Como aumentar a eficiência da caldeira a gás por conta própria: melhores maneiras de melhorar o rendimento da caldeira

Os proprietários de caldeiras a gás não terão o desejo de pagar a mais pelo aquecimento dos ambientes. Mas também ninguém tolerará a eficiência insuficiente do aparelho de aquecimento, que leva à redução das condições de vida, certo?

Além disso, a situação muitas vezes pode ser corrigida, e por conta própria. Mas para isso, é necessário ter conhecimento sobre como aumentar a eficiência de uma caldeira a gás você mesmo. É exatamente sobre isso que falaremos em nosso artigo, examinando as causas da redução da eficiência e as melhores formas de eliminá-las.

Causas da redução da eficiência e sua eliminação

Muitas causas diferentes levam à eficiência insuficiente das caldeiras a gás. Portanto, o procedimento para aumentar a eficiência deve começar com a identificação delas.

A tarefa é facilitada pelo fato de que todas as causas se enquadram em apenas três categorias.

Que são:

• Queima química incompleta — ocorre devido à falta geral de oxigênio na fornalha, má mistura do ar com as substâncias combustíveis liberadas do combustível, ou baixa temperatura na própria fornalha. Como resultado, ocorre combustão incompleta do gás e, consequentemente, menos calor é gerado. As causas dessa subqueima levam a uma redução da eficiência em consideráveis 7%.
• Queima mecânica incompleta — ocorre quando parte do combustível, por várias razões, inclusive devido à má mistura com o ar, sai do processo de formação da mistura com o ar e não participa da combustão, sendo levada para a chaminé. Isso leva a uma redução da eficiência de 3 a 7%.
• Perdas gerais de calor. Elas são causadas pelo funcionamento inadequado não da própria caldeira, mas de outros elementos do sistema que afetam diretamente a eficiência do aparelho de aquecimento. Por exemplo, radiadores, ventilação. E frequentemente as perdas gerais de calor levam à maior redução da eficiência da caldeira.

O conhecimento dos detalhes ajudará a identificar a causa e aumentar a eficiência.

Os fabricantes tradicionalmente indicam a eficiência de suas caldeiras a gás nas fichas técnicas. Mas, no geral, esse número é um valor de referência e o máximo possível. E se o equipamento de aquecimento atingirá o valor indicado na fábrica depende, em grande parte, do proprietário, de seus conhecimentos e habilidades.

Método #1 — eliminação da queima química incompleta

Como o sinal de queima química incompleta é a combustão incompleta do combustível, determinar como aumentar a eficiência neste caso é simples. Para isso, basta realizar uma inspeção visual dos elementos da estrutura da caldeira. Como resultado, serão identificados depósitos significativos de produtos de combustão nas superfícies do trocador de calor, do queimador a gás e do invólucro de proteção térmica.

Qualquer caldeira a gás é parte do sistema de aquecimento. Portanto, em grande parte, sua eficiência depende não das próprias configurações, estado técnico, desempenho, mas da potência, estado, escolha e instalação corretas de outros elementos da estrutura. Por exemplo, dos radiadores de aquecimento.

Existem várias causas de falta de oxigênio que levam à queima química incompleta.

As principais são:

• obstrução da chaminé e/ou dutos de ventilação;
• trabalhos de comissionamento de baixa qualidade na instalação da caldeira.

Nas superfícies dos canais dos sistemas de exaustão de fumaça, deposita-se uma quantidade significativa de fuligem e outros produtos de combustão. Com o tempo, isso leva a que o processo de remoção dos gases de exaustão da câmara de combustão da caldeira seja retardado. Como resultado, entra menos ar limpo, causando queima incompleta.

Aumentar a eficiência neste caso será possível realizando a limpeza dos canais da chaminé, do sistema de ventilação, das superfícies dos queimadores e de outros elementos contaminados da estrutura. Para evitar problemas semelhantes no futuro, deve-se realizar regularmente uma verificação minuciosa do estado dos tubos e da caldeira. Este procedimento deve ser realizado antes do início de cada estação de aquecimento. Mais detalhes sobre a manutenção de caldeiras a gás, nós falamos aqui.

