Khi đốt cháy nhiên liệu, trong trường hợp này là khí, khí thải được tạo ra cùng với năng lượng nhiệt có thể đo được. Khí thải này chứa phần lớn là hơi nước nóng có thể có tính axit trong thành phần. Các nồi hơi cũ xả khí thải trực tiếp ra ngoài trời để bảo vệ chính nồi hơi và hệ thống ống hơi khỏi hơi nước có tính axit này. Tùy thuộc vào công nghệ sưởi, nhiệt độ khí thải có thể lên tới 200 độ C. Do đó, sự ngưng tụ hơi nước trong khí thải được cố ý ngăn lại.
Công nghệ ngưng tụ khí – tính năng, lợi ích và khoản tiết kiệm tiềm năng
Một nồi hơi cần năng lượng nhiệt để sưởi một căn phòng. Nồi hơi càng tiêu thụ nhiều năng lượng nhiệt thì chi phí sưởi lại càng cao. Hơn nữa, quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch như khí tự nhiên hoặc dầu làm nguồn năng lượng cũng gây ra tác động đến môi trường. Đây chính là điểm khác biệt mà công nghệ ngưng tụ mang lại: tăng hiệu suất năng lượng và giảm thiểu lượng khí thải CO₂.
Nhiều lí do khuyến khích sử dụng công nghệ ngưng tụ khí
Chỉ riêng ở Đức, hiện nay vẫn còn khoảng 2 triệu hệ thống sưởi đang hoạt động được trên 25 năm. Người dùng những hệ thống này thường hoàn toàn không biết về số tiền họ đã và đang lãng phí một cách không cần thiết vào năng lượng trong khi năng lượng này bị đốt cháy một cách vô ích và thoát ra ngoài qua ống hơi dưới dạng nhiệt dư. Hơn nữa, những hệ thống sưởi cũ còn tác động đến khí hậu do lượng khí thải CO₂ cao không cần thiết, làm trầm trọng thêm sự nóng lên toàn cầu.
Bằng cách nhanh chóng thay thế các hệ thống này bằng các nồi hơi ngưng tụ khí hiệu suất cao kết hợp với công nghệ năng lượng mặt trời, bạn có thể giảm tới 35% mức tiêu thụ năng lượng. Giải pháp này sẽ đáp ứng được 10% tổng nhu cầu sử dụng năng lượng ở Đức, đồng thời giảm tới 54;triệu tấn khí thải CO₂ hằng năm.
Tài liệu tải xuống
Nhiều lựa chọn nồi hơi ngưng tụ khí
Quá trình chuyển đổi từ nồi hơi cũ, hiệu suất thấp sang nồi hơi ngưng tụ khí tiết kiệm năng lượng diễn ra rất nhanh cho dù bạn chọn nồi hơi khí treo tường cực kỳ nhỏ gọn hay nồi hơi đặt sàn có bình trữ năng lượng mặt trời tích hợp. Cho dù là chủ sở hữu nhà biệt lập, nhà song lập và đặc biệt là các căn hộ chung cư nhỏ, bạn đều có thể dễ dàng tìm được nồi hơi Viessmann phù hợp đáp ứng tất cả nhu cầu về công suất (lên đến 80 kW) lẫn giá cả. Nhất là bạn cũng có thể tin tưởng vào công nghệ này trong tương lai bởi ngoài khí tự nhiên, khí hóa lỏng và hỗn hợp khí sinh học, nồi hơi ngưng tụ khí cũng thích hợp để sử dụng hỗn hợp khí chứa tới 20% hydro.
Cách thức hoạt động của công nghệ ngưng tụ khí
Khác với nồi hơi nhiệt độ không đổi và nhiệt độ thấp, cách thức hoạt động của công nghệ ngưng tụ khí không đơn giản chia thành quá trình đốt cháy, khí hóa và giải phóng nhiệt. Khí thải được ngưng tụ giữa hai bước cuối cùng.
Có thể chứng minh rằng hơi nước nóng vẫn chứa năng lượng bằng một mẹo đơn giản: nếu bạn giơ tay phía trên một nồi nước sôi, bạn sẽ sớm nhận thấy năng lượng này trong lòng bàn tay. Điều này là do hơi nước ngưng tụ trên bề mặt bàn tay và tại thời điểm đó giải phóng nhiệt ẩn, còn gọi là nhiệt lượng ngưng tụ. Công nghệ ngưng tụ khí bao gồm thu hồi nguồn nhiệt lượng ngưng tụ này và chuyển thành năng lượng đun nước nóng. Vì thế, khí thải nóng được đưa qua một bộ trao đổi nhiệt trước khi xả ra ngoài không khí.
Bộ trao đổi nhiệt được làm bằng thép không gỉ chống ẩm và axit với thiết kế đặc biệt nhỏ gọn. Khi khí thải nóng chảy qua cuộn dây, chúng được làm mát bằng nước nóng chảy ngược trở lại nồi hơi từ bộ tản nhiệt (nước hồi). Khí thải dần dần ngưng tụ. Nhiệt từ hơi nước thu được sau đó được chuyển vào hệ thống sưởi. Để đảm bảo hiện tượng ngưng tụ sẽ xảy ra, nhiệt độ của nước hồi không được vượt quá 57 độ C. Nếu không, khí thải nóng sẽ không thể ngưng tụ. Các hệ thống sưởi theo khu vực như hệ thống sưởi dưới sàn phù hợp để làm mát nước hồi này.
