Le caldaie a condensazione sono un tipo di caldaia a gas ad alto rendimento basate sull’utilizzo del calore latente di condensazione presente nei fumi di combustione.
Formalmente, secondo la definizione della Direttiva Rendimenti 92/42/CE, una caldaia è considerata a condensazione quando è progettata per poter condensare permanentemente una parte significativa del vapore acqueo contenuto nel gas di combustione. Rispetto alle caldaie convenzionali, grazie a questa tecnologia, le caldaie a condensazione consentono di risparmiare circa il 25-30% dei consumi energetici e di ridurre le emissioni di ossido di azoto (NOx) e anidride carbonica fino al 70% di carbonio (CO2).
Se devi smaltire la tua vecchia caldaia, in questo articolo vedremo come funzionano le caldaie a condensazione e perché sono la soluzione più efficiente se scommettiamo su un impianto di riscaldamento a gas.
Come funzionano le caldaie a condensazione?
Il principio di funzionamento di questo tipo di caldaia si basa sul processo di condensazione: ovvero il passaggio di fase di una sostanza allo stato gassoso (vapore) allo stato liquido. Questo cambio di fase genera una certa quantità di energia chiamata “calore latente”. Il passaggio dal gas al liquido dipende, in particolar modo, dalla pressione e dalla temperatura, tra i tanti fattori. La condensazione a una data temperatura comporta un rilascio di energia, quindi lo stato liquido è più favorevole dal punto di vista energetico.
Con una caldaia non a condensazione una parte non trascurabile del calore latente viene evacuata dai fumi, il che implica una temperatura dei prodotti della combustione molto elevata che può raggiungere i 120°C. L’utilizzo di una caldaia a condensazione permette di recuperare gran parte di questo calore latente e questo recupero energetico riduce notevolmente la temperatura dei gas di combustione, abbassandoli a valori dell’ordine di 45°C o inferiori, limitando così contaminanti delle emissioni di gas.
Che rendimento ha una caldaia a condensazione?
Per comprendere meglio il funzionamento delle caldaie a condensazione è opportuno spiegare i termini PCI e PCS. Il potere calorifico inferiore (PCI) indica la quantità di calore che si può produrre con una certa quantità di combustibile (solido, liquido o gassoso). Con questo valore di riferimento i prodotti della combustione sono disponibili allo stato gassoso.
Il potere calorifico superiore (PCS) contiene, rispetto al potere calorifico inferiore, una percentuale di energia aggiunta sotto forma di calore per condensazione del vapore acqueo, il cosiddetto “calore latente”.
La caldaia a condensazione deve il suo nome al fatto che per produrre calore utilizza non solo il potere calorifico inferiore PCI di un combustibile ma anche il suo potere calorifico superiore PCS. Utilizzando il PCI per definire l’efficienza di una caldaia a gas a condensazione, si ottiene un’efficienza superiore al 100% grazie al recupero del calore latente, che rappresenta circa l’11%. La caldaia a gas a condensazione permette lo sfruttamento continuo di questo potenziale termico, grazie alla condensazione del vapore acqueo presente nei fumi.
Nelle caldaie non a condensazione si producono fumi di combustione a temperature relativamente elevate che possono raggiungere valori dell’ordine di 160°C, producendo così una sensibile dispersione termica attraverso i fumi di circa il 6-7%.
La notevole diminuzione della temperatura di esercizio nelle caldaie a gas a condensazione (temperature che possono scendere fino a 30°C) consente di utilizzare la parte di calore sensibile che viene disperso attraverso i fumi di combustione, riducendo notevolmente le perdite legate a questo aspetto nel processo di combustione.