Trabalhos de comissionamento de baixa qualidade ou a não realização deles podem levar a que a eletrônica não consiga selecionar modos ideais de operação, por exemplo, controlar o tamanho da chama. Como resultado, o gás não queimará completamente, especialmente na fase de ignição.

Eliminar a causa mencionada e, consequentemente, aumentar a eficiência é possível realizando os trabalhos de comissionamento necessários.

Método #2 — eliminação da queima mecânica incompleta

Na maioria das vezes, várias causas podem levar à combustão incompleta do gás como resultado da queima incompleta mecânica e à subsequente perda de eficiência.

Embora os processos de combustão em caldeiras a gás sejam mais eficientes do que em seus equivalentes de combustível sólido, parte do combustível ainda não queima. Esse fenômeno é chamado de 'queima incompleta' e é uma das principais causas da redução da eficiência da caldeira a gás.

As principais são:

• tiragem alta;
• ajuste incorreto da potência da caldeira.

A tiragem alta ocorre quando a capacidade do sistema de exaustão de fumaça é excessiva. Como resultado, os produtos de combustão são removidos a uma velocidade tão alta que o gás simplesmente não tem tempo de queimar.

Eliminar a causa da queima incompleta neste caso é bastante simples. Para isso, basta fechar parte do canal de exaustão de fumaça usando um limitador de tiragem. Se tal dispositivo não estiver previsto ou perdeu a funcionalidade, para aumentar a eficiência, ele deve ser instalado ou substituído. Isso é fácil de fazer com o uso de dutos de exaustão modulares modernos. Caso contrário, não será posível obter o resultao desejado.

A configuracão incorreta da potência da caldeira geralmente se manifesta como um fenômeno chamado ciclagem. Ele representa um modo de operação onde os ciclos de ligar/desligar ocorrem com muita frequência. E como o fornecimento de gás é maior quando a caldeira é ligada, uma parte significativa dele não queima completamente.

A situação é agravada pelo fato de que a eletrônica é sempre programada para que o comando para os piezoelementos começarem a gerar faísca seja dado com algum atraso. Isso é feito para garantir uma ignição de qualidade.

Aumentar a eficiência neste último caso será rápido e sem qualquer custo. Basta acessar o menu de serviço da sua caldeira a gás. E então, usando o botão '—', definir um valor de potência menor.

Em alguns casos, é possível aumentar a eficiência da sua caldeira a gás através de ajustes no menu de serviço. Mas lembre-se de que, na maioria das vezes, eles são considerados ajustes finos e, portanto, aumentarão a eficiência do aparelho de aquecimento em apenas 3-8%. Para acessar o menu de serviço, é necessário inserir um código especial definido pelo fabricante.

A eficiência atingirá níveis ideais se a potência da caldeira e a potência térmica total dos radiadores forem aproximadamente iguais. Os dados necessários sobre as características de operação do equipamento podem ser obtidos em seus manuais técnicos ou com o fabricante, vendedor.

Às vezes acontece que a potência da caldeira é significativamente inferior ao parâmetro total similar dos radiadores. Neste caso, a eficiência pode ser aumentada aumentando a potência do aparelho de aquecimento. O que também pode ser feito de forma independente, acessando o menu de serviço.

É possível alterar as características de operação das caldeiras, pois elas possuem valores de potência máxima e mínima. E são fornecidas configuradas para uma produtividade média.

Método #3 — redução das perdas de calor

As perdas totais de calor são as causas que geralmente levam a um baixo índice de eficiência da caldeira. E não é por acaso que os especialistas afirmam que a eficiência do próprio aparelho de aquecimento depende em impressionantes 80% da correta escolha, instalação e desempenho dos radiadores.

Alteração da potência térmica total

Ao mesmo tempo, as manipulações com os elementos do sistema de aquecimento mencionados são dispendiosas. Mas lembre-se de que sem eles a caldeira não atingirá os valores máximos de eficiência.

