Centrali Termiche

La migliore soluzione per realizzare una centrale termica la si trova nell'installare una caldaia a condensazione. Queste, infatti, sono le migliori soluzioni sul mercato in fatto di impatto ecologico ed economico. La caldaia a condensazione riesce ad ottenere dei rendimenti elevati fino ad arrivare a coprire il 110% del consumo energetico, utilizzando il calore latente di condensazione del vapore acqueo contenuto nei fumi di scarico, riducendo le emissioni di ossidi di azoto e monossido di carbonio.

Il funzionamento di queste caldaie consiste nel raffreddare i gas di scarico fino al punto condensazione, ossia sfruttare il calore prodotto dal vapore acqueo dell'aria calda dei fumi e la sua successiva trasformazione in energia calorica. Con il recupero del calore potenziale, la caldaia a condensazione si identifica come strumento di risparmio e ottimizzazione energetica. Le prestazioni migliori di questa caldaia, si ottengono durante l'utilizzo per riscaldamento di edifici fatta a basse temperature. Affiancando inoltre tale sistema ad una installazione dei pannelli solari si ottengono risparmi energetici nell'ordine del 50-60%.

Informazioni utili:

La caldaia a condensazione è una caldaia apparentemente in grado di ottenere rendimento termodinamico superiore al 90% (potere calorifico inferiore)^[1] del combustibile utilizzato anziché sul potere calorifico superiore alla potenza nominale grazie al recupero del calore latente di condensazione del vapore acqueo contenuto nei fumi della combustione. Vi è inoltre una conseguente riduzione delle emissioni di NO_x e CO₂.

Le normali caldaie, anche quelle definite "ad alto rendimento" (91-93% alla potenza termica nominale), utilizzano solo una parte del calore sensibile dei fumi di combustione perché occorre evitare la condensazione dei fumi, che dà origine a fenomeni corrosivi. Il vapore acqueo generato dal processo di combustione (circa 1,6 kg/m³ di gas) viene quindi disperso in atmosfera attraverso il camino: la quantità di calore in esso contenuta, definito calore latente, rappresenta l'11% dell'energia liberata dalla combustione, in tali caldaie non è recuperata.

La caldaia a condensazione, invece, può recuperare gran parte del calore latente dei fumi prima che vengano espulsi con il camino. La tecnologia della 'condensazione' consente infatti di togliere calore ai fumi fino a farli tornare o allo stato di liquido saturo o, in taluni casi, di vapore umido, con un recupero di calore utilizzato per preriscaldare l'acqua di ritorno nella caldaia. In questo modo la temperatura dei fumi in uscita (che può attestarsi sui 30 °C) è prossima alla temperatura dell'acqua in ingresso (con scambiatori particolarmente performanti anche meno), inferiore ai 140~160 °C dei generatori normali ad alto rendimento e ai 200~250 °C dei generatori tradizionali. È possibile lavorare con tali temperature dei fumi, quindi condensare, in quanto le caldaie a condensazione utilizzano scambiatori di calore realizzati con metalli resistenti all'acidità delle condense.

I fumi scaricati a bassa temperatura non sfruttano però il tiraggio naturale del camino e vanno espulsi grazie al ventilatore inserito a monte del bruciatore; abbiamo quindi una linea fumi in pressione che deve essere a tenuta, per cui è problematico lo scarico di più caldaie in un unico camino.

Inoltre nella maggior parte dei casi le caldaie a condensazione presentano un bruciatore di tipo premiscelato che ha il vantaggio di mantenere costante il valore di anidride carbonica presente nei fumi al variare della potenza del bruciatore e di avere ridotte emissioni di monossido di carbonio e di NOx). Con tale assetto è costante la temperatura di condensazione del vapore acqueo nei fumi, circa 55 °C. Nei (rari) casi in cui la caldaia a condensazione non abbia il bruciatore premiscelato il rischio è che al diminuire della potenza (modulazione di fiamma) diminuisca il punto di condensazione del vapor d'acqua rendendo di fatto impossibile la condensazione dei fumi e di conseguenza il recupero del calore latente.

Quindi una caldaia a condensazione è una caldaia che "può" condensare i vapori di combustione; la condizione è che la temperatura dell'acqua in ingresso sia più bassa della temperatura relativa alle caldaie convenzionali.

La più conveniente è l'accoppiata di caldaia a condensazione con impianto di riscaldamento con punto di lavoro a bassa temperatura, che resta acceso più a lungo rispetto al tempo di accensione di una caldaia convenzionale, che dà acqua in ingresso alla caldaia a temperature di 35/40 °C.

La prima caldaia a condensazione a gas (Ignis) risale al 1961.

Vantaggi economici

Si raggiungono risparmi nell'ordine del 15-20% sulla fornitura di acqua calda a 30-35 °C, mentre se la temperatura richiesta è a 80 °C, il risparmio si attesta intorno al 6-7%.
Accoppiata a vecchi impianti preesistenti funzionanti a radiatori con acqua calda a 70-80 °C, il risparmio energetico raggiunge circa l'8%.
Le prestazioni migliori sono quelle a carico parziale, ovvero il riscaldamento di un edificio, dove con radiatori tradizionali consentono risparmi del 25~30%, a patto però di usare acqua a temperatura più bassa di quella convenzionale, fatto che a sua volta richiede radiatori di dimensioni maggiori.
Esprimono il massimo delle prestazioni (risparmi del 40% e oltre) quando vengono utilizzate con impianti che funzionano a bassa temperatura (30~50 °C), come ad esempio con impianti radianti (pannelli a soffitto, serpentino a pavimento o serpentino a parete).
Quando si sostituisce una caldaia tradizionale con una a condensazione è possibile sceglierne una di potenza nominale minore (necessario comunque un calcolo termotecnico). Se si completa il sistema con l'integrazione di pannelli solari termici è possibile ottenere risparmi maggiori di combustibile, sempre che si usi per il riscaldamento acqua temperatura al di sotto dei 50-55 °C.
Si deve sempre considerare che una caldaia a condensazione ha un rendimento minimo del 97-98% ed uno massimo del 106-108% (tale rendimento può superare 100, con un massimo di circa 111, essendo convenzionalmente definito in riferimento al Potere Calorifico Inferiore) mentre una caldaia tradizionale ha un rendimento massimo del 93-94%. Nella modulazione ai carichi parziali la forbice tra i due rendimenti si dilata fino al 20% poiché il rendimento delle caldaie a condensazione aumenta mentre il rendimento delle caldaie tradizionali diminuisce sensibilmente causa la non perfetta miscela aria-gas.
Le caldaie a condensazione con bruciatore premiscelato consentono una modulazione maggiore rispetto alle caldaie tradizionali

Tali informazioni sono naturalmente indicative in quanto il risparmio ottenibile è dipendente dalla tipologia (e bontà) della caldaia precedentemente installata, nonché dell'impianto.