0
Condensul într-o centrală pe lemne apare atunci când vaporii de apă din gazele de ardere întâlnesc suprafeţe suficient de reci pentru ca o parte dintre aceştia să treacă din stare gazoasă în stare lichidă.
Fenomenul trebuie înţeles la nivelul întregului proces de ardere. Lemnul conţine o anumită cantitate de apă, iar arderea combustibilului generează, la rândul său, vapori de apă. Aceştia sunt transportaţi împreună cu gazele rezultate din ardere prin cazan şi către traseul de evacuare.
Dacă anumite suprafeţe cu care intră în contact gazele de ardere sunt prea reci pentru condiţiile respective, poate apărea condensarea.
Condensul nu este, aşadar, determinat de o singură temperatură universală, ci de relaţia dintre combustibil, procesul de ardere, temperatura gazelor şi temperaturile suprafeţelor cazanului.
Într-o instalaţie hidronică, apa încălzită de cazan pleacă spre instalaţia de încălzire sau către alte componente ale sistemului şi revine ulterior la cazan.
Dacă apa de retur este prea rece în raport cu cerinţele cazanului, aceasta poate menţine anumite suprafeţe ale schimbătorului de căldură la temperaturi nefavorabile. În aceste condiţii poate creşte riscul apariţiei condensului din gazele de ardere.
Din acest motiv, pentru numeroase cazane pe combustibil solid producătorul specifică cerinţe privind temperatura de retur sau prevede o anumită schemă hidraulică pentru protecţia cazanului.
Nu există însă o valoare de retur care să poată fi aplicată automat tuturor centralelor pe lemne.
Valori precum 50, 55 sau 60°C pot apărea în documentaţia anumitor echipamente sau componente, dar temperatura minimă admisă pentru retur trebuie verificată în manualul cazanului concret.
Formarea condensului este influenţată de compoziţia gazelor de ardere şi de condiţiile în care acestea se răcesc.
Printre factorii relevanţi se pot afla:
De aceea, afirmaţia că sub o anumită temperatură de retur „condensul apare sigur” este prea simplă pentru a descrie toate cazanele şi toate condiţiile de funcţionare.
Nu trebuie privit ca echivalentul apei curate care condensează pe o suprafaţă rece.
Lichidul rezultat intră în contact cu produşii procesului de ardere şi poate conţine compuşi care îi modifică proprietăţile. Compoziţia exactă depinde de combustibil şi de condiţiile de ardere.
În anumite condiţii, condensatul şi depunerile asociate pot contribui la un mediu nefavorabil pentru suprafeţele metalice ale cazanului şi pot favoriza procesele de coroziune.
Acesta este unul dintre motivele pentru care producătorii pot impune anumite temperaturi de funcţionare şi soluţii pentru protecţia returului.
Nu. Cele trei fenomene trebuie diferenţiate, chiar dacă se pot influenţa reciproc.
Condensul reprezintă trecerea unei părţi din vaporii existenţi în gazele de ardere în stare lichidă atunci când apar condiţiile necesare condensării.
Depunerile şi gudronul sunt asociate procesului de ardere şi pot fi favorizate de arderea necorespunzătoare, de combustibil, de temperaturi şi de alte condiţii de funcţionare. Prezenţa condensului poate contribui la formarea unor depuneri aderente, dar nu reprezintă singura cauză posibilă.
Coroziunea reprezintă degradarea materialului metalic prin procese chimice sau electrochimice. Condensatul şi depunerile pot crea, în anumite condiţii, un mediu care favorizează coroziunea, dar simpla observare a unei depuneri nu permite stabilirea automată a mecanismului de coroziune.
Umiditatea lemnului influenţează procesul de ardere. O parte din energia disponibilă este utilizată pentru încălzirea şi evaporarea apei conţinute în combustibil.
Un combustibil cu umiditate necorespunzătoare cerinţelor cazanului poate contribui la condiţii de ardere mai puţin favorabile, la creşterea cantităţii de vapori de apă şi la apariţia unor depuneri.
Nu trebuie însă stabilită o valoare universală de umiditate valabilă pentru toate cazanele. Combustibilul utilizat trebuie să respecte specificaţiile producătorului cazanului.
Dacă umiditatea lemnului este verificată cu un aparat de măsură, rezultatul trebuie obţinut prin metoda corespunzătoare aparatului. O măsurare efectuată doar pe exteriorul unei bucăţi de lemn poate să nu fie reprezentativă pentru umiditatea din interior.
Pentru o evaluare mai relevantă se poate măsura o suprafaţă interioară proaspăt expusă prin despicarea lemnului, dacă aceasta este metoda prevăzută pentru instrumentul utilizat.