Ou seja, se com a ajuda dos métodos descritos nas seções anteriores do artigo não foi possível levar a eficiência do aparelho de aquecimento a valores ideais, então será necessário resolver a situação realizando uma série de procedimentos nos radiadores.

Por alguns pontos percentuais, a caldeira a gás se tornará mais eficiente após a limpeza das superfícies externas do queimador de gás, do trocador de calor, dos produtos de combustão, da poeira endurecida e de outros tipos de poluentes.

As quais incluem:

• alteração da potência térmica total;
• instalação correta.

Esse método de aumentar a eficiência da caldeira a gás, como alterar a potência térmica total dos radiadores existentes, é bastante complexo. Mas será necessário utilizá-lo se não for possível obter o resultado desejado com os ajustes do aparelho de aquecimento afetado pela ciclagem.

O método consiste em adicionar radiadores ao sistema de aquecimento — um ou vários. Ou substituir as baterias existentes por outras mais potentes.

Isso é feito para igualar a potência da caldeira com a potência total equivalente dos radiadores. Com o objetivo de eliminar as partidas/paradas frequentes da caldeira. O que leva ao aumento da eficiência, à redução do desgaste do equipamento e do consumo do caro gás.

É necessário recorrer ao método descrito também nos casos em que a baixa potência total não permite aumentar a capacidade da caldeira para melhorar a eficiência. Essa necessidade surge quando a temperatura do líquido de arrefecimento atinge 70-75 °C. O fato é que, com esse aquecimento da água, as partículas de poeira começam a queimar na superfície dos radiadores, o que não cria condições confortáveis para a vida.

E o pior é que, nessa temperatura, começa um desgaste elevado dos elementos estruturais do sistema de aquecimento feitos de plásticos poliméricos, amplamente utilizados nos últimos anos. Como resultado, em vez do aumento esperado da eficiência, pode-se obter um vazamento do líquido de arrefecimento, inclusive em mais de um local.

Na foto, é mostrada uma chaminé entupida de fuligem e outros produtos de combustão. E mesmo à primeira vista, é evidente que, nesse estado, este equipamento não conseguirá fornecer a eficiência esperada. Portanto, o estado do sistema de ventilação e da chaminé deve ser verificado regularmente. E abordar o procedimento não de forma formal, mas com bastante responsabilidade. Pois disso depende a eficiência de todo o sistema de aquecimento.

Verificação do posicionamento correto dos radiadores

Se o ajuste da caldeira não ajuda a aumentar a eficiência, e a potência do equipamento é adequada e suficiente para aquecer os ambientes, então deve-se prestar atenção à localização dos radiadores. Pois a sua eficiência será ótima quando uma série de requisitos forem atendidos.

Ou seja, os radiadores devem estar localizados:

• nos locais dos ambientes onde as perdas de calor são mais significativas, por exemplo, perto das janelas;
• a 12 cm do chão;
• a 10 cm do peitoril da janela; além disso, este deve cobrir o radiador em 2/3;
• a 2 cm da parede.

Ao cumprir os requisitos listados, ocorrerá convecção natural. Nesse processo, uma pequena parte do calor é gasta no aquecimento das paredes e na blocagem das perdas de calor, enquanto toda a energia restante serve para resolver a tarefa principal — aquecimento dos ambientes. Nessa situação, a carga na caldeira será a menor, o que aumenta significativamente a eficiência.

É importante lembrar que um radiador instalado com desvio de mais de 1° afetará a eficiência de qualquer caldeira a gás. E, se houver vários aparelhos instalados incorretamente, nenhum ajuste na caldeira conseguirá compensar isso. A única solução correta será corrigir as falhas, embora isso seja dispendioso.

Mas, com altas perdas de calor devido à baixa eficiência energética do edifício, não será possível alcançar alta eficiência no funcionamento do equipamento de aquecimento. Assim, a maior parte do calor escapa por janelas antigas com frestas, paredes sem isolamento, portas e telhados.

