La caldaia a condensazione: principi di funzionamento, convenienza, rendimento

Quante volte avete sentito parlare di caldaia a condensazione? Al giorno d’oggi tante vero?! Ma come funziona? Avviene sempre il fenomeno di condensa? In quali tipi di impianto può essere installata? E’ sempre conveniente fare il passaggio da tradizionale a nuova generazione se quella in nostro possesso è perfettamente funzionante?

Vorrei fin da subito ricordarvi un principio che ci hanno insegnato a scuola: il primo principio della termodinamica. No?!? Non ti dice niente? E se ti dico: nulla si crea, nulla si distrugge ma tutto si trasforma? Ok, tienilo bene a mente perché ti spiegherò in questo articolo il paradosso delle caldaie a condensazione.

Ogni volta che guardiamo una pubblicità, leggiamo un giornale oppure si fa un giro in qualche centro commerciale, la nostra attenzione viene catturata da quel numero magico del rendimento normalmente attorno al 110%. Cioè ho capito bene? Metto 100 di metano e la caldaia rende come se ne avessi immessi 110? Magia! Purtroppo no, non è così, non possiamo stravolgere le leggi della termodinamica, non creiamo nessun surplus, non abbiamo generato più energia di quella che abbiamo immesso.

Ma andiamo con ordine, per capire da dove nasce questo paradosso dobbiamo prima analizzare il principio di funzionamento.

Lo schema di funzionamento caldaia tradizionale è molto semplice: c’è un bruciatore (di solito il combustibile è il metano), che scalda l’acqua in un circuito chiuso che servirà poi a produrre l’acqua calda sanitaria e a scaldare i terminali. Come sappiamo ogni combustione genera calore, calore che viene espulso dalla canna di esalazione. Tutto qua.

Nella caldaia a condensazione il principio base è il medesimo, si è solo aggiunto un piccolo elemento chiamato scambiatore di calore (puoi immaginartelo come il radiatore della automobile) che intercetta i fumi bollenti di espulsione e che serve per pre-riscaldare l’acqua fredda entrante. Ciò cosa significa che non devo più scaldare l’acqua alla temperatura di provenienza in entrata (più fredda), ma sarà già pre-riscaldata da quel “radiatore” di cui parlavamo sopra quindi in sostanza si va a recuperare del calore che andrebbe totalmente perso in fase di esalazione. Questo recupero di calore genera una condensazione, ovvero il passaggio di stato da quello vapore a quello liquido, ecco perché ogni caldaia a condensazione necessita di uno scarico di condensa.

Ti mostro uno schema che sicuramente di funzionamento della caldaia a condensazione è più chiaro di mille parole:

Ora veniamo alla risoluzione del paradosso del 110%.

Quando la caldaia a condensazione fu immessa sul mercato, c’era bisogno di creare un parallelismo fra le due tipologie per far comprendere chiaramente il vantaggio in termini energetici. Occorre prima fare però una piccola introduzione e spiegare cos’è il potere calorifico. In un combustibile esistono due tipi potere: quello calorifico inferiore e superiore. Il potere calorifico superiore è quello contenuto in tutto il combustibile, cioè la quantità totale di energia liberata nel processo di combustione. Il potere calorifico inferiore è la quantità di energia prodotta senza dover far condensare il vapore prodotto nella combustione ed è proprio questo tipo di calore ad essere sfruttato unicamente dalle caldaie tradizionali. La differenza fra i due tipi di calore viene chiamata calore latente del vapore acqueo ed è la quota di energia recuperabile intercettando i fumi di combustione (tramite il “radiatore” di cui parlavo poco sopra) sino alla temperatura di condensazione del vapore.

La tipologia tradizionale, potendo solo sfruttare il potere calorifico inferiore, aveva un rendimento medio del 90%. Per creare questo parallelismo fra tradizionale e a condensazione, fu lasciata come base il solo potere calorifico inferiore in base 100%. La spiegazione matematica è affidata ad una formula logaritmica che non ti propongo per non annoiarti, ma ti ho preparato un grafico a torta:

Ecco svelato l’arcano del famoso 111%, la caldaia a condensazione riesce a recuperare tutte quelle quote disperse dai generatori tradizionali (ripeto, in base 111%, non 100%).

La mia caldaia condensa sempre? Dipende!

Se hai installato una caldaia a condensazione in sostituzione di quella tradizionale e hai mantenuto come terminali di riscaldamento i termosifoni/termoarredi, la risposta è NO. No perché i termosifoni per poter riscaldare gli ambienti, necessitano di temperature alte (intorno ai 70° C) per cui non può avvenire il processo di condensa sopra spiegato. Il fenomeno di condensazione avviene unicamente nei sistemi a riscaldamento a bassa mandata (45/50°) come ad esempio quello a pavimento o a pannelli radianti (ne parlo in questo articolo).

Quindi ho installato una caldaia a condensazione avendo i termosifoni e non risparmio nulla in bolletta? NI! 🙂

Il risparmio in bolletta c’è in quanto tutte le nuove caldaie hanno fiamma modulante, ma non c’è risparmio come se lavorasse, ad esempio,  in un impianto a riscaldamento a pavimento, facciamo un riassunto:

• 15-20% per la fornitura di acqua calda a 80°C
• 20-30% per la fornitura di acqua calda a 60 °C
• almeno il 40% ca. per impianti a bassa mandata (pannelli a soffitto, radiante a pavimento o a parete)

Viste le percentuali, se si tengono in considerazione anche gli ecobonus 2018 (ne parlo in questo articolo), sicuramente il passaggio, da tradizionale a caldaia a condensazione, può considerarsi una buona forma di investimento non dimenticando forse la cosa più importante: la salvaguardia dell’aria che respiriamo e dell’ambiente (ma di questo ne parleremo in un altro articolo).

Dopo questa breve lettura, che cosa hai deciso di fare? Ti affidi ancora al tradizionale o hai deciso di fare il salto generazionale? Fammelo sapere nei commenti, a presto!