Nu. Aceasta este una dintre confuziile frecvente atunci când se analizează funcţionarea unei centrale pe lemne.
Depunerile de gudron pot fi asociate cu arderea incompletă şi cu funcţionarea în condiţii nefavorabile procesului de combustie. Combustibilul necorespunzător, alimentarea cu aer, tirajul, temperaturile de funcţionare şi modul de exploatare pot avea un rol.
Condensul poate interacţiona cu produşii rezultaţi din ardere şi poate contribui la apariţia unor depuneri umede şi aderente, dar eliminarea condensului nu garantează automat eliminarea tuturor cauzelor de gudron.
Depunerile formate pe suprafeţele de schimb termic pot afecta transferul de căldură dintre gazele de ardere şi agentul termic.
Un strat de depuneri poate acţiona ca o rezistenţă suplimentară la transferul termic şi poate modifica funcţionarea cazanului. Efectul real depinde de natura, grosimea şi localizarea depunerilor, precum şi de construcţia echipamentului.
Nu poate fi stabilită o pierdere universală de putere de tipul „un cazan de 35 kW ajunge la 20 kW”. Dacă performanţa sistemului se modifică semnificativ, trebuie identificată cauza reală.
Există anumite indicii care justifică verificarea cazanului, fără ca acestea să reprezinte singure un diagnostic.
Aceste simptome pot avea şi alte cauze. De exemplu, creşterea consumului de lemn poate fi influenţată de vreme, necesarul termic al clădirii, calitatea combustibilului, tiraj, depuneri sau modul de exploatare.
În acelaşi mod, apa închisă la culoare din circuitul de încălzire nu demonstrează existenţa condensului în camera de ardere. În circuitul hidronic pot exista produse de coroziune şi alte impurităţi care trebuie diagnosticate separat.
Condensul persistent poate fi efectul unei probleme mai ample de funcţionare a sistemului. Temperatura de retur este importantă, dar nu trebuie analizată izolat.
Pentru un diagnostic corect trebuie privit ansamblul format din combustibil, ardere, tiraj, temperaturile cazanului, temperatura de retur şi configuraţia instalaţiei.
În partea a doua analizăm aceste cauze separat: lemnul umed, arderea incompletă, tirajul, funcţionarea cazanului la sarcină nepotrivită, dimensionarea şi rolul pufferului, precum şi diferenţele relevante dintre cazanele clasice şi cele cu gazeificare.
Temperatura de retur este un factor important, dar nu este singurul. Funcţionarea cazanului rezultă din interacţiunea dintre combustibil, aerul necesar arderii, tiraj, temperaturile de lucru, instalaţia hidraulică şi modul în care energia produsă este preluată de sistem.
De aceea, apariţia repetată a condensului sau a gudronului nu trebuie rezolvată prin modificarea unei singure setări fără identificarea cauzei.
Protecţia corectă a cazanului presupune analizarea procesului de ardere şi a instalaţiei hidraulice ca un singur sistem.
Apa care revine din instalaţie preia contact termic cu suprafeţele schimbătorului de căldură. Dacă temperatura de retur este mai mică decât cea prevăzută pentru cazan, anumite suprafeţe pot fi menţinute în condiţii care favorizează condensarea vaporilor din gazele de ardere.
Din acest motiv, unele cazane pe lemne necesită o soluţie hidraulică pentru protecţia temperaturii de retur.
Aceasta poate fi realizată prin diferite componente şi configuraţii, în funcţie de echipament şi de schema instalaţiei. Nu trebuie presupus că aceeaşi vană, aceeaşi temperatură sau aceeaşi schemă este potrivită pentru orice cazan.
Valoarea minimă admisă a temperaturii de retur şi soluţia de protecţie trebuie verificate în documentaţia producătorului.
Apa conţinută în lemn trebuie încălzită şi evaporată în timpul procesului de ardere. Cu cât combustibilul conţine mai multă apă, cu atât o parte mai mare din energia disponibilă este implicată în acest proces.
În acelaşi timp, creşte cantitatea de vapori de apă asociată procesului, iar condiţiile de ardere se pot modifica.
Utilizarea unui combustibil care nu respectă cerinţele cazanului poate contribui la:
Nu stabilim însă o limită universală de umiditate pentru toate centralele pe lemne. Tipul şi condiţiile combustibilului trebuie să respecte specificaţiile producătorului cazanului.
Arderea lemnului este un proces mai complex decât simpla apariţie a flăcării. În timpul încălzirii combustibilului sunt eliberaţi compuşi volatili care trebuie arşi în condiţii corespunzătoare.