Ou seja, nesses casos, devido a frestas, correntes de ar e outras deficiências, a eficiência até mesmo de caldeiras modernas cai dezenas de pontos percentuais. Isso não pode ser compensado com ajustes ou qualquer outro método. Nessa situação, será necessário pensar em substituir janelas, isolamento térmico das paredes, piso ou teto, ou melhor — tudo de uma vez.

Método #4 — manutenção e lavagem do trocador de calor

Alcançar e manter a alta eficiência de qualquer caldeira a gás não se consegue com ações esporádicas (após detectar sua baixa eficiência), mas sim com a realização sistemática de determinados procedimentos — a manutenção técnica do equipamento de aquecimento. Recomendamos conhecer as particularidades da escolha de uma empresa de gás e a celebração de um contrato de manutenção da caldeira a gás.

Esse conjunto de operações consiste em inspeção e trabalhos de verificação. Eles permitirão identificar e corrigir todas as possíveis falhas que reduzem a eficiência ainda nos estágios iniciais. Isso evitará não apenas a queda de eficiência, mas também o desgaste da caldeira e de outros elementos do sistema de aquecimento.

Deve-se dar atenção especial à lavagem do trocador de calor. A razão é que, em suas superfícies internas, começa a se formar uma crosta rapidamente. Ela se assemelha à incrustação de cal na superfície de uma chaleira comum. Como resultado, após algum tempo, a caldeira a gás precisa de mais tempo para aquecer o fluido de transferência de calor até a temperatura desejada. Ou seja, há uma redução na eficiência; além disso, quando há entupimento, ocorre superaquecimento do trocador de calor, o que pode levar à sua falha prematura.

Na foto, é possível ver que os canais do trocador de calor estão obstruídos por carbonatos (depósitos de sais). Isso leva a uma redução significativa da eficiência e à falha prematura da caldeira. É possível evitar essas consequências negativas realizando a limpeza regular dos canais.

A lavagem da caldeira a gás pode ser realizada de três maneiras.

A saber:

• limpeza manual (método mecânico);
• com o uso de uma solução especial para lavagem do trocador de calor da caldeira (método químico);
• pelo método hidrodinâmico.

Para limpeza mecânica, após o fechamento do fornecimento de gás e drenagem do fluido térmico, é realizada a desmontagem da caldeira. Que termina com a remoção do trocador de calor.

Em seguida, com o uso de raspador, escovas e aspirador comum, são removidos os depósitos de seus canais internos. É necessário ter cuidado e atenção, pois o trocador de calor pode ser facilmente danificado.

Após a conclusão da limpeza, é realizada a montagem da caldeira e a verificação da estanqueidade do trocador de calor e de suas conexões.

A limpeza pelo método químico (com solução de lavagem) é um procedimento mais simples e eficaz. Mas o trocador de calor ainda precisará ser desmontado. Em seguida, é despejado um produto especial que lida até com os depósitos mais resistentes (ferro trivalente, carbonato de sal). Após drenar o ácido, seus resíduos do trocador de calor devem ser removidos com água, circulando-a com um booster através do trocador.

A única desvantagem significativa do método químico de limpeza do trocador de calor é a necessidade de usar equipamento especial (booster)

Lavagem hidrodinâmica é a maneira mais simples de limpar a caldeira a gás para aumentar a eficiência. Como não é necessária a desmontagem do equipamento, basta bombear água comum (com carga abrasiva) no sistema de aquecimento e fazer a circulação. Com aumento gradual da pressão. Para realizar o procedimento, são necessários uma bomba e bicos especiais.

A limpeza do trocador de calor deve ser realizada pelo menos a cada 2 anos, o que ajudará a manter a eficiência da caldeira a gás em um nível consistentemente alto.

A maneira mais acessível de limpar o fluido térmico é o método mecânico – limpeza manual com escovas

A maneira mais acessível de remover incrustações do trocador de calor é limpá-lo com escovas e outros materiais disponíveis. Mas o método mais eficaz e menos trabalhoso é considerado o uso de soluções especiais

Método #5 — limpeza do fluido de aquecimento

Outra maneira acessível de aumentar a eficiência do equipamento de aquecimento é a instalação de filtros no sistema de aquecimento.

