Comment choisir une chaudière à gaz: critères de base

Points d’article

• Chaudière à gaz à condensation (à condensation)
• D’où vient le rendement «supplémentaire» des chaudières à condensation?
• Caractéristiques des chaudières à condensation
• Aperçu comparatif des chaudières à gaz

Aujourd’hui, dans notre article, nous parlerons des chaudières à condensation. Considérez la conception, le principe de fonctionnement, leurs avantages et leurs inconvénients, par quels paramètres, en plus du prix, de telles chaudières doivent être choisies. Passons en revue trois marques de chaudières à gaz pour déterminer les meilleures.

Pourquoi les chaudières à gaz sont-elles les plus populaires auprès des propriétaires? La réponse est simple: il n’y a pas de source d’énergie plus rentable utilisée pour le chauffage domestique et l’eau de chauffage pour les besoins domestiques que le gaz naturel principal aujourd’hui. Alors, il ne reste plus qu’à choisir une chaudière à gaz, guidé par … quoi? Prix, avertissements des vendeurs, recommandations hétéroclites de parents et amis, reconnaissance de la marque? Description des chaudières à condensation, recommandations pour le choix d’une chaudière à gaz conventionnelle, analyse comparative de plusieurs modèles afin de déterminer le meilleur d’entre eux – dans cet article.

Chaudière à gaz à condensation (à condensation)

Nous reviendrons sur le choix des chaudières à gaz conventionnelles plus tard, mais pour l’instant nous en considérerons une sous-espèce intéressante – les chaudières à condensation, dont les fabricants promettent un rendement supérieur à 100%. Comment est-ce même possible – l’efficacité est supérieure à 100%, car elle contredit les principes fondamentaux de la physique?

Une chaudière à gaz ordinaire, dont les modèles sont répandus dans la CEI, transfère l’énergie thermique obtenue à la suite de la combustion du gaz naturel vers le caloporteur du système de chauffage par un échangeur de chaleur en acier ou en fonte. Cependant, les fumées et la vapeur d’eau qui en résultent, dont la température est d’environ 120 ° C, ne sont pas utilisées à des fins de chauffage. La chaleur de la vapeur dans une chaudière conventionnelle ne peut pas être transférée au liquide de refroidissement, car l’humidité qu’elle contient est extrêmement nocive pour sa structure, car lorsqu’elle se refroidit et se condense, une usure corrosive est inévitable, une détérioration significative de la qualité de la combustion du gaz et un dépôt de condensat sur les surfaces de la cheminée. Les pertes d’énergie thermique s’échappant avec la vapeur représentent environ 10% de la capacité totale d’une chaudière à gaz par unité de temps.

Le principe de fonctionnement d’une chaudière à gaz classique: 1 – alimentation en gaz; 2 – brûleur atmosphérique; 3 – retour du liquide de refroidissement; 4 – sortie du liquide de refroidissement chauffé; 5 – produits de combustion

La vapeur d’eau contenue dans les gaz de combustion se condense à certaines températures du liquide de refroidissement – moins de 57 ° C. Plus la température du liquide de refroidissement est basse, plus la condensation est intense et, par conséquent, plus la vapeur d’eau prélève de l’énergie thermique. L’efficacité maximale d’une chaudière à gaz à condensation est atteinte à la température la plus basse du fluide caloporteur dans le circuit de retour du système de chauffage. Par exemple, avec une différence de température entre l’arrivée et le retour de 15 ° C (alimentation 80 ° C, retour 65 ° C), le rendement d’une chaudière à condensation ne dépassera pas 97%, soit une différence particulièrement notable avec le rendement d’une chaudière à gaz conventionnelle (93–95 %) ne sera pas. Pour obtenir les performances les plus élevées, la chaudière à condensation doit être installée dans des systèmes de chauffage à basse température, c’est-à-dire que la différence de température optimale entre l’alimentation et le retour est de 50 et 30 ° C, respectivement. Ce n’est que dans ce cas qu’un rendement de chaudière d’environ 107% est atteint avec une économie simultanée de gaz naturel d’environ 17% grâce à un brûleur atmosphérique..

