Centrale termice
Centralele termice de perete produc agent termic (format din apa si, eventual, antigel) destinat incalzirii, cu o presiune de cel mult 6 bar si o temperatura de cel mult 95 °C. Randamentul lor termic brut trebuie sa fie de cel putin 90 % in cazul centralelor fara condensare (cele cu condensare au randament termic brut superior).
Majoritatea constructorilor ofera puteri cuprinse intre 5 – 100 kW, insa valoarea cea mai frecventa este de 20 000 kcal/h, adica cca. 24 kW. Deoarece gazul natural are o putere calorificainferioara de aproape 36,00 MJ/m3N, consumul orar maxim in cazul acestor centrale este de 2,4 m3N/h, care este cota de gaz obisnuita alocata de distribuitorii de gaz din Romania utilizatorilor individuali de astfel de centrale termice. Aceasta cota asigura incalzirea unei locuinte de 480 m2.La centralele pe gaz, alimentarea cu gaz se face din retele de presiune joasa, adica la suprapresiunea nominala de 2000 Pa, cu toleranta intre 1500 si 5000 Pa.
In Romania o centrala cu o putere termica sub 0,1 Gcal/h (116,3 kW) poate fi amplasata si in incaperi care nu sunt considerate sali ale cazanelor.
Descriere, variante centrale termice
Centrala este formata in principiu dintr-o carcasa fixata pe perete, in care se gasesc: un arzator, o camera de ardere, un sistem de evacuare a gazelor arse, un schimbator de caldura principal, o pompa de circulatie, un sistem de preparare a apei calde de consum, un robinet cu trei cai, un vas de expansiune, armaturi (supape, robinete de umplere, golire si aerisire), senzori si electronica de comanda.
Din punct de vedere al prepararii apei calde de consum (= apa calda menajera, apa calda sanitara) ele pot fi cu prepararea instantanee a apei sau cu acumulare (cu prepararea apei in prealabil). Prepararea apei calde de consum se face cu ajutorul agentului termic produs de centrala.
In cazul prepararii instantanee apa calda este produsa in momentul aparitiei cererii de consum. Prepararea se face comutand agentul termic de la instalatia de incalzire la un schimbator de caldura cu placi. Corelarea fluxului termic necesar producerii apei calde cu cel produs prin ardere este dificila. Exista doua solutii:
Se opteaza pentru un debit de apa fix (cat curge la un robinet) cu o diferenta de temperatura fixa, caz in care automatizarea arzatorului este simpla, dar centrala nu este flexibila la cererea de apa calda: poate servi doar un robinet, care nu poate avea debit mic, nu se poate face economie de apa calda. Solutia este insa ieftina.
Se opteaza pentru flexibilitate, ceea ce necesitamodulareaflacarii (reglarea puterii flacarii prin cantitatile de gaz si aer introduse in camera de ardere), ceea ce conduce la o solutie mai scumpa.
In cazul prepararii apei calde in prealabil, aceasta se face intr-un vas, incalzit de agentul termic. Solutia este flexibila, simpla, dar mai voluminoasa si mai scumpa, datorita vasului de acumulare. In plus, din vasul de acumulare caldura se pierde putin cate putin in mediul ambiant, asa ca centrala consuma combustibil si in absenta solicitarii de apa calda.
Din punct de vedere al tirajului, centralele de perete pot fi cu tiraj natural sau fortat. In cazul celor cu tiraj natural (zise si cu arzator cu aer autoaspirat) aerul necesar arderii este preluat la fel ca la o soba obisnuita, din incinta in care se afla centrala, iar gazele de ardere sunt evacuate in exterior printr-un cos de fum, cu ajutorul tirajului realizat de acesta. Camera de ardere este deschisa, adica comunica cu incinta in care este amplasata centrala. Centralele cu tiraj natural sunt mai simple, mai fiabile, mai silentioase si mai ieftine, insa pot fi amplasate doar in spatii care indeplinesc conditii foarte restrictive.
La centralele cu tiraj fortat (zise si cu arzator cu aer insuflat sau cu arzator cu introducere fortata a aerului), tirajul este realizat de un ventilatorincorporat. In acest caz aerul necesar arderii este preluat din exteriorul incintei in care este montata centrala, iar gazele produse prin ardere sunt evacuate tot in exterior, de obicei prin racorduri concentrice (cos ventuza). Camera de ardere este inchisa (etansa), adica nu comunica cu incinta in care este montata centrala. Ventilatorul este o componenta suplimentara, care scumpeste constructia si care se poate defecta destul de usor. Conditiile de amplasare ale centralei sunt insa mai putin restrictive.
Centrale termice in condensare
Centralele termice in condensare se deosebesc de cele clasice prin consumul redus de energie. Acestea produc cantitati de emisii mult mai reduse comparativ cu centralele asa - numite „clasice”, si dispun de un tub scurt din plastic de evacuare, care permite amplasarea centralei in orice loc din locuinta.Prin arderea unui m3N de gaz natural se produc teoretic cca. 1,6 kg de apa sub forma de vapori, iar prin arderea unui kg de combustibil lichid cca. 1,1 kg. Evacuarea la cos a acestor vapori de apa sub forma gazoasa implica aruncarea in atmosfera a caldurii lor latente de vaporizare, care este cca. 12 % din puterea calorifica superioara a gazului metan, respectiv de cca. 6 % puterea calorifica superioara a combustibilului lichid. In practica, cantitatile de condensat obtinute sunt ceva mai mici, de cca. 1 kg la 1 m3N de gaz natural. Aceasta caldura poate fi recuperata condensand acesti vapori de apa. Gradul de condensare depinde de constructia si regimul de functionare al centralei.Centrale termice in condensare
- sunt cazane in care racesc gazele de ardere evacuat in atmosfera pana sub temperatura punctului de roua, care pentru gaze provenite din arderea gazului natural este de 57 °C, condensand cat mai mult din vaporii de apa din aceste gaze si recuperand caldura lor latenta de vaporizare. In acest scop centralele din prima generatie au dupa schimbatorul de caldura principal, care raceste gazele de ardere de la cca. 1200 °C la cca. 150 °C un schimbator de caldura suplimentar, care raceste gazele de ardere sub temperatura punctului de roua, valoarea dorita fiind de 40 °C. Cu cat raceste gazele de ardere mai mult, cu atat cota de vapori condensati este mai mare si eficienta energetica creste. La centralele din a doua generatie cele doua schimbatoare (principal si de condensare) sunt integrate intr-o singura unitate.Aceste centrale lucreaza cel mai bine la temperaturi scazute ale agentului termic, de 40 °C (tur) / 30 °C (retur), dar sunt eficiente pana la temperaturi de retur de 60 °C.Datorita temperaturii reduse la care sunt evacuate gazele de ardere, tirajul cosului este de obicei insuficient. Ca urmare, la centrale cu condensare se recomanda varianta cu camera etansa (tiraj fortat) si producerea apei calde de consum in sisteme cu acumulare.Apa rezultata din condensarea vaporilor din gazele provenite din arderea gazului natural este usor acida, cu un Ph de cca. 4, iar cea provenita din arderea combustibilului lichid este puternic acida, cu un Ph de cca. 2 si trebuie evacuata separat la canal. Conductele de evacuare trebuie sa fie rezistente la acizi. Alte substante poluante, ca plumbul, cromul sau nichelul, au concentratii mult inferioare celor din apa de baut.Combinarea centrale -lor termice cu panouri (captatoare) solare