Calcul termic calorifere sau, mai corect spus, alegerea temperaturilor de tur/retur la care sa dimensionam radiatoarele in cazul unei centrale termice cu condensare, astfel incat, in functie de temperatura exterioara, aceasta sa lucreze cat mai aproape de randamentul ei maxim.

Centralele termice cu condensare reprezinta virful de tehnologie din acest domeniu, putand fi cu 10-15% mai eficiente decit cele clasice (unii zic ca asigura economii intre 20 si 40% fata de cele clasice), iar pretul lor reflecta acest lucru. Desi, in ultimii ani, diferenta de pret fata de o centrala clasica, care nu beneficiaza de tehnologia condensarii, nu mai este prohibitiva. Astfel, centralele cu condensare nu mai sint privite ca un lux intangibil, sau ca un moft putin inteles, ci ca o solutie viabila si ecologica pt reducerea consumului de energie si ca o investitie posibil de amortizat intr-un interval de timp mai mic decit durata lor de viata. Si nu este foarte departe ziua cand TOATE centralele pe gaz de pe piata vor fi obligatoriu cu condensare.

Randamentul cazanelor cu condensare ajunge sa fie supraunitar (mai mare de 100%), deoarece raportarea se face, conform normelor, la PCI = Puterea Calorifica Inferioara a gazelor (ardere fara condensarea vaporilor). Insa o centrala cu condensare reuseste sa “stoarca” maximun de energie din arderea unei unitati de gaz prin recuperarea caldurii latente continute de vaporii de apa din gazele de ardere, prin racirea acestora, intr-un schimbator de caldura, cu ajutorul apei mai reci din returul centralei. Astfel se poate vorbi de PCS = Puterea Calorifica Superioara a gazelor (arderea lor urmata de condensarea vaporilor si recuperarea caldurii lor). Aportul suplimentar maxim posibil este de 11% pt gazul natural (6% pt combustibil lichid, 4% pt GPL), astfel ca centralele cu condensare se lauda cu randamente intre 105% si 109%, raportate la PCI. De asemenea, temperatura gazelor de ardere evacuate (caldura irosita!) nu mai este de 120-180*C, ca la o centrala termica standard, ci de numai 40-50*C.

Cu cit temperatura pe tur, respectiv pe retur cu care functioneaza o centrala cu condensare este mai mica, cu atat condenseaza o cantitate mai mare de vapori de apa si cu atat randamentul ei este mai bun ,acesta este si un mov pentru care avem nevoie de un calcul termic calorifere. Prin arderea a 1 mc de gaz se formeaza ~1,6 kg de apa sub forma de vapori (in practica, se obtine ~1 litru de apa usor acida). Temperatura punctului de roua in cazul gazelor provenite din arderea gazului natural este de plus-minus 55*C. Daca temperatura gazelor de ardere nu va scadea sub aceasta valoare, atunci NU va avea loc fenomenul condensarii vaporilor de apa din aceste gaze. Centrala va functiona ca si una clasica. Dar chiar si asa, randamentul ei va fi cu cateva procente mai mare decat la una clasica, insa sub 100%, departe de potentialul (si costul) ei. Deci temperatura apei din returul centralei, cu care se raceste amestecul de gaze de ardere, va trebui sa fie sub 55*C, pt a INCEPE macar condensarea. Iar aceasta condensare nu este de tipul on-off, sau nimic-complet, adica nu se petrece ba deloc, ba integral. Este un proces care de cele mai multe ori are loc partial, mai mult sau mai putin, in functie de temperatura apei pe retur (vezi graficul de mai jos).

Pe situl Calore am gasit un articol bun si interesant despre centralele cu condensare si dimensionarea radiatoarelor pt acestea. De acolo am preluat si urmatorul grafic interesant, care prezinta randamentul centralei in functie de temperatura ei de retur. Din acest grafic se vede ca, de fapt, la temperatura de 50*C pe retur, condensarea este abia o treime din maxim, iar randamentul centralei este sub 100%.

Dupa cum stiti, cu ajutorul programului Radia3 putem afla pierderile de caldura individuale pt 12 camere, precum si dimensiunile potrivite ale radiatoarelor pt fiecare dintre aceste camere, pt orice temperaturi de Tur/Retur/Interior dorite. Odata introduse datele despre aceste temperaturi, despre locatie si camere, putem modifica oricare dintre aceste date (restul raminind neschimbate) pt a vedea cum influenteaza asta rezultatele uni calcul termic.

Am decis sa fac cateva simulari, ale unui calcul termic calorifere cu Radia3, pt a afla la ce temperaturi de tur/retur merita sa dimensionam radiatoarele pt o centrala cu condensare si, odata ales radiatorul, ce randamente vom avea la diferite temperaturi exterioare.
Ca exemplu, am ales 3 camere imaginare, al caror necesar termic (calculat pt zona Bucuresti, adica zona climatica II) este 1000, 1500 si 2031 W, cu aproximativ 33, 43 si 51 W/mc, respectiv 83, 107 si 127 W/mp (clic pe imaginile de mai jos pt a le vedea marite!):

Mai jos, am centralizat toate rezultatele, pe care as vrea sa le analizam in cele ce urmeaza (clic pe imagine pt marire!)