Schéma de fonctionnement de la chaudière à condensation: 1 – air brûleur; 2 – alimentation en gaz; 3 – sortie de liquide de refroidissement; 4 – échangeur de chaleur primaire; 5 – échangeur de chaleur récupérateur; 6 – alimentation en liquide de refroidissement; 7 – extracteur de fumée; 8 – évacuation des condensats

Les chaudières à gaz à condensation, capables d’extraire de l’énergie thermique de la vapeur d’eau, sont équipées d’un échangeur-récupérateur de chaleur spécial, dans lequel cette vapeur se condense et dégage de la chaleur à l’eau circulant dans le système de chauffage. Dans la conception de telles chaudières, deux types d’échangeurs de chaleur sont utilisés – à plaques (à ailettes) et tubulaires.

L’échangeur de chaleur à plaques est une structure en nid d’abeille formée par de minces panneaux métalliques soudés ensemble avec une rotation de 90 ° entre chaque paire de panneaux. Les récupérateurs à plaques sont généralement de grande taille, ils sont donc le plus souvent utilisés dans les chaudières à condensation de grande taille à usage industriel et domestique. Un récupérateur tubulaire se compose de plusieurs tubes torsadés à parois minces – dans chacun d’eux se forme un flux vortex de gaz, en appui contre les parois, ce qui permet d’augmenter l’intensité de l’échange thermique et de réduire simultanément la résistance du canal à travers lequel les gaz de combustion passent. À propos, ce sont des récupérateurs tubulaires qui sont utilisés dans les vannes d’alimentation intégrées dans des cadres de fenêtres en plastique hermétiques. En raison de leur petite taille et de leur rendement plutôt élevé, les échangeurs de chaleur tubulaires sont largement utilisés dans la construction de chaudières à condensation domestiques..

Échangeur de chaleur à tube de condensation

La conception de la chaudière à condensation comprend deux échangeurs de chaleur – primaire et récupérateur. L’échangeur de chaleur primaire est en fonte ou en acier, il est identique aux échangeurs de chaleur des chaudières à gaz classiques, il est capable d’évacuer l’essentiel de la chaleur générée par la flamme du brûleur. Une plaque ou un récupérateur tubulaire est installé le long du trajet des gaz de combustion à l’intérieur du corps de la chaudière – il extrait l’énergie thermique restante en condensant la vapeur d’eau à une température du liquide de refroidissement inférieure au point de rosée. Le liquide de refroidissement traversant les tuyaux à l’intérieur du récupérateur absorbe l’énergie thermique, et le condensat liquide résultant s’accumule sur les parois de l’échangeur de chaleur et s’écoule dans un bac spécial, à partir de là – à travers un tube en plastique dans l’égout. En raison de la forte agression chimique du condensat, les récupérateurs et les plateaux sont constitués de matériaux résistants à la corrosion chimique, tels que l’acier inoxydable et le silumin (un alliage aluminium-silicium).

Le volume quotidien de condensat rejeté correspond approximativement à la capacité d’une chaudière à condensation – par exemple, une chaudière de 20 kW dégagera environ 20 litres de condensat par jour. Dans les pays européens, des normes strictes s’appliquent à ce type de condensat, en raison de son agression chimique, il est nécessaire d’installer des filtres neutralisants entre le drain de la chaudière et le système d’égouts contenant des granules de calcium ou de magnésium. À l’heure actuelle, en Russie, il n’y a pas d’exigences pour l’évacuation des condensats des chaudières à gaz à condensation..

D’où vient le rendement «supplémentaire» des chaudières à condensation?

