Caldaia a condensazione
La caldaia a condensazione ha il miglior rendimento di combustione (oltre il 100%) e recupera il calore dei fumi, che normalmente viene disperso dal camino. La condensazione consente di avere il miglior rendimento "medio stagionale": quando la caldaia lavora a potenza ridotta (ovvero nel periodo più lungo di funzionamento) il rendimento resta costante, a differenza di quello di una caldaia tradizionale.
Questo consente una riduzione d'impiego di combustibile. Inoltre la caldaia a condensazione inquina di meno perché la riduzione del consumo e la migliore combustione significano meno emissioni di CO2 (anidride carbonica) e la produzione di una quantità minima di ossidi di azoto e di ossidi di zolfo, responsabili delle piogge acide.
La caldaia a condensazione ha come principio il recupero di energia termica dalla combustione, pertanto offre buoni rendimenti.
Questo tipo di caldaia di solito è a tiraggio forzato con combustione realizzata pre-miscelando l’aria al combustibile.
Funzionamento
Nell’immagine che segue è mostrato il tipico schema di funzionamento delle caldaie a condensazione. Come è chiaro, l’aria e il combustibile (gas) entrano insieme per rendere possibile la combustione in una camera stagna- La caldaia è dotata di un elettroventilatore con funzione di prelievo dell’aria esterna e per forzare l’espulsione dei prodotti di combustione verso il “camino” che provvederà a disperderli.
Con questo funzionamento, la caldaia a condensazione permette un rendimento termico superiore al 90% del combustibile utilizzato grazie al recupero del calore laterale di condensazione del vapore acqueo contenuto nei fumi della combustione.
La maggior efficienza termica delle caldaie a condensazione è dovuta dal fatto che questi generatori di calore riescono a sfruttare l’energia prodotta dalla trasformazione termodinamica necessaria durante la combustione.
Nelle caldaie a condensazione i fumi prodotti con la combustione vengono raffreddati fino a riportarli allo stato liquido (appunto, si crea la condensa dal vapore generato con la combustione) andando così a recuperare il calore utilizzato per preriscaldare l’acqua di ritorno.
Con questa tecnologia, la temperatura dei fumi di uscita si abbassa a circa 40 °C ed è prossima alla temperatura di mandata dell’acqua (nelle caldaie a condensazione più efficienti, la temperatura dei fumi può essere addirittura inferiore alla temperatura di mandata dell’acqua). La temperatura dei fumi in uscita, nelle caldaie non a condensazione, in genere è:
-inferiore ai 140 – 160 °C nelle caldaie ad alto rendimento
-inferiore ai 200 – 250 °C nelle caldaie tradizionali
Le caldaie a condensazione riescono a sfruttare l’energia termica dei fumi perché sono realizzate con materiali resistenti all’acidità della condensa. In particolare utilizzano scambiatori di calore ad hoc, resistenti all’acidità (pH 4-5) che va a formarsi condensando il vapore di combustione.
Quando la temperatura dei fumi scende sotto il “punto di rugiada” (circa a 56° C per i fumi prodotti dalla combustione di metano), il vapore comincia a condensare e, tornando allo stato liquido, libera il cosiddetto “calore latente”, sfruttato dagli scambiatori di calore delle caldaie a condensazione.
Nelle caldaie “normali”, siano essere tradizionali o ad alto rendimento, la temperatura dei fumi di combustione è tenuta sempre al di sopra del punto di rugiada. Vi basterà pensare alla temperatura dei fumi di uscita delle caldaie non a condensazione per capire quanto calore è andato perduto.
Le differenze con le classiche caldaie
Le normali caldaie, anche quelle etichettate come “ad alto rendimento” utilizzano solo una parte del calore ricavabile dai fumi di combustione perché ne evitano la condensazione in quanto questo fenomeno, nelle normali caldaie, sarebbe corrosivo.
Tutto il vapore acqueo generato dalla combustione, nelle normali caldaie, viene disperso e con esso anche l’energia termica definita “calore laterale”. Negli impianti a condensazione si sfrutta proprio questo potenziale.
La canna fumaria e la raccolta della condensa
In caso di sostituzione di una caldaia esistente tradizionale si deve valutare l’idoneità della propria canna fumaria. La caldaia a condensazione infatti richiede una canna fumaria (di solito in materiale plastico) idonea a un ambiente umido perché deve sopportare il costante attraversamento del vapore acqueo. Se la canna fumaria esistente è in acciaio inox può essere mantenuta anche per il nuovo impianto, che deve essere inoltre dotato di scarico della condensa adibito al recupero dei fumi liquefatti. L’eventuale adeguamento della canna fumaria è uno dei fattori che incidono sul prezzo della caldaia a condensazione.
L’acqua di condensa che si forma durante il funzionamento della caldaia viene convogliato nel pozzetto di raccolta della condensa. La Norma UNI 11071 (“Criteri di progettazione, d’installazione, di messa in servizio e di manutenzione degli impianti domestici e similari che utilizzano gas combustibili, asserviti ad apparecchi a condensazione ed affini di portata termica nominale non maggiore di 35 kW”) prevede due modalità di smaltimento, uno per l’eliminazione della condensa dalla caldaia, uno per la sua eliminazione dalla canna fumaria.
Per impianti ordinari (ovvero sotto la potenzialità dei 35 kw) si può convogliare la condensa nelle normali fognature senza la previa neutralizzazione dell’acidità contenuta dovuta ai fumi. Questo perché le altre acque che vengono scaricate nella fognatura insieme alla condensa sono fondamentalmente basiche e possono neutralizzare insieme ai prodotti del lavaggio domestico l’acidità della condensa.
Per le caldaie di portata termica superiore ai 35 kW si fa riferimento invece alla UNI 11528 che impone trattamenti di neutralizzazione specifici.
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