Dacă procesul de ardere nu se desfăşoară în condiţiile pentru care cazanul a fost proiectat, o parte dintre produşii rezultaţi poate contribui la formarea depunerilor pe suprafeţele interne şi pe traseul gazelor de ardere.
Printre factorii care pot influenţa procesul se află combustibilul, alimentarea cu aer, tirajul, temperaturile şi modul de exploatare a cazanului.
De aceea, prezenţa gudronului nu trebuie diagnosticată automat drept „temperatură mică de retur”. Temperatura de retur poate fi una dintre probleme, dar arderea şi evacuarea gazelor trebuie analizate separat.
Tirajul contribuie la deplasarea gazelor de ardere şi la condiţiile în care cazanul primeşte aerul necesar procesului de combustie, în funcţie de construcţia sistemului.
Un tiraj necorespunzător poate afecta comportamentul arderii şi evacuarea gazelor. Cauza poate avea legătură cu dimensionarea şi configuraţia coşului, condiţiile de funcţionare, depunerile sau alte elemente ale instalaţiei.
Nu este recomandată modificarea arbitrară a clapetelor, admisiilor de aer sau a regulatorului de tiraj pentru a încerca eliminarea condensului.
Parametrii şi reglajele trebuie să respecte documentaţia cazanului şi soluţia de evacuare a gazelor de ardere.
Dimensionarea sursei de căldură influenţează modul în care aceasta poate fi integrată în instalaţie. În cazul unui cazan pe lemne, problema nu trebuie însă explicată prin analogie cu o centrală pe gaz care porneşte şi se opreşte instantaneu în funcţie de cerere.
După aprinderea unei încărcături de combustibil solid, procesul de ardere şi eliberarea energiei nu pot fi întrerupte instantaneu.
Dacă energia produsă în timpul ciclului de ardere este mai mare decât necesarul instantaneu al clădirii, sistemul trebuie să poată gestiona această diferenţă conform proiectului.
Limitarea necorespunzătoare a arderii pentru perioade îndelungate poate conduce la condiţii nefavorabile de combustie pentru anumite cazane şi poate contribui la apariţia depunerilor.
De aceea, alegerea puterii cazanului nu trebuie făcută doar după suprafaţa casei sau după principiul „mai mare este mai sigur”.
Pufferul este un rezervor de acumulare termică. Atunci când face parte din schema sistemului, acesta poate stoca temporar energia produsă de cazan şi o poate furniza ulterior instalaţiei de încălzire.
Astfel, producerea căldurii în timpul ciclului de ardere poate fi decuplată într-o anumită măsură de necesarul instantaneu al clădirii.
Acest lucru poate permite cazanului să funcţioneze într-un regim mai apropiat de cel pentru care a fost proiectat, în loc ca procesul de ardere să fie limitat doar pentru că instalaţia nu poate prelua în acel moment întreaga energie produsă.
Pufferul nu elimină însă automat condensul şi nu înlocuieşte protecţia temperaturii de retur.
Pufferul şi protecţia returului îndeplinesc funcţii diferite. Primul gestionează acumularea energiei termice, în timp ce protecţia returului urmăreşte condiţiile hidraulice şi termice necesare cazanului, conform schemei respective.
Volumul pufferului nu trebuie stabilit printr-o regulă universală de litri pentru fiecare kW al cazanului.
Dimensionarea trebuie să ţină cont de caracteristicile cazanului, energia produsă într-un ciclu de ardere, necesarul simultan al clădirii, temperaturile sistemului, diferenţa de temperatură utilizabilă în rezervor şi strategia de funcţionare.
De asemenea, trebuie respectate cerinţele producătorului cazanului privind acumularea termică, dacă acestea există.
Un puffer mai mare nu este automat mai bun, iar un rezervor ales doar după puterea nominală a cazanului poate să nu corespundă modului real de funcţionare al instalaţiei.
Nu. Cazanele cu gazeificare utilizează un proces de ardere diferit de cel al unor cazane clasice pe lemne, dar acest lucru nu elimină necesitatea respectării condiţiilor de funcţionare prevăzute de producător.
Și în cazul unui cazan cu gazeificare sunt importante combustibilul corespunzător, tirajul, temperaturile de funcţionare, instalaţia hidraulică şi temperatura de retur.
Nu trebuie presupus că tehnologia de gazeificare face cazanul imun la condens, gudron sau depuneri atunci când sistemul funcţionează în afara condiţiilor pentru care a fost proiectat.
Nu. Creşterea arbitrară a temperaturii setate nu reprezintă o metodă universală de rezolvare.
