Le caldaie a condensazione presentano due vantaggi rispetto a quelle tradizionali: hanno un migliore rendimento rispetto a quelle tradizionali e minor inquinamento.
Il migliore rendimento deriva da due fattori:
Recupero del calore latente dei fumi in misura del 90-99% e riduzione del calore sensibile dei fumi disperso nell’atmosfera.
Si presentano solo due svantaggi: richiedono uno smaltimento delle condense e hanno un maggior costo (ma globalmente consentono maggiori risparmi).
Durante la combustione del gas naturale si forma dell’acqua; che si presenta sotto forma di vapore.
In una caldaia tradizionale, tale vapore fa parte dei fumi e pertanto è evacuato in atmosfera.
Viene quindi a perdersi il contenuto termico del gas che abbiamo consumato per la formazione, di questo vapore, che prende la definizione di vapore latente di vaporizzazione.
Nei dettagli, ogni mc di gas bruciato, si formano 1,6 Kg di vapore, spendendo 860 Kcal.
In una caldaia a condensazione si provvede a raffreddare i fumi prima che siano evacuati, sotto la temperatura di rugiada; cioè quella temperatura alla quale il vapore inizia a condensare; per ilo metano 54°C.
Si comprende a questo punto che più bassa la temperatura dell’acqua dell’impianto, più bassa sarà la temperatura, maggiore sarà il condensato, per cui il rendimento.
Il valore minimo dell’acqua di impianto è di 30°C; e affinché il fumo ceda calore, è necessario che sia di almeno 5-10°C più alta la temperatura.
Per cui la minima temperatura dei fumi deve essere di 40°C, con un recupero di calore latente del 99%.
Il raffreddamento dei fumi consente anche di recuperare il loro contenuto termico che di definisce “calore sensibile”.
Si capisce che smaltire i fumi a 40°C invece che a 150°C significa recuperare moltissimo questo calore sensibile.
Una caldaia tradizionale ha un rendimento del 80-85% mentre una tradizionale ma ad alto rendimento può arrivare al 92%.
Questo significa che il 92% del gas viene utilizzato per scaldare l’acqua dell’impianto mentre il restante 8% viene perso. Un 2% viene perso per dispersione al mantello per irraggiamento e un 8% viene perduto nei fumi.
In realtà viene persa anche un’altra piccola parte per la non completa combustione del gas.
Tutti i costruttori danno rendimenti superiori al 100% come possibile?
Per capire il rendimento dichiarato dalle case costruttrici dobbiamo capire un altro concetto.
Il potere calorifico superiore e il potere calorifico inferiore.
Il potere calorifico superiore, è tutto quello che il gas può dare, compreso il calore latente di vaporizzazione, mentre nel potere calorifico inferiore, questo dato viene decurtato del calore termico del vapore.
Nel metano è: p.c.i. 8500 Kcal/mc p.c.s. 9360 kcal/mc
I costruttori prendono per il rendimento di riferimento il p.c.i.; con rendimenti del 106-109%
Se si prendesse il p.c.s. il rendimento sarebbe del 96-98% comunque molto superiore ad una caldaia tradizionale.
Anche le perdite al mantello per irraggiamento, nelle caldaie a condensazione sono inferiori, perché operando a basse temperatura, minori saranno le dispersioni.