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Caldo e freddo

Caldaie a condensazione

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Caratteristiche tecniche
Rendimenti superiori al 100%
Soluzioni impiantistiche

Le caldaie a condensazione sono una delle tecnologie più efficienti per il riscaldamento domestico e la produzione di acqua calda sanitaria.

Rispetto alle caldaie tradizionali, quelle a condensazione (alimentate a gas metano) presentano particolari accorgimenti tecnici in grado di assicurare un notevole aumento di efficienza e un conseguente risparmio in bolletta, pari almeno al 20% in un anno.

Grazie ai risparmi economici ottenibili, sono sufficienti pochi anni per ammortizzare i maggiori costi d'acquisto di una caldaia a condensazione.

Caratteristiche tecniche

La ragione delle alte prestazioni risiede nella capacità di sfruttare buona parte del calore latente contenuto nei gas di scarico, che nelle normali caldaie (anche quelle ad alto rendimento) vengono semplicemente espulsi dal camino, a temperature molto alte.



(fonte:www.gruppoimar.it)

Nelle caldaie a condensazione, invece, i fumi di scarico vengono fatti transitare attraverso un particolare scambiatore-condensatore, in cui il vapore acqueo contenuto nei fumi di combustione viene raffreddato e si condensa, cedendo all’impianto una quota supplementare di calore.


(fonte:www.gruppoimar.it)

Il raffreddamento dei fumi di scarico fino a 40-50 °C, tramite lo scambiatore-condensatore, avviene grazie alle temperature relativamente basse (circa 30 °C) dell’acqua di ritorno del sistema di riscaldamento.

Il fenomeno della condensazione avviene quando il vapore acqueo, contenuto nei fumi di combustione del metano e circolante nello scambiatore-condensatore, scende sotto il cosiddetto “punto di rugiada”, corrispondente a circa 54 °C. Scendere sotto il punto di rugiada significa innescare quel processo di condensazione, in grado di sottrarre buona parte del calore latente contenuto nel vapor d’acqua e di trasmetterlo all’acqua di ritorno del riscaldamento, aumentando così il rendimento della caldaia.

Il fenomeno di condensazione, che è alla base del funzionamento di queste caldaie, è un'esperienza che abbiamo quotidianamente sotto gli occhi. Un esempio classico è quello che si produce nella stanza da bagno, dopo una doccia calda: il vapore acqueo prodotto, a contatto con le finestre e con le piastrelle fredde della stanza, si condensa formando tante goccioline d'acqua.

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Rendimenti superiori al 100%

Se le caldaie ad alto rendimento presentano rendimenti nominali intorno al 90%, quelle a condensazione raggiungono valori anche del 108-109%.

Ma come è possibile che i rendimenti di una caldaia siano superiori al 100% ?

Questo si spiega con il fatto che i calcoli sul rendimento delle caldaie vengono elaborati sulla base del potere calorifico inferiore (calore sensibile) del combustibile, cioè sulla quantità di energia estraibile, in questo caso dal gas metano, senza tenere conto del calore latente ricavabile dalla condensazione del vapor d'acqua (mentre invece il potere calorifico superiore ne tiene conto).

Il rapporto tra potere calorifico superiore e inferiore del gas metano è di 1,11, vi è una differenza cioè dell'11%. Come si può vedere dalle figure riportate sopra, proprio quell'11% di calore latente di condensazione indica il limite massimo teorico di rendimento delle caldaie a condensazione, che è del 111%.

Uno dei fattori principali che influisce positivamente sul rendimento di una caldaia a condensazione è la temperature dell’acqua di ritorno del sistema di riscaldamento; a temperature molto basse, corrisponde un migliore sfruttamento del calore latente e di conseguenza un migliore rendimento della caldaia.

Questo significa che i sistemi di riscaldamento funzionanti a basse temperature, come gli impianti a pannelli radianti, con temperature dell’acqua circolante, mandata e ritorno, di 40-30 °C, sono quelli in cui le caldaie a condensazione dimostrano la massima efficacia (vedi "Pannelli radianti per il riscaldamento" nel menu di destra).

L’efficienza delle caldaie a condensazione è assicurata inoltre da sofisticati dispositivi di modulazione della potenza e di gestione della temperatura, in grado di garantire un funzionamento automatizzato senza la necessità di continui interventi manuali.

Ricordiamo infine che l'acqua di condensa viene di norma scaricata nei condotti fognari, nei quali diluendosi con gli altri scarichi domestici perde le sue caratteristiche di acidità.

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Soluzioni impiantistiche

La migliore opzione, come già sottolineato, consiste nell'abbinare una caldaia a condensazione con un impianto di riscaldamento a pannelli radianti, funzionante a basse temperature.

Questa strada risulta facilmente praticabile se si tratta di impianti nuovi; diversamente, nel caso si preveda l'installazione di una caldaia a condensazione e la contestuale posa di pannelli radianti in sostituzione di un impianto esistente, occorre valutare i maggiori costi dovuti alle necessarie opere idrauliche e murarie.

Anche se si intende installare un sistema di riscaldamento a radiatori o ventilconvettori, oppure lo si possiede già, è possibile prevedere l’installazione di una caldaia a condensazione (vedi "Radiatori" e "Ventilconvettori per il riscaldamento" nel menu di destra).

Bisogna in questo caso prestare particolare attenzione ad alcuni dettagli tecnici, poiché, come si è già visto, le caldaie a condensazione offrono le massime prestazioni quando l’acqua circola a basse temperature.

L’acqua calda che alimenta un impianto a radiatori è di solito impostata su temperature di mandata di 70-75 °C, indispensabili per riscaldare un edificio nelle giornate invernali più fredde, mentre l’acqua di ritorno è di circa 60 °C. Tuttavia, dal momento che il dimensionamento degli impianti termici viene realizzato sulla base delle temperature esterne più rigide (la cosiddetta “temperatura di progetto”), nei periodi meno freddi della stagione di riscaldamento è possibile riscaldare con temperature dell’acqua impostate su valori più bassi. Esistono caldaie a condensazione dotate di una sonda di rilevazione della temperatura esterna, collegata ad una centralina di controllo; in questo modo, la temperatura dell’acqua da inviare ai radiatori si regola automaticamente, diminuendo all’aumentare della temperatura esterna. Questo fa sì che la caldaia a condensazione funzioni come una normale caldaia (cioè senza condensazione) soltanto nei giorni più freddi, mentre per tutto il restante periodo le basse temperature dell'acqua di ritorno permettono di condensare il vapore acqueo contenuto nei gas di combustione e di apportare quindi tutti i tipici benefici delle caldaie a condensazione.

Bisogna infine sottolineare che le caldaie a condensazione risultano particolarmente indicate in integrazione con impianti solari termici progettati per il riscaldamento degli edifici (vedi "Impianti solari combinati" nel menu di destra).

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