Do đó, bộ trao đổi nhiệt là một bộ phận quan trọng của nồi hơi ngưng tụ khí và là yếu tố không thể thiếu đối với công nghệ này. Bộ trao đổi nhiệt có thể truyền nhiệt lượng ngưng tụ thu được đến hệ thống sưởi mà hầu như không làm thất thoát nhiệt. Nhờ vậy mà có thể chuyển đổi đến 98% năng lượng có trong khí nóng thành nhiệt. Một bộ phận bền bỉ có thời hạn bảo hành lên đến 10 năm.
Sự ngưng tụ có chủ đích hơi nước trong khí thải tạo ra nước ngưng tụ. Nước ngưng tụ này thường được xả vào nước thải (không phải nhà máy xử lý nước thải nhỏ) nếu giá trị pH không quá cao. Ngoài ra, hệ thống xả nước phải có khả năng chống axit. Cơ sở tính toán được quy định trong Bộ Quy tắc thực hành "DWA-A 251" của Hiệp hội Nước, Nước thải và Rác thải Đức (DWA). Kích cỡ của nồi hơi ngưng tụ khí cũng là một yếu tố quan trọng. Nếu công suất sưởi định mức nhỏ hơn 25 kilowatt (kW) thì không cần phải trung hòa nước ngưng tụ. Nếu công suất nằm trong khoảng từ 25 kW đến 200 kW, chỉ được phép xả trực tiếp vào nước thải trong một số trường hợp bằng cách pha loãng với nước thải. Đối với các hệ thống sưởi ngưng tụ khí có công suất lớn hơn 200 kW, việc trung hòa là bắt buộc.
Ngoài để xả nước ngưng tụ, hệ thống ống hơi cũng phải được thiết kế riêng cho công nghệ ngưng tụ. Điều quan trọng là lượng axit trong nước ngưng tụ không được làm hỏng hệ thống. Áp suất dương do sử dụng quạt (ví dụ: quạt đốt) tạo ra cũng không được ảnh hưởng đến hệ thống đường ống mới. Ống hơi làm bằng thép không gỉ hoặc nhựa chuyên dụng đã được thử nghiệm và kiểm định. Nếu đã có sẵn ống hơi thì thường có thể lắp thêm đường ống mới vào ống hơi hiện có. Ngoài ra, cũng có thể đi ống bên ngoài mà không cần sử dụng ống hơi hiện có. Tuy nhiên, cần phải xin tư vấn từ cán bộ kiểm tra khí thải trong trường hợp này.
Cách tiết kiệm bằng công nghệ ngưng tụ khí
Nhờ nhiệt bổ sung từ khí thải ngưng tụ, nồi hơi ngưng tụ đạt hiệu suất theo mùa tiêu chuẩn [theo tiêu chuẩn DIN] lên đến 98% nên đặc biệt tiết kiệm năng lượng. Tính năng này không chỉ tiết kiệm nguồn năng lượng quý giá mà còn bảo vệ môi trường nhờ giảm đáng kể lượng khí thải CO₂. Bảng sau đây cho biết chính xác khoản tiết kiệm có thể đạt được:
Tiết kiệm nhờ hiện đại hóa với nồi hơi ngưng tụ khí Vitodens 300-W*
* Cơ sở để so sánh: Nhà ở (xây dựng năm 1985), với không gian sống 140 m² sử dụng nồi hơi đốt khí cũ có công suất 27 kW. Chi phí tiêu thụ được làm tròn theo tiêu chuẩn (EID) là khoảng 3400 m³ khí tự nhiên. Giá năng lượng trung bình năm 2017
Dự trữ cho hệ thống sưởi trung tâm bằng năng lượng mặt trời
Hệ thống sưởi bằng khí là một trong những hệ thống sưởi được lắp đặt phổ biến nhất ở Đức. Hệ thống này có đặc trưng là thiết kế nhỏ gọn và hiệu suất năng lượng cao. Hiệu suất và các chỉ số môi trường của hệ thống có thể tăng thêm nữa nếu người dùng hệ thống lựa chọn kết hợp công nghệ ngưng tụ khí với nhiệt năng mặt trời. Năng lượng mặt trời miễn phí vẫn không đủ để đun nóng nước sinh hoạt và làm nguồn năng lượng dự trữ cho hệ thống sưởi trung tâm. Dù vậy, đây là nguồn nhiệt sạch nhất trong các nguồn năng lượng. Với nguồn cung cấp vô tận, luôn có sẵn và miễn phí. Khi tiến hành hiện đại hóa, bạn nên cân nhắc kết hợp hệ thống sưởi hoặc nồi hơi mới với hệ thống nhiệt năng mặt trời.
Nồi hơi ngưng tụ khí của Viessmann có thể vận hành một chế độ hoặc hai chế độ. Khi vận hành hai chế độ với hệ thống nhiệt năng mặt trời thì cần có bình trữ phù hợp. Dòng sản phẩm Vitocell của Viessmann là mảnh ghép hoàn hảo với hệ thống nhiệt năng mặt trời. Cho dù đó là bình chứa nước nóng để đun nước nóng sinh hoạt, bình trữ kết hợp hay bình trữ nước nóng, chúng tôi cung cấp giải pháp bình chứa phù hợp với mọi nhu cầu.
Mẹo: Nguồn năng lượng miễn phí từ mặt trời vẫn không đủ để đun nóng nước sinh hoạt và làm nguồn năng lượng dự trữ cho hệ thống sưởi trung tâm. Khi tiến hành hiện đại hóa, bạn nên cân nhắc kết hợp hệ thống sưởi hoặc nồi hơi mới với hệ thống nhiệt năng mặt trời.
*Tuyên bố của nhà sản xuất về khả năng chuyển đổi thành 100% hydro theo Gebäudeenergiegesetz (GEG)