Generatori a condensazione (a gas, gasolio, biomassa pellet)
che per loro natura non possono che funzionare in pressione e pertanto avere la camera stagna ed essere a tiraggio forzato (ossia munite di un elettroventilatore che preleva l’aria comburente e spinge fuori i fumi).
Il calcolo dell’efficienza energetica va fatto deducendo il consumo dell’energia elettrica dell’apparecchio.
Generatori a condensazione (a gas, gasolio, biomassa pellet)
Le caldaie a condensazione a biomassa pellet possono produrre solo condensa acquosa con pochissimo incombusto e ben disciolto dell’acqua di condensa e perfettamente scaricabile negli appositi condotti; la condensa non può essere densa e vischiosa perché in breve tempo intaserebbe le sue stesse conduttore di scarico e poi quelle dei fumi, rendendo impossibile l’uso del generatore.
Una caldaia a condensazione è una caldaia ad acqua calda nella quale si ha la condensazione del vapore acqueo dei fumi di scarico. In questo modo si ha il recupero del calore latente di condensazione e di conseguenza maggiore efficienza energetica rispetto ad una caldaia tradizionale.
https://it.wikipedia.org/wiki/Caldaia_a_condensazione
Uno dei primi tipi di tali macchine venne prodotta dalla Ignis nel 1961.[senza fonte]
Nel 2005 la direttiva dell’Unione Europea 2005/32/CE ha imposto agli Stati membri dell’UE l’obbligo per le imprese costruttrici di caldaie[Nella norma si parla solo di caldaie a uso domestico o anche di tipo industriale?] di commercializzare esclusivamente i modelli a condensazione, nel rispetto delle normative comunitarie ed internazionali in tema di risparmio energetico, in accordo con lo spirito del protocollo di Kyoto del 1997.
A differenza delle caldaie convenzionali, i fumi scaricati non sfruttano il tiraggio naturale del camino, per cui sono espulsi attraverso un ventilatore inserito a monte del bruciatore; ciò rende problematico lo scarico di più caldaie in un unico camino. Le canne fumarie possono essere in polipropilene saturo (PPS), acciaio inox resistente all’umido oppure alluminio speciale. È presente inoltre un tubo per lo scarico della condensa nel pozzetto di raccolta; risulta necessario, quindi, un dispositivo di neutralizzazione della condensa.
Un esempio di caldaietta a gas a condensazione
Un esempio di caldaia a condensazione a gasolio, arriva al 98% di rendimento
https://www.hoval.it/prodotti/multijet-caldaie-a-condensazione-a-gasolio/
https://www.viessmann.it/it/prodotti/caldaie-a-condensazione-a-gasolio/vitoladens-300-c.html
https://www.farko.com/files/wolf_cob_istruzioni_instal_it.pdf
Caldaie a condensazione
https://it.frwiki.wiki/wiki/Chaudi%C3%A8re_%C3%A0_condensation
In una caldaia convenzionale, anche ad alto rendimento, le perdite di calore dalla caldaia sono dovute principalmente ai fumi: in primo luogo, dalla temperatura dei fumi, che è superiore a quella dell’aria comburente, e dall’altra parte dal vapore acqueo contenuto in questi fumi. L’acqua contenuta nei fumi proviene dalla reazione chimica della combustione che, se la caldaia è opportunamente regolata, produce vapore acqueo e anidride carbonica solo se il combustibile contiene solo carbonio e anidride carbonica idrogeno, e se l’aria di combustione non contiene inquinanti che partecipano alla combustione.
Quando il vapore acqueo si raffredda, il passaggio da uno stato gassoso a uno stato liquido rilascia energia, chiamata calore latente di liquefazione , che andrebbe persa se il vapore acqueo uscisse nell’atmosfera. Il ruolo della caldaia a condensazione è quindi quello di recuperare parte di questa energia, condensando il vapore acqueo dai fumi di scarico, e di trasferire questa energia all’acqua del circuito di riscaldamento .
Viene utilizzato uno scambiatore a condensatore in cui circola l’acqua di ritorno del riscaldamento a bassa temperatura. Il vapore acqueo per condensazione rilascia energia (il calore latente di condensazione ) che viene recuperata dallo scambiatore caldaia e trasmessa all’acqua di ritorno, in procinto di passare nel corpo caldaia. Caldaia dove verrà portata ad una temperatura più alta per alimentare il circuito di riscaldamento.
