Come funziona una caldaia a condensazione?
L'attenzione per la qualità della vita ci spinge anche a studiare come utilizzare le risorse energetiche rispettando l'ambiente, studiando tecniche di utilizzo che inquinino sempre meno.
Il corretto utilizzo delle risorse del nostro pianeta è un tema sempre più di attualità. Questo perché per produrre l'energia necessaria alla nostra vita ed al nostro benessere, utilizziamo risorse naturali che si esauriranno in un prossimo futuro e ciò ci spinge ad un uso razionale e ad un consumo senza sprechi.
L'ultimo sviluppo nell'evoluzione dei generatori di calore ha messo a disposizione degli utenti la tecnica della condensazione, con la quale si ottiene una drastica riduzione dei consumi.
Nei generatori di calore convenzionali, il calore prodotto dalla combustione viene utilizzato mediante uno scambiatore di calore che trasferisce l'energia all’impianto di riscaldamento. I fumi di scarico che, dopo aver attraversato lo scambiatore, vengono espulsi all'esterno attraverso la canna fumaria, raggiungono mediamente temperature superiori ai 120°C. Nella combustione degli idrocarburi, tuttavia, le reazioni chimiche portano anche alla formazione di acqua, la quale, data la temperatura alla quale si svolge la reazione di combustione, si trasforma immediatamente in vapore acqueo. Il vapore surriscaldato oltre i 100°C fuoriesce dalla canna fumaria, sottraendo così calore prezioso all'impianto.
Negli apparecchi a condensazione, i fumi di scarico vengono fatti scorrere in appositi scambiatori di calore che li raffreddano al di sotto della temperatura di condensazione. Non appena ciò avviene, il vapore acqueo contenuto nei gas di scarico condensa e l'energia termica che si libera, chiamata calore latente, viene ceduta all'impianto di riscaldamento. In termini più semplici, gli apparecchi a condensazione utilizzano tutto il calore reso disponibile dalla combustione. Nel caso del gas metano, il calore latente recuperabile è pari all'11%, mentre nel caso di combustibili liquidi quali il gasolio, il calore latente è pari al 6%circa.
Per questo motivo la tecnica della condensazione è più vantaggiosa utilizzando il gas metano.
Com'è possibile ottenere valori di rendimento superiori al 100%?
La quantità di calore che viene resa disponibile dalla combustione viene definita con il termine "potere calorifico".
Nei combustibili fossili, come ad es. il carbone, il gasolio o il gas metano, si distingue il potere calorifico inferiore da quello superiore. Il potere calorifico inferiore esprime la quantità di calore utilizzabile senza la condensazione dei gas di scarico, mentre quello superiore considera tutto il calore utilizzabile e quindi anche la parte di calore contenuta nel vapore che si genera nella combustione e viene disperso nell'atmosfera.
Per convenzione internazionale, nel calcolo del rendimento dei generatori di calore tradizionali, si usa come riferimento il potere calorifico inferiore, poiché questi apparecchi non consentono il recupero e l’utilizzo del calore latente.
Per poter fare un confronto con gli apparecchi convenzionali, anche per le caldaie a condensazione viene usato il potere calorifico inferiore nel calcolo del rendimento. Dato che questi apparecchi utilizzano anche il calore di condensazione, si ottengono gradi di rendimento superiori al 100%.
In questo caso, infatti, per il gas metano, il limite superiore teorico è pari a 111%.
Le caldaie Vaillant a condensazione raggiungono rendimenti fino a 109%, superiore di 19 punti rispetto al rendimento medio di una caldaia convenzionale (circa 90%).