L’énergie thermique générée par les chaudières à gaz était traditionnellement calculée à partir de la combustion du combustible (chaleur moindre), c’est-à-dire que la chaleur qui s’en va avec la vapeur d’eau n’était pas prise en compte, car il était impossible de l’extraire avant l’apparition des chaudières à condensation. La différence d’efficacité entre les chaudières conventionnelles et à condensation est d’environ 10-15% – d’où les avantages de ce dernier type de chaudières, dont l’efficacité est calculée à partir de la chaleur plus élevée, en tenant compte de la chaleur de condensation.

En fait (du point de vue de la chaleur plus élevée), le rendement des chaudières à gaz conventionnelles ne dépasse pas 80%.

Caractéristiques des chaudières à condensation

Les chaudières à gaz de ce type présentent de nombreux aspects positifs:

• puissance élevée dans une taille compacte. Par exemple, les chaudières à gaz murales de conception conventionnelle ne peuvent pas avoir une puissance supérieure à 35 kW, tandis que les chaudières à condensation murales sont limitées à 120 kW;
• la perte de chaleur ne dépasse pas 2% de l’énergie thermique totale produite;
• un brûleur de conception spéciale vous permet de contrôler plus précisément les modes d’activation et d’arrêt de la chaudière, ce qui permet une économie de carburant;
• une faible température de fonctionnement leur permet d’être utilisés dans des systèmes de chauffage tels que le chauffage par le sol et les plinthes – les chaudières à condensation sont idéales pour un système à double circuit;
• les émissions d’énergie thermique et de substances nocives dans l’atmosphère sont réduites au minimum;
• l’utilisation de matériaux de haute qualité dans la construction d’échangeurs de chaleur double la durée de vie de ces chaudières par rapport aux chaudières conventionnelles;
• à même puissance, les chaudières à condensation prennent moins de place que les chaudières à gaz classiques.

Le rendement le plus élevé des chaudières à condensation est observé dans les systèmes de chauffage des grands bâtiments – à partir de 200 m². Pour chauffer une telle maison, une chaudière puissante avec une consommation élevée de gaz naturel est nécessaire, et dans ce cas, une chaudière à condensation avec son rendement élevé et sa consommation de carburant économique est tout simplement irremplaçable..

Inconvénients des chaudières à condensation:

• la nécessité d’une cheminée étanche à évacuation forcée. Dans le même temps, il convient de noter la flexibilité des chaudières de cette conception par rapport à la sortie du canal de cheminée, et pas seulement pour les modèles au sol, mais également pour les modèles muraux. Dans les chaudières à gaz classiques, la sortie de la cheminée est limitée à un point strictement défini;
• dépendance à l’électricité – en son absence, la chaudière s’éteindra automatiquement, arrêtant le brûleur et l’alimentation en gaz naturel;
• le rendement le plus élevé d’une chaudière à condensation est atteint dans les systèmes de chauffage à basse température. Dans les systèmes de chauffage conventionnels, avec une température du liquide de refroidissement inférieure à 80 ° C, le rendement d’une telle chaudière n’est pas différent de celui d’une chaudière à gaz conventionnelle, car il n’y aura pas d’apport de chaleur secondaire;
• coût élevé en raison des matériaux coûteux utilisés dans la structure (les matériaux moins chers ne peuvent pas résister à la corrosion chimique causée par la condensation). Les prix des chaudières à condensation sont le double du coût des chaudières conventionnelles.

Les chaudières à gaz à condensation ne sont pas produites en Russie, principalement des produits européens des sociétés italiennes Baxi, Ferroli et Hermann, allemand Vaillant, slovaque Protherm sont présentés..

Aperçu comparatif des chaudières à gaz

Considérons trois modèles de chaudières à gaz de type «habituel» et choisissons la meilleure chaudière à acheter. Ci-dessous, nous analyserons les caractéristiques des chaudières au sol de trois fabricants – Baxi (Italie), Protherm (Slovaquie) et JSC « ZhMZ » (Russie). La puissance thermique des modèles décrits est d’environ 16 kW.