In jumatatea de sus a imaginii: la cele 3 camere, pastram constanta temperatura exterioara, si implicit necesarul termic al camerei (coloanele cu rosu) si observam cum creste dimensiunea necesara a radiatorului potrivit, pe masura ce scad temperaturile de tur/retur. La observatii, conform graficului de mai sus, am facut corelatia intre temperatura de retur si randamentul centralei. In coloanele “Diferenta” am notat cu cat este mai mare (valorile pozitive) sau mai mic (negative), ca si putere termica, radiatorul cu lungimea respectiva fata de necesarul termic calculate al camerei respective. Spre deosebire de propunerea celor de la calore.ro (radiatoare cu 10 cm mai mari, deci cu 8-16% mai mari decat cele pt 75/65/20*C), eu as propune dimensionarea radiatoarelor pt temperaturile de tur/retur de maxim 60/50*C, pt a avea un strop de condensare chiar si la -15*C temperatura exterioara. Urmariti mai departe de ce! calcul termic calorifere

In jumatatea de jos a imaginii: pt fiecare temperatura de tur/retur ca mai sus, am cautat temperatura exterioara pt care putem pastra constanta lungimea initiala a radiatoarelor (dimensionate pt 75/65/20*C). Evident, modificand temperatura exterioara, se va modifica si necesarul termic al camerei. Dupa cum vedeti, un randament apropiat de maxim, pe care ni-l dorim, il putem obtine cu radiatoarele respective (repet, dimensionate pt 75/65/20*C) doar cand afara temperatura este mai mare de 10*C. Adica in noiembrie si martie, plus vreo cateva zile peste iarna. Ce sa mai zicem noi, cei din zona climatica IV (sau V)? La noi, medii de +10*C se ating in septembrie si aprilie. Doar atunci sa avem randament apropiat de maxim? Cam putin…

Pt zona climatica II (Bucuresti etc), degeaba dimensionam radiatoarele la 75/65*C, sau marite cu 10%, sau ne amagim ca putem pastra radiatoarele vechi care au fost ok cu centrala veche clasica, daca abia pe la -8*C afara incepe condensarea, daca abia pe la -3*C afara ajungem la 1/3 condensare (cu randament inca sub 100%), si daca abia de pe la 1-2*C cu plus afara atingem jumatate din maximul condensarii si reusim sa trecem de 100% randament. Abia de pe la +7*C in sus atingem 3 sferturi din condensul potential, si avem un randament de minim 103%. Nici nu am mai afisat situatia pt 40/30*C, unde randamentul centralei este chiar maxim, pt ca radiatoarele ar fi de-a dreptul gigantice. Eu consider ca aceste temperaturi (40/30) se preteaza exclusiv incalzirii prin pardoseala. Ati inteles acum de unde vine contradictia (si frustrarea clientilor care au “muscat-o”) dintre “centrala in condensatie poate merge si cu radiatoarele vechi, eventual supra-dimensionate cu 10%)” si “centrala in condensatie asigura economii intre 20 si 40% fata de una clasica”? Cand auzi “intre 20 si 40% economie” te gandesti cam asa: “in cazul meu, hai sa nu fie 40%, poate nici 35%, da’ macar la un 30% economie tot ma astept”. Ei bine, in functie de acest calcul termic calorifere daca pierderile caldura ti-s prea mari si/sau radiatoarele ti-s prea mici pt temperaturile de tur/retur de care ai avea nevoie, atunci astepti degeaba aceasta economie promisa de marketingul lor…

Concluzia meapentru calcul termc calorifere si centrale termice in condensatie:
* dimensionarea radiatoarelor (atentie: la temperatura exterioara de calcul termic calorifere aferenta zonei climatice in care va aflati!) nu este o chestie stricta, de precizie, de tipul corect-gresit, sau bine-rau. Se poate face intr-o plaja larga de valori de tur/retur, intre 70/60 si 45/35*C, cu conditia sa stim si sa ne asumam randamentul cemtralei pt anumite temperaturi exterioare. Noi trebuie de fapt sa alegem, in functie de buget si spatiul destinat radiatoarelor, de la ce temperaturi exterioare in sus vrem sa avem randament maxim, si, de asemenea, sa ne asumam acea temperatura exterioara sub care nu vom mai avea condensare. De aceea, este aproape obligatoriu ca o centrala cu condensare sa fie accesorizata cu o sonda externa de temperatura, in functie de citirile careia isi va alege singura anumite curbe de functionare, respectiv anumite temperaturi de tur/retur minime.
* dimensionarea radiatoarelor pt o centrala cu condensare NU merita facuta pt temperaturi de tur/retur mai mici de 55/45*C, asta insemnand un radiator~dublu, ca lungime si putere, fata de 75/65*C)!…
* …dar nici la temperaturi DE RETUR mai mari de 50*C (65/50 sau 60/50*C) pt zonele climatice I si II sau 55*C (70/55 sau 65/55*C) pt zonele climatice III-IV-V, deoarece am avea un randament al centralei peste 100% doar pt o treime, maxim jumatate din durata sezonului de incalzire, si randament de peste 103% doar 2-3 saptamani pe an, toamna si primavara. Mult prea putin, as zice eu! deasta trebuie un calcul termic calorifere cat mai aproape de realitate