Caldaie a condensazione: come varia l’efficienza

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Nell’articolo dedicato alla tecnica della condensazione avevamo visto come il guadagno di efficienza di una caldaia a condensazione rispetto ad una tradizionale, arrivasse a circa il 17%, un valore che come si diceva non è “assoluto” ma dipendente da diversi parametri che possono farlo parzialmente variare a seconda delle situazioni.

I questo articolo andremo quindi a vedere in che modo l’efficienza di una caldaia a condensazione varia secondo determinati fattori, così da fare chiarezza su quanto possa essere il reale guadagno a seconda delle situazioni. Nel farlo analizzeremo alcune questioni connesse con il rendimento dei combustibili, utili a meglio comprendere i vantaggi delle caldaie a condensazione.

Temperatura di funzionamento e rendimento

Come spiegavamo nell’articolo sulla tecnica della condensazione, uno dei due modi impiegati nelle caldaie a condensazione per aumentare il rendimento è quello di utilizzare il calore del del vapore. Tale operazione si fa sottraendo calore ai gas di combustione per darlo all’acqua dell’impianto, raffreddandoli sino a giungere alla temperatura di condensazione dell’acqua.
Al riguardo è essenziale avere presente che più bassa è la temperatura di condensazione, più bassa dovrà essere la temperatura di ritorno alla caldaia dell’acqua dell’impianto di riscaldamento. Perché più bassa sarà quest’ultima, tanto più calore si potrà trasferire all’acqua di riscaldamento recuperandolo da quello di condensazione.

Facciamo un esempio, e prendiamo come temperatura di condensazione valida in molte situazioni, quella di 50 gradi. Per poter sfruttare efficacemente il calore di condensazione a tale temperatura l’acqua di ritorno alla caldaia dovrà avere una temperatura minore, circa sui 40 gradi. Perché, come si diceva più è bassa tale temperatura più il calore di condensazione viene sfruttato efficacemente. Tutto questo è evidente nell’immagine seguente:

Il grafico mostra come all’aumentare della temperatura di ritorno dell’acqua del riscaldamento alla caldaia, il rendimento della stessa diminuisca considerevolmente. Avere un impianto in grado di lavorare a basse temperatura, significa quindi poter utilizzare al meglio il calore latente di condensazione. Impianti del genere utilizzano radiatori di dimensioni maggiori rispetto a quelli tradizionali in grado di scambiare più facilmente il calore dell’acqua con l’ambiente. Si tenga comunque presente che, come si spiega in questo articolo, con le caldaie a condensazione è possibile ottenere dei consistenti aumenti di efficienza e relativi risparmi energetici, anche con i tradizionali impianti di riscaldamento, pur non sfruttando al massimo le loro potenzialità.

Gas metano: il migliore combustibile per le caldaie a condensazione

Tornando al discorso del rendimento è interessante notare che più acqua viene prodotta nella combustione, a parità di combustibile consumato, più vi sarà calore di condensazione da sfruttare. Dato che però l’acqua prodotta nella combustione è proporzionale alla quantità di anidride carbonica prodotta, è altrettanto corretto dire che più una data reazione produce anidride carbonica, più vi sarà calore latente di condensazione del vapore da sfruttare. Inoltre più vi è vapore acqueo nei gas di combustione, e quindi anidride carbonica, più è alta la temperatura di condensazione.

Quanto appena detto è visualizzabile nel grafico qui sotto:

Il grafico riporta la temperatura di condensazione a seconda della quantità di anidride carbonica presente nei fumi di combustione sia per il gas metano che per il gasolio. Si può notare facilmente che, come si diceva, la temperatura di condensazione aumenta in proporzione alla quantità di anidride carbonica, e quindi di acqua. Detto diversamente più c’è vapore acqueo, e quindi calore latente da sfruttare con la condensazione, e meno vi è bisogno di abbassare la temperatura dei fumi di scarico per riuscire a sfruttarlo.

Altra cosa mostrata nel grafico è che il gas metano ha una temperatura di condensazione più alta, a parità di anidride carbonica (e acqua) di quella del gasolio. Questa particolarità è legata al fatto che il metano ha un calore latente dell’11%, mentre il gasolio si ferma al 6%, cosa che è dipendente anche dalla maggiore quantità di vapore acqueo presente nei fumi di combustione del metano, rispetto a quelli del gasolio. Questo vuol dire che una caldaia a condensazione che funziona a metano è in grado di recuperare, a parità di altre condizioni, quasi il doppio del calore recuperato da una caldaia a gasolio. Fattore questo sicuramente positivo, se si pensa che ormai gran parte del riscaldamento domestico funziona a metano.

Per riassumere il tutto, possiamo dire che il metano è un ottimo combustibile per lo sfruttamento del calore latente, e che quando è possibile lavorare a “basse temperature” il guadagno di efficienza è massimo.

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