Recomenda-se iniciar o procedimento mencionado com uma análise da qualidade do fluido térmico, laboratorial inclusive. Será necessário gastar dinheiro, mas então se saberá exatamente quais filtros devem ser usados.

Atualmente, as seguintes variedades são amplamente utilizadas:

• limpeza grossa;
• limpeza fina;
• magnéticos.

A primeira variedade (filtros de limpeza grossa) é eficaz se o fluido de transferência de calor contiver grandes partículas de sujeira (a partir de meio mícron). Os filtros de limpeza fina servem para purificar a água se nela forem encontradas suspensões com partículas muito pequenas. Frequentemente, os dois tipos são usados juntos.

Filtros magnéticos lidam com sucesso na limpeza do fluido de transferência de calor de partículas metálicas. Eles não protegem as caldeiras a gás de outros tipos de contaminação.

A limpeza do fluido de transferência de calor, juntamente com a lavagem do equipamento de aquecimento, permite obter um aumento significativo na eficiência. E o mais importante, esse resultado será estável durante toda a vida útil da caldeira.

Medidas de segurança ao aumentar a eficiência

Há 20-30 anos, o preço dos vetores energéticos no espaço pós-soviético era baixo, por isso ninguém prestava atenção a um parâmetro como a eficiência. Afinal, a produtividade poderia resolver tudo. Porém, quando o gás começou a aumentar de preço e as tecnologias modernas ainda não estavam disponíveis, os artesãos começaram a modernizar as caldeiras a gás, visando aumentar a eficiência por meios acessíveis.

Ao realizar qualquer trabalho com equipamento a gás, é necessário observar medidas de segurança e possuir habilidades e ferramentas especiais. Além disso, não se deve usar métodos proibidos por lei para aumentar a eficiência.

Por exemplo, fixando placas de cobre e alumínio aos trocadores de calor para melhorar a transferência de calor. Reduziam as perdas de calor dos elementos estruturais dos dispositivos de aquecimento soldando elementos externos. A automação e os trocadores de calor eram alterados. Outros métodos semelhantes também eram utilizados. A eficiência aumentava, e o Estado e o serviço de gás não reagiam à 'criatividade' dos artesãos.

Agora é diferente e as leis específicas proíbem alterar a construção de caldeiras a gás, que devem ser certificadas, assim como todos os seus componentes individuais. Como resultado, não é possível aumentar a eficiência substituindo componentes mecânicos, elétricos e outros dos dispositivos de aquecimento por peças de terceiros.

Pela violação desses requisitos, pode ocorrer:

• Responsabilidade administrativa. Se os funcionários do serviço de gás identificarem interferência na construção da caldeira, e não tiver ocorrido nenhum acidente, será necessário pagar uma multa no valor de 100-150 €. Isso é indicado pelo artigo 7.19 do Código de Contravenções Administrativas. Em casos graves, o serviço de gás pode até rescindir o contrato de manutenção e interromper o fornecimento de combustível.
• Responsabilidade criminal. Isso é evidenciado pela Lei Federal de nº 229-FZ de 29.07.2018 'Sobre alterações ao artigo 215.3 do Código Penal da Federação Russa e aos artigos 150 e 151 do Código de Processo Penal da Federação Russa'. Essas normas entrarão em vigor se as alterações na construção resultarem em consequências graves.

Ou seja, não vale a pena arriscar vidas humanas para aumentar a eficiência da caldeira em alguns por cento.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O primeiro vídeo ajudará a entender como é feita a limpeza do trocador de calor da caldeira, o que ajudará a aumentar significativamente sua eficiência.

O próximo vídeo permitirá entender como é feita a limpeza do queimador a gás para aumentar a eficiência da caldeira.

A experiência mostra que a eficiência máxima da caldeira pode ser alcançada com sua manutenção técnica sistemática e limpeza oportuna dos queimadores, do trocador de calor dos produtos de combustão e sujeira. Além disso, com a colocação e uso adequados dos radiadores. Além disso, apenas equipamentos modernos de alta tecnologia podem ter alta eficiência.

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