Caractéristiques	Baxi Slim 1.150 i	Protherm Bear 20 TLO	Joukovski AOGV-17.4-3 «Confort»
Performance thermique
Puissance nominale, kW	14,9	17	17,4
Zone chauffée, m2	130	140	140
Efficacité,%	90	90	88
Température maximale de l’eau dans l’échangeur de chaleur, ° C	85	85	90
Plages de température de fonctionnement
Premier étage (chauffage par radiateur), ° C	30–85	jusqu’à 85	jusqu’à 90
Deuxième étage (sol chaud), ° C	30–45	ne pas	ne pas
Allumage
Type d’allumage	électrique	élément piézoélectrique	élément piézoélectrique
Consommation d’énergie
Fréquence d’alimentation, Hz	50	–	–
Consommation d’énergie, W	120	–	–
Contrôle
Thermostat de travail	électronique	mécanique	mécanique
Interrupteur de sécurité	il y a	il y a	il y a
Arrêt automatique de l’alimentation en gaz lorsque la flamme est éteinte	il y a	il y a	il y a
Arrêt automatique en cas de surchauffe	il y a	il y a	il y a
Capteur de traction	il y a	il y a	il y a
Caractéristiques générales
Type de coque	monobloc vertical	monobloc vertical	monobloc vertical
Matériau du corps	fonte et acier	fonte et acier	acier
Forme du corps	rectangulaire	rectangulaire	arrondi
type d’installation	sol	sol	sol
Type de chambre de combustion	ouvert	ouvert	ouvert
Matériau de l’échangeur de chaleur	fonte	fonte	acier
Type de brûleur	atmosphérique	atmosphérique	atmosphérique
Type de combustible (avec remplacement d’un brûleur par un ventilateur)	G20 / G30	G20 / G30	G20 / G30
Pression d’entrée de carburant G20 (gaz méthane), mbar	20	13 à 20	6.5-18
Pression d’entrée du carburant G30 (butane liquéfié), mbar	30	29	20-36
Consommation maximale de carburant G20, m3/ h	1,74	2.14	1,87
Consommation de carburant G30, kg / h	1.12	1,8	1,3
Nombre de contours	une	une	une
Caloporteur	l’eau	l’eau	eau / antigel
Modulation électronique de la flamme	il y a	ne pas	ne pas
Instruments hydrauliques complets (pompe, vase d’expansion, manomètre)	il y a	ne pas	ne pas
Capacité de l’échangeur de chaleur, l	neuf	9,1	–
Niveau sonore à une distance d’un mètre de la chaudière, dB	–	pas plus de 55	–
Capacité de la chaudière de stockage, l	option supplémentaire	option supplémentaire	64
Méthode d’évacuation des gaz de combustion	cheminée à tirage naturel	cheminée à tirage naturel	cheminée à tirage naturel
Diamètre de la cheminée, cm	Onze	13	13,5
Dimensions HxLxP, cm	85 x 35 x 52	88 x 42 x 60	105 x 42 x 48
Poids (sans eau), kg	89	90	49
Propriétaire de la marque	BAXI S.p.A., Italie	Protherm Production s.r.o., Slovaquie	JSC « Usine de construction de machines Zhukovsky », Russie
Pays d’origine	Italie	Slovaquie	Russie
Garantie, années	2	2	3
Durée de vie approximative, années	Quatorze	Quatorze	Quatorze
Autres options
Protection antigel	il y a	ne pas	ne pas
Minuteur	option supplémentaire	ne pas	ne pas
Coût moyen, frotter.
	40 000	38 000	17 000

Baxi Slim 1.150 i

Analysons les données collectées dans le tableau:

