Caldaie a condensazione - giochidisquadra

CALDAIE A CONDENSAZIONE

Le caldaie a condensazione sono caldaie in grado di ottenere rendimento termodinamico superiore al 100% del potere calorifico inferiore del combustibile utilizzato anziché sul potere calorifico superiore alla potenza nominale grazie al recupero del calore latente di condensazione del vapore acqueo contenuto nei fumi della combustione. Vi è inoltre una conseguente riduzione delle emissioni di NOx e CO.

Le normali caldaie, anche quelle definite "ad alto rendimento" (91-93% alla potenza termica nominale), riescono a utilizzare solo una parte del calore sensibile dei fumi di combustione a causa della necessità di evitare la condensazione dei fumi che dà origine a fenomeni corrosivi. Il vapore acqueo generato dal processo di combustione (circa 1,6 kg per m³ di gas) viene quindi disperso in atmosfera attraverso il camino: la quantità di calore in esso contenuta, definito calore latente, rappresenta ben l'11% dell'energia liberata dalla combustione ma non riesce a essere recuperata.

La caldaia a condensazione, invece, può recuperare una gran parte del calore latente contenuto nei fumi espulsi attraverso il camino. La particolare tecnologia della condensazione consente infatti di raffreddare i fumi fino a farli tornare allo stato di liquido saturo (o in taluni casi a vapore umido), con un recupero di calore utilizzato per preriscaldare l'acqua di ritorno dall'impianto. In questo modo la temperatura dei fumi di uscita (che si abbassa fino a 40 °C) mantiene un valore molto basso prossimo al valore della temperatura di mandata dell'acqua (con scambiatori particolarmente performanti anche meno!), bn inferiore quindi ai 140~160 °C dei generatori ad alto rendimento e ai 200~250 °C dei generatori di tipo tradizionale.  Naturalmente è possibile lavorare con temperature così basse dei fumi, quindi condensare, in quanto le caldaie a condensazione utilizzano scambiatori di calore realizzati con metalli particolarmente resistenti all'acidità delle condense.

I fumi scaricati a bassa temperatura non permettono il tiraggio naturale del camino e vanno espulsi grazie alla prevalenza del ventilatore inserito a monte del bruciatore della caldaia; abbiamo quindi una linea fumi in pressione che deve essere perfettamente a tenuta rendendo problematico lo scarico di più caldaie in un unico camino.

Bisogna inoltre aggiungere che nella maggior parte dei casi le caldaie a condensazione presentano un bruciatore di tipo PREMISCELATO che aggiunge il vantaggio di poter mantenere costante il valore di anidride carbonica presente nei fumi, al variare della potenza del bruciatore (oltre ad avere ridotte emissioni di monossido di carbonio e di NOx). Tale situazione permette di mantenere costante la temperatura di condensazione del vapore acqueo nei fumi indicato approssimativamente attorno ai 54 °C.  Nei (rari) casi in cui la caldaia a condensazione non abbia il bruciatore premiscelato il rischio è che al diminuire della potenza (modulazione di fiamma) diminuisca notevolmente il punto di condensazione del vapor d'acqua rendendo di fatto impossibile la condensazione dei fumi e di conseguenza il recupero del calore latente.

All'atto pratico, una caldaia a condensazione è una caldaia che "può" condensare i vapori di combustione, ma che riesce a farlo solamente se le temperature dell'acqua erogata sono più basse delle temperature generalmente ottenute con le caldaie convenzionali.

L'accoppiata economicamente più conveniente, risulta quella con un impianto di riscaldamento a bassa temperatura, che resta acceso per un periodo di tempo più lungo rispetto al tempo di accensione di una caldaia convenzionale che eroga acqua in mandata a temperature di circa 65/80 °C.

Vantaggi economici:
- Si raggiungono risparmi nell'ordine del 5-10% sulla fornitura di acqua calda a 80 °C, e del 15-20% a 60 °C.
- Accoppiata a vecchi impianti presistenti funzionanti a radiatori con acqua calda a 70-80 °C, il risparmio energetico raggiunge il 5-7% appena.
- Le prestazioni migliori sono quelle a carico parziale, ovvero il riscaldamento di un edificio, dove con radiatori tradizionali consentono risparmi del 25~30%, a patto però di usare acqua a temperatura più bassa di quella convenzionale, fatto che a sua volta richiede radiatori di dimensioni maggiori.
- Esprimono il massimo delle prestazioni (risparmi del 40% e oltre) quando vengono utilizzate con impianti che funzionano a bassa temperatura (30~50 °C), come ad esempio con impianti radianti (pannelli a soffitto, serpentino a pavimento o serpentino a parete).
- Quando si sostituisce una caldaia tradizionale con una a condensazione è possibile sceglierne una di potenza nominale minore (necessario comunque un calcolo termotecnico). Se si completa il sistema con l'integrazione di pannelli solari, e si aggiunge il risparmio che proviene dall'utilizzo dell'energia solare (25~30% medio), è possibile notare che dalla combinazione di pannelli solari e caldaia a condensazione si ottengono risparmi sull'ordine del 50~60%, sempre che si usi per il riscaldamento acqua temperatura al di sotto dei 50-55 °C.

Tali informazioni sono naturalmente indicative in quanto il risparmio ottenibile è dipendente dalla tipologia (e bontà) della caldaia precedentemente installata, nonché dell'impianto.