La condensazione del vapore acqueo dei fumi di una caldaia inizia a circa 55 ° C per una caldaia a gas e 47,5 ° C per una caldaia a gasolio. È dalla temperatura di condensazione che l’efficienza inizia ad aumentare più fortemente, raggiungendo un massimo teorico del 110,9% del NCV per il gas e del 106,9% per l’olio combustibile. Questo guadagno massimo teorico dell’11% del PCI per il gas e del 6% del PCI per l’olio combustibile viene comunque raggiunto solo con una temperatura dei fumi di 0 ° C , cosa che non avviene mai. Il guadagno reale di efficienza stagionale per il gas è compreso tra il 6 e il 9% del NCV. La temperatura dei fumi dipende dalla temperatura di ritorno dell’acqua di riscaldamento, che a sua volta dipende dalla temperatura di mandata; questo è più alto quando la temperatura esterna è più bassa. I radiatori devono inoltre essere sufficientemente dimensionati per consentire una bassa temperatura di mandata / ritorno.
In determinate condizioni (tipo di caldaia, condizioni generali), è possibile aggiungere un recuperatore-condensatore alla caldaia esistente, in modo da “trasformarla” in caldaia a condensazione, ma è necessario poi effettuare uno studio di fattibilità e redditività. eseguita da uno specialista.
Il rendimento PCI ( potere calorifico inferiore ) della caldaia è il rapporto tra l’energia rilasciata dalla caldaia (sotto forma di calore ) e quella fornita dalla combustione (sotto forma chimica dai combustibili ). Non tiene conto del calore latente di liquefazione del vapore acqueo emesso dalla caldaia, ovvero l’energia che la condensazione di questo vapore acqueo rilascerebbe quando ritorna nella sua forma liquida. (Quando è entrato in caldaia) . Al contrario, questa energia di vaporizzazione è integrata nel calcolo della resa in base al potere calorifico superiore (HCP) – che è più comune in alcuni paesi come gli Stati Uniti. Fino agli anni ’90 , in particolare in Francia, si dava poca attenzione al calore recuperabile nel vapore acqueo dei gas di combustione, motivo per cui è stata utilizzata l’efficienza PCI, che permette di visualizzare cifre più elevate rispetto al calcolo PCS. Le prestazioni PCI sono ancora le più comunemente espresse oggi.
Sommando gli apporti del calore latente di condensazione alla quantità di energia calorica, il rendimento PCI di una caldaia a condensazione può così superare il 100%. I modelli attuali raggiungono infatti efficienze di circa il 102-109%. Questa tipologia di caldaia è quindi più efficiente di una caldaia “tradizionale” (senza condensazione), tuttavia se si tiene conto dell’intero ciclo energetico, a seconda dell’efficienza del PCS, il rendimento di una caldaia a condensazione è di circa il 90%.
Le caldaie a condensazione immettono parte dell’energia dei gas di combustione nel circuito di riscaldamento mentre altri tipi di caldaie evacuano al camino, in pura perdita, i gas di combustione la cui temperatura raggiunge talvolta i 300 ° C , quindi raffreddandoli mediante un condensatore, parte del l’energia che trasportano viene recuperata, il che ha l’effetto di:
Ridurre la temperatura dei gas di scarico ad una temperatura inferiore a 70 ° C ;
Aumentare l’efficienza complessiva della caldaia.
In teoria, questo riduce il consumo del 6% di una caldaia a condensazione alimentata a gasolio , e dell’11% quando il combustibile è gas (rapporto PCS / PCI). In realtà queste riduzioni sono, rispettivamente, intorno al 4% e all’8% perché il rendimento di una caldaia a condensazione è maggiore quando la temperatura del liquido di raffreddamento di ritorno in caldaia è bassa, cioè tra 40 e 50 ° C, per cui la temperatura del gas è prossima al punto di rugiada.
Caldaie di condensazione a pellet
A oggi, questo tipo di generatore a condensazione a biomassa, è possibile realizzarlo esclusivamente con il pellet perché solo il pellet è un combustibile costituito da particelle manipolabili uniformi, che consentono una combustione regolare con il dosaggio esatto e automatico del combustibile e del comburente.
https://www.oekofen.com/it-it/notizie/pellematic-condens–15826/
https://www.oekofen.com/it-it/pellematic-condens/
Come funziona la tecnica a condensazione?
https://www.oekofen.com/it-it/tecnica-di-condensazione/
Le caldaie a condensazione a pellet sfruttano anche il calore latente nei fumi. Questo ulteriore recupero di calore costituisce al tempo stesso anche il risparmio energetico reso possibile dalla tecnica di condensazione. Le caldaie a condensazione a pellet di nuova generazione sono quindi particolarmente economiche ed efficienti.
Nella normale combustione del pellet il vapore acqueo presente nei fumi viene espulso dal camino senza essere utilizzato. Nella tecnica di condensazione è proprio questo vapore acqueo che viene raffreddato al di sotto della temperatura di condensazione, formando così una condensa liquida che, ritrasformata, produce calore. Questo ulteriore calore ricavato viene restituito all’impianto di riscaldamento e può essere quindi utilizzato.