Cazanul trebuie exploatat în domeniul de temperatură prevăzut de producător, iar instalaţia trebuie să poată prelua şi gestiona energia produsă în siguranţă.
Dacă problema este provocată de o schemă hidraulică necorespunzătoare, de protecţia insuficientă a returului, de combustibil, tiraj sau depuneri, simpla modificare a temperaturii cazanului poate să nu rezolve cauza.
Diagnosticul trebuie făcut sistematic, verificând dacă echipamentul funcţionează în condiţiile prevăzute pentru modelul respectiv.
Sunt relevante în special:
Condensul persistent nu trebuie tratat doar prin creşterea unei temperaturi sau schimbarea unei vane. Trebuie identificat motivul pentru care cazanul ajunge să funcţioneze în condiţiile respective.
În partea a treia analizăm soluţiile de prevenire: protecţia temperaturii de retur, vana de amestec sau grupul de încărcare acolo unde sunt prevăzute, utilizarea corectă a pufferului, alegerea combustibilului, curăţarea cazanului şi semnele care indică necesitatea unei verificări tehnice.
Prevenirea condensului nu se rezumă la menţinerea unei singure temperaturi. Cazanul trebuie să funcţioneze în condiţiile termice şi hidraulice prevăzute de producător, cu un combustibil corespunzător şi cu o instalaţie capabilă să preia energia produsă.
În funcţie de cazan şi de schema instalaţiei, pot fi importante protecţia temperaturii de retur, acumularea termică, regimul de ardere, tirajul şi întreţinerea suprafeţelor de schimb termic.
Primul reper trebuie să fie documentaţia cazanului: temperatura minimă de retur, domeniul temperaturilor de funcţionare, combustibilul admis şi schema hidraulică recomandată sau impusă de producător.
Dacă producătorul impune o temperatură minimă de retur, instalaţia trebuie proiectată astfel încât această cerinţă să poată fi respectată în condiţiile normale de funcţionare.
În funcţie de sistem, protecţia poate fi realizată printr-o vană termostatică de amestec, un grup de încărcare sau o altă configuraţie hidraulică prevăzută pentru cazan.
Principiul este acela de a evita revenirea către cazan a unui agent termic prea rece faţă de condiţiile pentru care echipamentul a fost proiectat.
Nu trebuie aleasă automat o vană setată la o anumită temperatură doar pentru că aceeaşi valoare este utilizată într-o altă instalaţie. Temperatura necesară, debitul, dimensionarea componentelor şi schema de racordare trebuie stabilite pentru cazanul şi instalaţia concretă.
Într-o configuraţie în care producătorul prevede o vană termostatică pentru protecţia returului, aceasta poate recircula şi amesteca agent termic astfel încât cazanul să ajungă şi să funcţioneze în regimul termic urmărit de proiect.
Funcţionarea exactă depinde de tipul valvei şi de schema hidraulică. Nu toate sistemele utilizează aceeaşi construcţie şi nu toate componentele funcţionează după aceeaşi logică.
De aceea, alegerea unei vane nu trebuie făcută numai după diametrul racordurilor sau temperatura înscrisă pe elementul termostatic. Trebuie verificate debitul necesar, caracteristicile hidraulice, temperaturile, compatibilitatea şi schema recomandată.
Atunci când este prevăzut în instalaţie, pufferul poate acumula o parte din energia produsă în timpul ciclului de ardere şi o poate furniza ulterior sistemului de încălzire.
Acest lucru este important deoarece arderea unei încărcături de lemn nu poate fi oprită instantaneu atunci când necesarul termic al clădirii scade.
Prin acumularea energiei, pufferul poate reduce necesitatea exploatării cazanului într-un regim nefavorabil doar pentru a adapta producţia instantanee de căldură la cererea clădirii.
Pufferul nu înlocuieşte însă protecţia temperaturii de retur şi nici dispozitivele de siguranţă ale instalaţiei.
Necesitatea şi dimensionarea acestuia trebuie stabilite conform cerinţelor producătorului şi proiectului sistemului, nu printr-o regulă universală de litri pentru fiecare kW.
Trebuie utilizat combustibilul admis de producătorul cazanului şi în condiţiile de umiditate specificate pentru acesta.
Lemnul cu o umiditate necorespunzătoare poate modifica procesul de ardere, deoarece o parte din energia disponibilă este utilizată pentru încălzirea şi evaporarea apei din combustibil.
În plus, cantitatea de vapori de apă asociată procesului creşte, iar condiţiile de ardere şi formarea depunerilor pot fi influenţate.