• les chaudières des marques Baxi et Protherm sont équipées d’un échangeur de chaleur en fonte fiable et durable, la chaudière de JSC «ZhMZ» est équipée d’un échangeur en acier moins cher et moins fiable;
• l’allumage des chaudières réduites des marques Protherm et JSC « ZhMZ » est réalisé par un élément piézoélectrique, c’est-à-dire sans consommation électrique;
• La commande électronique de la chaudière Baxi est capable d’ajuster indépendamment et avec précision le fonctionnement du brûleur atmosphérique, en s’adaptant aux données des capteurs de température dans la pièce et à l’extérieur du bâtiment. Pour cette raison, cette chaudière a la plus faible consommation de gaz parmi les modèles décrits;
• parmi ces modèles, seule la chaudière produite par JSC « ZhMZ » dispose d’une chaudière intégrée pour le chauffage de l’eau pour les besoins domestiques;
• le mode automatique d’allumage et d’extinction de la chaudière de chauffage n’est présent qu’à Baxi, deux autres chaudières à allumage piézoélectrique ne peuvent s’éteindre que lorsque la pression dans l’alimentation en gaz baisse, mais elles ne peuvent pas s’allumer indépendamment;
• le coût de la chaudière Zhukovsky Machine-Building Plant est la moitié de celui des modèles des fabricants européens, et la chaudière AOGV-17.4-3 Comfort est équipée d’un système d’automatisation mécanique Honeywell fabriqué en Allemagne, qui durera beaucoup plus longtemps et plus efficacement qu’un ensemble d’équipements automatiques de fabrication domestique;
• chacun des modèles de chaudières présentés dans l’examen est capable de fonctionner à la fois au combustible gazeux (méthane) et liquide (propane, butane), cependant, pour le deuxième cas, un brûleur soufflant sera nécessaire, dont le coût, en fonction de la puissance, sera d’au moins 15000 roubles;
• la chaudière à gaz de ZhMZ OJSC présentée dans le tableau récapitulatif est capable de fonctionner à la moitié de la pression dans le réseau d’approvisionnement en gaz naturel – la situation avec une chute de pression dans le gazoduc est courante en Russie. Alors que les chaudières importées cesseront de fonctionner lorsque la pression dans le gazoduc descendra en dessous de 13 mbar;
• seule la chaudière AOGV-17.4-3 « Comfort » permet l’utilisation de deux types de liquide de refroidissement dans le système de chauffage – eau ou antigel (cependant, il existe un certain nombre d’exigences d’usine pour les marques d’antigel).

Protherm Bear 20 TLO

Conclusion: Selon les résultats de l’examen, le modèle AOGV-17.4-3 « Comfort », produit par JSC « ZhMZ », a un avantage incontestable – de plus, c’est le modèle de la classe « confort », et non le moins cher « économique » ou « standard » (la différence de prix est d’environ 3000 –4000 roubles), équipé d’automatismes allemands. Les chaudières de l’usine de construction de machines de Joukovski, bien que non équipées d’un échangeur de chaleur en fonte, sont les plus adaptées à la pression instable dans le gazoduc, elles conviennent mieux à une utilisation dans des systèmes de chauffage avec une température du liquide de refroidissement de 80 à 90 ° C.

Joukovski AOGV-17.4-3 «Confort»

Alors que le gaz naturel est relativement bon marché et disponible en Russie, les chaudières à gaz sont et seront en demande constante. Lors du choix de l’un ou l’autre modèle de chaudière, il est nécessaire de déterminer à l’avance le type et la source de combustible – alimentation en gaz principale ou autonome, le type de système de chauffage – conventionnel (chauffage du liquide de refroidissement à 90 ° C) ou basse température (avec chauffage de l’eau pas plus de 45 ° C). Une valeur initiale tout aussi importante pour le choix d’une chaudière sera la surface de chauffage – si elle dépasse deux cents mètres carrés, il est alors plus rentable d’acheter une chaudière à condensation économique et performante, bien qu’à un prix plus élevé que les chaudières à gaz conventionnelles..

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