica?

Una normale caldaia a gas, i cui modelli sono molto diffusi nella CSI, trasferisce l’energia termica ottenuta a seguito della combustione di gas naturale al vettore di calore del sistema di riscaldamento attraverso uno scambiatore di calore in acciaio o ghisa. Tuttavia, i gas di scarico e il vapore acqueo risultanti, la cui temperatura è di circa 120 ° C, non vengono utilizzati per il riscaldamento. Il calore del vapore in una caldaia convenzionale non può essere trasferito al refrigerante, poiché l’umidità in esso contenuta è estremamente dannosa per la sua struttura, poiché quando si raffredda e si condensa, l’usura corrosiva è inevitabile, un deterioramento significativo della qualità della combustione del gas e della deposizione di condensa sulle superfici del camino. Le perdite di energia termica che fuoriescono insieme al vapore rappresentano circa il 10% della capacità totale di una caldaia a gas per unità di tempo.

Il principio di funzionamento di una caldaia a gas convenzionale: 1 – fornitura di gas; 2 – bruciatore atmosferico; 3 – flusso di ritorno del liquido di raffreddamento; 4 – uscita refrigerante riscaldata; 5 – prodotti di combustione

Il vapore acqueo contenuto nei gas di scarico si condensa a determinate temperature del liquido di raffreddamento – meno di 57 ° C. Più bassa è la temperatura del liquido di raffreddamento, più intensa è la condensa e, di conseguenza, più energia termica viene prelevata dal vapore acqueo. La massima efficienza di una caldaia a gas a condensazione si ottiene alla temperatura più bassa del fluido di riscaldamento nel circuito di ritorno dell’impianto di riscaldamento. Ad esempio, con una differenza di temperatura tra alimentazione e ritorno di 15 ° C (alimentazione 80 ° C, ritorno 65 ° C), l’efficienza di una caldaia a condensazione non sarà superiore al 97%, vale a dire una differenza particolarmente evidente con l’efficienza di una caldaia a gas convenzionale (93–95 %) non sarà. Per ottenere le massime prestazioni, la caldaia a condensazione deve essere installata in sistemi di riscaldamento a bassa temperatura, ovvero la differenza di temperatura ottimale tra alimentazione e ritorno è rispettivamente di 50 e 30 ° C. Solo in questo caso si ottiene un’efficienza della caldaia di circa il 107% con un risparmio simultaneo di gas naturale di circa il 17% grazie a un bruciatore atmosferico.

Schema di funzionamento della caldaia a condensazione: 1 – aria bruciatore; 2 – fornitura di gas; 3 – uscita refrigerante; 4 – scambiatore di calore primario; 5 – scambiatore di calore a recupero; 6 – fornitura di refrigerante; 7 – aspiratore di fumo; 8 – scarico condensa

Le caldaie a gas a condensazione, in grado di estrarre energia termica dal vapore acqueo, sono dotate di uno speciale recuperatore-scambiatore di calore, in cui questo vapore si condensa e rilascia calore all’acqua che circola nel sistema di riscaldamento. Nella progettazione di tali caldaie, vengono utilizzati due tipi di scambiatori di calore: piastra (alettata) e tubolare.

Lo scambiatore di calore a piastre è una struttura a nido d’ape formata da sottili pannelli metallici saldati insieme con una rotazione di 90 ° tra ciascuna coppia di pannelli. I recuperatori di lastre sono generalmente di grandi dimensioni, quindi sono spesso utilizzati in caldaie a condensazione di grandi dimensioni per uso industriale e domestico. Un recuperatore tubolare è costituito da diversi tubi attorcigliati con pareti sottili – in ciascuno di essi si forma un flusso vortice di gas, che preme contro le pareti, il che consente di aumentare l’intensità dello scambio di calore e contemporaneamente ridurre la resistenza del canale attraverso il quale passano i gas di combustione. A proposito, sono i recuperatori tubolari che vengono utilizzati nelle valvole di alimentazione integrate in telai di finestre in plastica ermetiche. Grazie alle loro dimensioni ridotte e all’elevata efficienza, gli scambiatori di calore tubolari sono ampiamente utilizzati nella costruzione di caldaie a condensazione domestiche..

