Le caldaie a condensazione

La caldaia a condensazione è l’alternativa più efficiente e vantaggiosa alle tradizionali caldaie a gas, se viene impiegata a basse temperature d'esercizio.

Si tratta di una tipologia di caldaie nella quale si sfrutta la condensazione del vapore acqueo presente nei fumi di scarico per recuperare il calore in essi contenuto nel preriscaldamento dell'acqua del circuito.

Nelle caldaie tradizionali i fumi caldi della combustione vengono mandati direttamente all'esterno, disperdendo tutto il calore che portano con loro, mentre nelle caldaie a condensazione, una parte di questo calore viene recuperato, aumentando la capacità di riscaldare (rendimento termico) a parità di combustibile utilizzato.

Per meglio comprendere il principio della condensazione, bisogna sapere che il fumo della combustione contiene una parte di vapore acqueo.

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Per far condensare (condensazione = passaggio da gas a liquido) il vapore presente nei fumi, queste caldaie sfruttano la temperatura dell’acqua di ritorno dall’impianto termico.

I fumi, infatti, vengono fatti passare in uno speciale scambiatore (condensatore) nel quale entrano in contatto con la superficie fredda dei tubi che contengono l'acqua di ritorno dal circuito dell'impianto (dai radiatori o altri corpi scaldanti). Il vapore presente, a contatto con la superficie, condensa e cede il proprio calore all'acqua contenuta dai tubi.

  

 

Il calore contenuto nel vapore acqueo dei fumi, è detto calore latente.

 

Con questo metodo, la temperatura dei fumi in uscita si abbassa a circa 50-60°C quasi allo stesso valore della temperatura di mandata (30-50 °C), ben inferiore ai 140/160 °C dei generatori tradizionali ad alto rendimento o addirittura ai 200° dei tradizionali impianti a basso rendimento.

Il funzionamento di questo processo si basa sul principio fisico secondo il quale il processo di condensazione emette (cede) calore (al contrario dell’evaporazione, che lo assorbe).

La caldaia a condensazione presenta pertanto alcuni importanti vantaggi:

  • Il calore latente generato dalla combustione, anziché essere scartato, si trasforma in energia utile, riducendo la quantità di combustibile necessario;

  • Minori emissioni inquinanti rese possibili da un bruciatore a premiscelazione che permette di ridurre al minimo i consumi di gas e l’emissione di sostanze nocive;

  • Vantaggio tipo strutturale in quanto l’installazione di un impianto di questo tipo può infatti avere deroghe rispetto all’obbligo di collegamenti a camini, canne fumarie o sistemi di evacuazione sopra il tetto: al fine di velocizzare la sostituzione degli impianti esistenti, è stata infatti prevista la possibilità di scaricare i fumi direttamente in facciata attraverso condotti orizzontali di evacuazione che risultano più facili da realizzare rispetto alle canne fumarie a tetto.

  • Possono essere combinate con l’azione di un sistema solare termico per la produzione di sola acqua calda sanitaria;

  • Alto rendimento con un risparmio energetico fino al 20-25% rispetto ad una caldaia tradizionale come da prospetto pubblicato da "Il Sole 24 ore" riportato qui sotto;

 

Raffronto tra i rendimenti di una caldaia tradizionale ed una a condensazione.

Da notare che il rendimento della caldaia a condensazione si compone di calore latente recuperato dai fumi e del calore della combustione.

Se non avviene la condensazione, i rendimenti sono identici.

Per completezza d'informazione si precisa che il rendimento di una caldaia a condensazione è elevato a temperature relativamente basse per cui più è bassa la temperatura del circuito e maggiore sarà il risparmio ottenuto (energetico ed economico).

​Questa caratteristica la rende indicata per un utilizzo in abbinamento a sistemi di riscaldamento quali pannelli radianti (a pavimento, parete o soffitto) nei quali l'acqua circola a temperatura di 25°/30° C e poco adatta a sistemi di riscaldamento come i radiatori tradizionali (che danno invece i migliori rendimenti a temperature tra i 60°C e i 70° C) .

N.B.:

Un errore che purtroppo è molto diffuso è quello di impiegare indiscriminatamente questi apparecchi anche su impianti datati o ad alta temperatura (ad esempio quelli a radiatori).

In questi casi infatti, la caldaia lavora sempre a temperature superiori ai 45/50°C (a regime circa 75/65°C), e quindi i fumi escono ad una temperatura troppo elevata per condensare, di conseguenza non avviene nessun recupero di calore latente

 

Il rendimento della caldaia in questi casi è pressoché identico a quello di una caldaia tradizionale, rendendo nullo il risparmio energetico dell'utente. 

Inoltre, in questo caso, viene annullata ogni benefica riduzione delle emissioni di CO2  e polveri sottili in atmosfera.

Ad incidere sul rendimento complessivo dell'impianto vi è anche una buona coibentazione termica dell’edificio, anche se questo aspetto è valido per qualsiasi sistema impiantistico.

Analizzare quindi tutti i fattori in gioco, con l’aiuto di un professionista qualificato, è fondamentale per comprendere quali siano la reale convenienza ed i benefici dati dall'impiego di queste caldaie.

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Architettura

Schema di funzionamento di un impianto con caldaia a condensazione.

Evidenziate le fasi di condensazione ed evaporazione del vapore contenuto nella miscela di aria e metano.

Schema di funzionamento di un condensatore interno ad una caldaia a condensazione.

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