Kondenzációs kazánok működési elve
A kondenzációs kazán működésének alapelve, hogy a füstgázban lévő víz "rejtett hőjét visszanyerjük a gőz fázisból folyadék fázisba történő átváltoztatásával (kondenzálással), és az így nyert energia biztosítja a kazánok 100% feletti hatásfokát. A hatásfok emelését a füstgázok minél alacsonyabb hőmérsékletre történő visszahűtésével érhetjük el. A kondenzációskazán az alacsony hőmérsékletű fűtések (pl. a falfűtés, padlófűtés, de jól használható a nagy vízterű túlméretezett fűtésekhez is) ideális eszköze.
Mi az a kondenzációs kazán?
A füstgázban lévő hőenergia hasznosítása. A hagyományos égéssel működő kazánoknál a vízgőz, vagyis a benne lévő rejtett hő a termelődött füstgázzal együtt távozik a kéményen keresztül. A kondenzációs kazánok megnövelt felületű kompakt hőcserélővel rendelkeznek, amelynek célja, hogy az égéstermékben illetve annak vízgőz-tartalmában rejtett hő formában található hőenergia nagy részét visszanyerjük a fűtési rendszer javára.
Az égéstermék a visszatérő oldali hideg hőcserélő felületen oly mértékben lehűl, hogy a benne lévő vízgőz kondenzálódik, vagyis gőz halmazállapotból folyékony halmazállapotúvá változik. Ez az átalakulás jelentős hőátadással jár, amely több mint 11%-os visszanyerését jelenti annak a bevitt elsődleges hőenergiának, amit a tüzelőanyag elégetésekor viszünk a fűtési rendszerbe.
A fenti elv szerint plusz 11% úgynevezett kondenzációs hő adódik, ami 11,25 kWh hőenergiát eredményez a metángáz egy köbméterének elégetésekor. A füstgázból visszanyert hőmennyiség nagysága, illetve a keletkezett kondenzvíz mennyisége fordítottan arányos a berendezés üzemi hőmérsékletével. A kondenzációs technológia maximális alkalmazhatóságát tehát az olyan fűtési rendszerekben találjuk meg, amelyekben a visszatérő fűtővíz hőmérséklete a lehető legalacsonyabb.
100% fölötti hatásfok? Egy fűtőanyag energiatermelési képességét az égési folyamatban a fűtőértéke adja meg. A fűtőérték az egységnyi fűtőanyag (azaz 1 m3 metán, földgáz ) égése során keletkezett hőmennyiség. A fűtőértéket felső(égéshő) és alsó fűtőértékre vonatkoztathatjuk. Az előbbi az 1m3 gáz tökéletes elégésekor felszabaduló hőmennyiséget (égéshő) jelenti, feltételezve, hogy a füstgázban jelenlévő vízgőz rejtett hőjét is visszanyertük; az utóbbi az 1m3 gáz elégésekor felszabaduló hőmennyiséget jelenti, feltételezve, hogy a füstgázban jelenlévő összes víz megmarad gőz halmazállapotúnak és az égéstermékkel együtt hasznosítatlanul távozik
A két fűtőérték különbsége tehát a füstgázban lévő vízgőz kondenzációs hőértékéből adódik. Tekintve, hogy a hagyományos elven működő kazánokkal nem lehetett visszanyerni ezt a hőt - mindig az alsó fűtőértékkel számoltunk a kazánok hatásfokának kiszámításakor. Vagyis nem ismertük el veszteségként, hogy az elsődleges égési folyamatban bevitt energia kb 11%-a kizárólag az előbb említett 1,6 kg vízgőz keletkezésére fordítódik, és mégis 100%-nak vettük a bevitt energiát. Ezt a számítási képletet alkalmazva a kondenzációs kazánok esetén 100%-nál magasabb hatásfokról beszélhetünk, mert a kondenzációs hőt a készülékünk már hasznosítani tudja.
A füstgáz hőmérséklete 170 C° körüli volt, most a kondenzációs kazánnál ez csupán 50-60 C° körül van.