Scambiatore di calore a tubo di condensazione

Il design della caldaia a condensazione comprende due scambiatori di calore: primario e di recupero. Lo scambiatore di calore primario è realizzato in ghisa o acciaio, è identico agli scambiatori di calore delle caldaie a gas convenzionali, è in grado di eliminare la maggior parte del calore generato dalla fiamma del bruciatore. Un recuperatore a piastre o tubolare è installato lungo il percorso dei gas di combustione all’interno del corpo della caldaia – estrae l’energia termica rimanente condensando il vapore acqueo ad una temperatura del liquido di raffreddamento al di sotto del punto di rugiada. Il refrigerante che passa attraverso i tubi all’interno del recuperatore assorbe l’energia termica e la condensa liquida risultante si accumula sulle pareti dello scambiatore di calore e scorre in un vassoio speciale, da lì – attraverso un tubo di plastica nella fogna. A causa dell’elevata aggressività chimica della condensa, recuperatori e vassoi sono realizzati con materiali resistenti alla corrosione chimica, come acciaio inossidabile e silicio (una lega di alluminio-silicio).

Il volume giornaliero di condensa rilasciata corrisponde approssimativamente alla capacità di una caldaia a condensazione – ad esempio, una caldaia da 20 kW emette circa 20 litri di condensa al giorno. Nei paesi europei, a tale condensa si applicano norme rigorose, a causa della sua aggressività chimica, è necessario installare filtri di neutralizzazione tra lo scarico della caldaia e il sistema fognario contenente granuli di calcio o magnesio. Al momento in Russia non esistono requisiti per lo scarico della condensa dalle caldaie a gas a condensazione..

Da dove viene l’efficienza “extra” per le caldaie a condensazione?

L’energia termica generata dalle caldaie a gas veniva tradizionalmente calcolata dalla combustione del combustibile (calore inferiore), cioè il calore che scompare con il vapore acqueo non veniva preso in considerazione, poiché era impossibile estrarlo prima della comparsa di caldaie a condensazione. La differenza di efficienza tra caldaie convenzionali e a condensazione è di circa il 10-15%, quindi i vantaggi di quest’ultimo tipo di caldaie, la cui efficienza è calcolata dal calore più elevato, tenendo conto del calore di condensazione.

Infatti (dal punto di vista del calore più elevato), l’efficienza delle caldaie a gas convenzionali non supera l’80%.

Caratteristiche delle caldaie a condensazione

Esistono molti aspetti positivi delle caldaie a gas di questo tipo:

• alta potenza in dimensioni compatte. Ad esempio, le caldaie a gas murali di tipo convenzionale non possono avere una potenza superiore a 35 kW, mentre le caldaie a condensazione murali sono limitate a 120 kW;
• la perdita di calore non supera il 2% dell’energia totale generata;
• un bruciatore di un design speciale consente di controllare in modo più accurato le modalità di attivazione e spegnimento della caldaia, a seguito delle quali si ottiene il risparmio di carburante;
• la bassa temperatura di funzionamento consente di utilizzarli in sistemi di riscaldamento come il riscaldamento a pavimento e il riscaldamento del battiscopa – le caldaie a condensazione sono ideali per un sistema a doppio circuito;
• le emissioni di energia termica e di sostanze nocive nell’atmosfera sono ridotte al minimo;
• l’uso di materiali di alta qualità nella costruzione di scambiatori di calore raddoppia la durata di tali caldaie rispetto a quelle convenzionali;
• alla stessa capacità, le caldaie a condensazione occupano meno spazio rispetto alle caldaie a gas convenzionali.

La massima efficienza delle caldaie a condensazione si osserva nei sistemi di riscaldamento di grandi edifici – da 200 m². Per riscaldare una casa del genere, è necessaria una potente caldaia con un elevato consumo di gas naturale, e in questo caso una caldaia a condensazione con la sua alta efficienza e consumo di carburante economico è semplicemente insostituibile..

Svantaggi delle caldaie a condensazione:

• la necessità di un camino sigillato con scarico forzato. Allo stesso tempo, va notato la flessibilità delle caldaie di questo design in relazione all’uscita del canale del camino, e non solo per i modelli a pavimento, ma anche per quelli a parete. Nelle caldaie a gas convenzionali, l’uscita del camino è limitata a un punto rigorosamente definito;
• dipendenza dall’elettricità – in sua assenza, la caldaia si spegnerà automaticamente, arrestando il bruciatore e la fornitura di gas naturale;
• la massima efficienza di una caldaia a condensazione si ottiene nei sistemi di riscaldamento a bassa temperatura. Nei sistemi di riscaldamento convenzionali, con una temperatura del liquido di raffreddamento entro 80 ° C, l’efficienza di tale caldaia non è diversa da quella di una caldaia a gas convenzionale, poiché non vi sarà alcuna presa di calore secondaria;
• costo elevato a causa dei materiali costosi utilizzati nella struttura (i materiali più economici non possono resistere alla corrosione chimica causata dalla condensa). I prezzi delle caldaie a condensazione sono il doppio del costo delle caldaie convenzionali.