Dacă foloseşti un aparat pentru măsurarea umidităţii, respectă metoda indicată de producătorul instrumentului. O măsurare făcută numai pe suprafaţa exterioară a unei bucăţi de lemn poate să nu reprezinte umiditatea din interior.
Atunci când metoda aparatului o permite, măsurarea pe o suprafaţă interioară proaspăt expusă prin despicarea lemnului poate oferi o informaţie mai relevantă.
Nu. Cazanul trebuie utilizat în domeniul de funcţionare specificat de producător, dar creşterea arbitrară a temperaturii nu reprezintă o soluţie universală împotriva condensului.
Dacă temperatura de retur rămâne necorespunzătoare, dacă arderea este deficitară sau dacă instalaţia nu poate gestiona energia produsă, modificarea unei singure setări poate să nu elimine cauza.
În acelaşi timp, setările de temperatură şi elementele care controlează arderea nu trebuie modificate peste limitele prevăzute de producător în încercarea de a elimina depunerile.
Depunerile de pe suprafeţele de schimb termic pot afecta transferul de căldură şi pot modifica funcţionarea echipamentului.
Curăţarea trebuie efectuată conform procedurilor şi intervalelor specificate de producător, adaptate şi condiţiilor reale de utilizare. Cantitatea de combustibil ars, calitatea acestuia şi regimul de funcţionare pot influenţa ritmul de formare a depunerilor.
Nu există un interval universal de curăţare potrivit tuturor cazanelor pe lemne.
Nu este recomandată spălarea improvizată a interiorului cazanului cu apă sub presiune. Metoda de curăţare trebuie să fie cea permisă pentru construcţia echipamentului respectiv.
Operaţiunile accesibile utilizatorului se efectuează numai în condiţiile de siguranţă descrise în manual, inclusiv cu echipamentul oprit şi răcit atunci când procedura o impune.
Dacă protecţia returului este importantă pentru modelul respectiv, temperatura poate constitui un indicator util pentru verificarea modului în care funcţionează instalaţia.
Valoarea observată trebuie comparată cu cerinţa producătorului, nu cu o temperatură generică preluată de la un alt cazan.
Dacă temperatura de retur rămâne în mod repetat sub valoarea cerută, trebuie verificată cauza. Aceasta poate avea legătură cu schema hidraulică, componenta de protecţie a returului, debitele, pompa de circulaţie, reglajul instalaţiei sau alte elemente ale sistemului.
Modificarea arbitrară a pompei sau a vanelor fără diagnostic poate schimba funcţionarea hidraulică a întregii instalaţii.
După corectarea unei cauze identificate, comportamentul cazanului trebuie urmărit în continuare.
Semne care justifică o nouă verificare pot include:
Niciunul dintre aceste simptome nu stabileşte singur cauza. Ele indică necesitatea verificării sistemului.
O evaluare tehnică este justificată atunci când condensul sau gudronul apar repetat, temperatura de retur nu poate fi menţinută conform cerinţelor cazanului, există probleme de tiraj sau sunt observate urme de coroziune şi deteriorare.
De asemenea, intervenţiile asupra schemei hidraulice, dimensionarea unei vane sau a unui grup de încărcare, modificarea sistemului de evacuare a gazelor şi evaluarea dispozitivelor de siguranţă trebuie tratate în contextul întregii instalaţii.
La un cazan pe combustibil solid, siguranţa este deosebit de importantă deoarece energia eliberată de combustibilul aflat în ardere nu poate fi întreruptă instantaneu.
Pufferul sau protecţia returului nu trebuie considerate înlocuitori pentru dispozitivele şi soluţiile de siguranţă prevăzute pentru instalaţie.
Pentru o verificare sistematică, urmăreşte următoarele puncte:
Condensul persistent într-o centrală pe lemne nu trebuie considerat o consecinţă inevitabilă a utilizării combustibilului solid. Apariţia lui poate indica faptul că gazele de ardere şi suprafeţele cazanului ajung în condiţii favorabile condensării.
Temperatura de retur este unul dintre factorii importanţi, dar trebuie analizată împreună cu umiditatea combustibilului, calitatea arderii, tirajul, regimul de funcţionare, acumularea termică şi starea suprafeţelor de schimb.
Protecţia returului, pufferul şi combustibilul corespunzător au roluri diferite şi nu trebuie tratate ca soluţii interschimbabile.
Cea mai sigură strategie este respectarea parametrilor specificaţi pentru cazan, utilizarea combustibilului corespunzător şi investigarea cauzei atunci când apar repetat condens, gudron sau coroziune. Astfel sunt reduse condiţiile care pot favoriza depunerile, funcţionarea necorespunzătoare şi degradarea prematură a cazanului.
