Caldaia ibrida

Le caldaie a condensazione sono scaldabagni alimentati a gas o petrolio. Raggiungono un’elevata efficienza (in genere superiore al 90% rispetto al valore superiore di riscaldamento) condensando il vapore acqueo nei gas di scarico e recuperando così il calore latente di vaporizzazione, che altrimenti sarebbe stato sprecato. Questo vapore condensato lascia il sistema in forma liquida, attraverso uno scarico. In molti paesi, l’uso di caldaie a condensazione è obbligatorio o incoraggiato con incentivi finanziari.

In una caldaia convenzionale, il combustibile viene bruciato e i gas caldi prodotti passano attraverso uno scambiatore di calore in cui gran parte del loro calore viene trasferito all’acqua, aumentando così la temperatura dell’acqua.

Uno dei gas caldi prodotti nel processo di combustione è il vapore acqueo (vapore), che deriva dalla combustione del contenuto di idrogeno del carburante. Una caldaia a condensazione estrae calore aggiuntivo dai gas di scarico condensando questo vapore acqueo in acqua liquida, recuperando così il suo calore latente di vaporizzazione. Un tipico aumento dell’efficienza può arrivare fino al 10-12%. [ citazione necessaria ] Mentre l’efficacia del processo di condensazione varia a seconda della temperatura dell’acqua di ritorno alla caldaia, è sempre efficiente almeno quanto una caldaia senza condensa.

La condensa prodotta è leggermente acida (3-5 pH), pertanto è necessario utilizzare materiali idonei nelle aree in cui è presente liquido. Leghe di alluminio e acciaio inossidabile sono più comunemente utilizzati a temperature elevate. Nelle zone a bassa temperatura, le materie plastiche sono più convenienti (ad es. UPVC e polipropilene ).  La produzione di condensa richiede anche l’installazione di un sistema di drenaggio della condensa dello scambiatore di calore. In un’installazione tipica, questa è l’unica differenza tra una caldaia a condensazione e una senza condensa.

Per produrre economicamente uno scambiatore di calore della caldaia a condensazione (e affinché l’apparecchio sia gestibile al momento dell’installazione), è preferibile la dimensione più piccola per la sua uscita. Questo approccio ha portato a scambiatori di calore con elevata resistenza laterale di combustione, che spesso richiedono l’uso di una ventola di combustione per spostare i prodotti attraverso passaggi stretti. Ciò ha anche avuto il vantaggio di fornire l’energia per il sistema di scarico poiché i gas di combustione espulsi sono solitamente inferiori a 100 ° C (212 ° F) e come tali hanno una densità vicina all’aria, con scarsa galleggiabilità. Il ventilatore di combustione aiuta a pompare i gas di scarico verso l’esterno.

Efficienza

I modelli tipici offrono efficienze di circa il 90%, il che porta la maggior parte delle marche di caldaie a gas a condensazione nelle categorie più alte disponibili per l’efficienza energetica.

Le prestazioni della caldaia si basano sull’efficienza del trasferimento di calore e dipendono fortemente dalle dimensioni/dalla potenza della caldaia e dalle dimensioni/emissione dell’emettitore. La progettazione e l’installazione del sistema sono fondamentali. La corrispondenza tra la radiazione e l’uscita Btu/Hr della caldaia e la considerazione delle temperature di progettazione dell’emettitore/radiatore determinano l’efficienza complessiva dello spazio e del sistema di riscaldamento dell’acqua per usi domestici.

Una ragione per un calo di efficienza è dovuta al fatto che la progettazione e/o l’implementazione dell’impianto di riscaldamento fornisce temperature dell’acqua di ritorno alla caldaia superiore a 55 °C, che impedisce una significativa condensazione nello scambiatore di calore. Si potrebbe prevedere una migliore istruzione sia degli installatori che dei proprietari per aumentare l’efficienza rispetto ai valori di laboratorio riportati.

La maggior parte delle caldaie non condensanti potrebbe essere costretta a condensare attraverso semplici cambiamenti di controllo. In questo modo si ridurrebbe considerevolmente il consumo di carburante, ma si distruggerebbero rapidamente componenti in acciaio dolce o in ghisa di una convenzionale caldaia ad alta temperatura a causa della natura corrosiva della condensa. Per questo motivo, la maggior parte degli scambiatori di calore a caldaia a condensazione sono realizzati in acciaio inossidabile o alluminio/lega di silicio. Gli economizzatori esterni in acciaio inossidabile possono essere adattati alle caldaie senza condensa per consentire loro di raggiungere efficienze di condensazione. Le valvole di controllo della temperatura sono utilizzate per miscelare l’acqua di mandata calda nel ritorno per evitare shock termici o condensa all’interno della caldaia.

La maggior parte dei produttori di nuove caldaie a condensazione domestiche produce un sistema di controllo di base “adatto a tutti” che porta la caldaia a funzionare in modalità di condensazione solo al riscaldamento iniziale, dopo di che l’efficienza diminuisce. Questo approccio dovrebbe comunque superare quello dei modelli precedenti.

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