Le caldaie a gas a condensazione non sono prodotte in Russia, vengono presentati principalmente prodotti europei delle società italiane Baxi, Ferroli ed Hermann, Vaillant tedesco, Protherm slovacco..

Panoramica comparativa delle caldaie a gas

Consideriamo tre modelli di caldaie a gas del tipo “solito” e scegliamo la migliore caldaia per l’acquisto. Di seguito analizzeremo le caratteristiche delle caldaie a basamento di tre produttori: Baxi (Italia), Protherm (Slovacchia) e JSC “ZhMZ” (Russia). La potenza termica dei modelli descritti è di circa 16 kW.

specificazioni	Baxi Slim 1.150 i	Protherm Bear 20 TLO	Zhukovsky AOGV-17.4-3 “Comfort”
Prestazione termica
Potenza nominale, kW	14.9	17	17,4
Area riscaldata, m2	130	140	140
Efficienza,%	90	90	88
Temperatura massima dell’acqua nello scambiatore di calore, ° C	85	85	90
Intervalli di temperatura operativa
Primo stadio (riscaldamento del radiatore), ° C	30-85	fino a 85	fino a 90
Secondo stadio (pavimento caldo), ° C	30-45	non	non
Accensione
Tipo di accensione	elettrico	elemento piezoelettrico	elemento piezoelettrico
Consumo di energia
Frequenza di alimentazione, Hz	50	–	–
Energia elettrica consumata, W	120	–	–
Controllo
Termostato di lavoro	elettronico	meccanico	meccanico
Interruttore di sicurezza	c’è	c’è	c’è
Spegnimento automatico dell’alimentazione del gas quando la fiamma si spegne	c’è	c’è	c’è
Spegnimento automatico in caso di surriscaldamento	c’è	c’è	c’è
Sensore di trazione	c’è	c’è	c’è
Caratteristiche generali
Tipo di guscio	monoblocco verticale	monoblocco verticale	monoblocco verticale
Materiale corporeo	ghisa e acciaio	ghisa e acciaio	acciaio
La forma del corpo	rettangolare	rettangolare	arrotondato
tipo di installazione	pavimento	pavimento	pavimento
Tipo di camera di combustione	Aperto	Aperto	Aperto
Materiale scambiatore di calore	ghisa	ghisa	acciaio
Tipo di bruciatore	atmosferico	atmosferico	atmosferico
Tipo di carburante (con sostituzione di un bruciatore con un ventilatore)	G20 / G30	G20 / G30	G20 / G30
Pressione di ingresso carburante G20 (metano gassoso), mbar	20	13-20	6,5-18
Pressione di ingresso del carburante G30 (butano liquefatto), mbar	trenta	29	20-36
Consumo massimo di carburante G20, m3/ h	1.74	2.14	1.87
Consumo di carburante G30, kg / h	1.12	1.8	1,3
Numero di contorni	uno	uno	uno
Vettore di calore	acqua	acqua	acqua / antigelo
Modulazione elettronica della fiamma	c’è	non	non
Strumenti idraulici completi (pompa, vaso di espansione, manometro)	c’è	non	non
Capacità scambiatore di calore, l	nove	9.1	–
Rumorosità a distanza di un metro dalla caldaia, dB	–	non più di 55	–
Capacità caldaia di accumulo, l	opzione aggiuntiva	opzione aggiuntiva	64
Metodo di scarico dei fumi	camino a tiraggio naturale	camino a tiraggio naturale	camino a tiraggio naturale
Diametro camino, cm	undici	13	13.5
Dimensioni AxLxP, cm	85x35x52	88x42x60	105x42x48
Peso (senza acqua), kg	89	90	49
Proprietario del marchio	BAXI S.p.A., Italia	Protherm Production s.r.o., Slovacchia	JSC “Zhukovsky Machine-Building Plant”, Russia
Paese d’origine	Italia	Slovacchia	Russia
Garanzia, anni	2	2	3
Durata approssimativa, anni	quattordici	quattordici	quattordici
Altre opzioni
Protezione antigelo	c’è	non	non
Timer	opzione aggiuntiva	non	non
Costo medio, sfregamento.
	40.000	38.000	17.000

Baxi Slim 1.150 i

Analizziamo i dati raccolti nella tabella:

• le caldaie dei marchi Baxi e Protherm sono dotate di uno scambiatore di calore in ghisa affidabile e durevole, la caldaia di JSC “ZhMZ” è dotata di uno in acciaio più economico e meno affidabile;
• l’accensione dei marchi di caldaie ridotte Protherm e JSC “ZhMZ” viene effettuata da un elemento piezoelettrico, cioè senza consumo di elettricità;
• Il controllo elettronico della caldaia Baxi è in grado di regolare in modo indipendente e accurato il funzionamento del bruciatore atmosferico, adattandosi ai dati dei sensori di temperatura nella stanza e all’esterno dell’edificio. Per questo motivo, questa caldaia ha il minor consumo di gas tra i modelli descritti;
• tra questi modelli, solo la caldaia prodotta da JSC “ZhMZ” ha una caldaia integrata per il riscaldamento dell’acqua per esigenze domestiche;
• la modalità automatica di accensione e spegnimento della caldaia di riscaldamento è presente solo in Baxi, altre due caldaie con accensione piezoelettrica possono spegnersi solo quando la pressione nella fornitura di gas cala, ma non possono accendersi autonomamente;
• il costo della caldaia Zhukovsky Machine-Building Plant è la metà di quello dei modelli dei produttori europei, inoltre, la caldaia AOGV-17.4-3 Comfort è dotata di un sistema automatico meccanico Honeywell prodotto in Germania, che durerà molto più a lungo e in modo più efficiente di un set di prodotti automatici prodotti in patria;
• ciascuno dei modelli di caldaia presentati nella recensione è in grado di funzionare sia con combustibile gassoso (metano) sia liquido (propano, butano), tuttavia, nel secondo caso, sarà richiesto un bruciatore a ventola, il cui costo, a seconda della potenza, sarà di almeno 15.000 rubli;
• La caldaia a gas di ZhMZ OJSC presentata nella panoramica della tabella è in grado di funzionare a metà della pressione nella rete di approvvigionamento del gas naturale – la situazione con una caduta di pressione nel gasdotto è comune in Russia. Mentre le caldaie importate smetteranno di funzionare quando la pressione nella conduttura del gas scende al di sotto di 13 mbar;
• solo la caldaia AOGV-17.4-3 “Comfort” consente di utilizzare due tipi di refrigerante nell’impianto di riscaldamento: acqua o antigelo (tuttavia, per le marche di antigelo esistono diversi requisiti di fabbrica).

Protherm Bear 20 TLO

Conclusione: Secondo i risultati della recensione, il modello AOGV-17.4-3 “Comfort”, prodotto da JSC “ZhMZ”, ha un indubbio vantaggio – inoltre, è il modello della classe “comfort”, e non la più economica “economia” o “standard” (la differenza di prezzo è di circa 3000 –4000 rubli), dotato di automatismi tedeschi. Le caldaie dell’impianto di costruzione di macchine Zhukovsky, sebbene non siano dotate di uno scambiatore di calore in ghisa, sono più adatte alla pressione instabile nel gasdotto, sono più adatte per l’uso in impianti di riscaldamento con una temperatura del refrigerante da 80 a 90 ° C.

Zhukovsky AOGV-17.4-3 “Comfort”

Mentre il gas naturale è relativamente economico e disponibile in Russia, le caldaie a gas sono e saranno costantemente richieste. Quando si sceglie uno o un altro modello di caldaia, è necessario determinare in anticipo il tipo e la fonte di combustibile – alimentazione di gas principale o autonoma, il tipo di sistema di riscaldamento – convenzionale (riscaldamento del liquido di raffreddamento a 90 ° C) o bassa temperatura (con riscaldamento dell’acqua non più di 45 ° C). Un valore iniziale altrettanto importante per la scelta di una caldaia sarà l’area di riscaldamento – se supera i duecento metri quadrati, è più redditizio acquistare una caldaia a condensazione economica e ad alte prestazioni, sebbene a un prezzo più elevato rispetto alle caldaie a gas convenzionali.

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