Processo di condensazione

Lavoro d’anno
Corso di Energetica Industriale
Professore: Antonio Ficarella
Nuova tecnologia per migliorare un impianto di
riscaldamento ad uso domestico
Sasha Luciana Catalini
matricola: 10041516
a.a. 2008/2009
La caldaia a condensazione
Le caldaie a condensazione sono tra le più moderne ed ecologiche oggi esistenti.
Riescono ad ottenere rendimenti molto elevati e riduzioni delle emissioni di ossidi di
azoto (NOx) e monossido di carbonio (CO) fino al 70% rispetto agli impianti
tradizionali. Le normali caldaie, anche quelle definite "ad alto rendimento", riescono
infatti ad utilizzare solo una parte del calore sensibile: il loro rendimento è infatti
nell'ordine del 91-93% riferito al potere calorifico inferiore. Il vapore acqueo
generato dal processo di combustione (circa 1,6 kg per m3 di gas) viene invece
disperso in atmosfera attraverso il camino: la quantità di calore in esso contenuta,
definito calore latente, rappresenta ben l'11% dell'energia liberata dalla combustione.
Le caldaie a condensazione utilizzano tubi di scarico in acciaio inox o addirittura in
plastica: solo da questo elemento si capisce quanto sfruttino il calore che altrimenti
andrebbe disperso nei fumi. Necessitano anche di un tubo per lo scarico dell'acqua di
condensa che si forma toccando le pareti fredde del camino.
Differenza tra le caldaie tradizionali e quelle a condensazione
Rispetto alle caldaie tradizionali, le caldaie a condensazione utilizzano una
percentuale maggiore dell'energia fornita dal combustibile, il potere calorifico
superiore. Per confrontare il rendimento degli impianti a condensazione con
quelli tradizionali si calcola l'energia contenuta nel combustibile con il potere
calorifero inferiore. Per questo la caldaia a condensazione raggiunge un
rendimento globale normalizzato maggiore del 100%.
I vantaggi delle Caldaie a Condensazione
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Dimensioni di ingombro molto contenute (760 x 460 x 360 mm).
Può funzionare sia a gas naturale (metano) che a G.P.L.
Può lavorare con delta t tra mandata e ritorno molto elevati (anche
50°C): nessuna caldaia della concorrenza è in grado di fare altrettanto.
E' una caldaia modulante sia in riscaldamento che in sanitario.
Può essere validamente impiegata con ogni tipo di impianto e con ogni
tipo di corpo scaldante.
Rispetto alla tradizionale caldaia murale stagna di pari potenza, consente
risparmio nei consumi di gas: per il riscaldamento: fino al 20%, per la
produzione di a.c.s. fino al 10-15%
E' a tutti gli effetti una caldaia "a temperatura scorrevole" e "a
spegnimento totale": a temperatura scorrevole, a T di funzionamento
varia automaticamente in funzione delle T esterna, a spegnimento totale,
poiché è una caldaia a condensazione, non è affetta da problemi
funzionali o di corrosione tipici delle caldaie tradizionali gestite a basse
temperature e/o con spegnimento notturno.
La produzione istantanea di a.c.s. è notevole (17 litri/min con dt = 25°C)
e in grado di soddisfare due prelievi di media entità contemporanei e
continui.
E' tra le pochissime caldaie murali con produzione istantanea di a.c.s.
con due circolatori (uno dedicato alla produzione di a.c.s.).
Il sistema brevettato AQUAFAST, facilmente inseribile e disinseribile
dall'utente, conferisce una estrema rapidità nella erogazione di a.c.s. alla
temperatura desiderata.
La lunghezza massima equivalente della canalizzazione aria e fumi è
notevolissima: 70 metri.
Possibilità di impiego di tubazioni di aspirazione aria e di canali da fumo
sia in alluminio che in polipropilene speciale, sia separati che coassiali.
La gestione delle caldaie da parte dell'utente è di estrema semplicità.
Un po’ di teoria
Processo di condensazione
Tutti i combustibili contenenti idrogeno, nella loro combustione, producono acqua.
Parte del calore prodotto dalla reazione di combustione viene speso per vaporizzare
l'acqua prodotta dalla reazione stessa.
La differenza tra Hs (potere calorifico superiore) e Hi (potere calorifico inferiore) è
pari al calore latente di vaporizzazione speso per il cambiamento di stato (liquido gassoso) dell'acqua prodotta dalla reazione.
Punto di rugiada
La temperatura alla quale avviene la condensazione è detta "punto di rugiada".
La temperatura del punto di rugiada aumenta con il crescere di CO2 nei fumi (ovvero
al diminuire dell'eccesso d'aria con cui viene fatto lavorare il bruciatore). Per ottenere
la condensazione in caldaia è necessario che la temperatura di uscita dei fumi sia
inferiore a quella del punto di rugiada.
Il metano ha temperature di rugiada superiori, e quindi più vantaggiose, rispetto al
gasolio.
In una caldaia tradizionale i fumi fuoriescono ad una temperatura elevata, al di sopra
del "punto di rugiada". L'acqua prodotta dalla reazione di combustione esce allo stato
di vapore. Il "calore latente di vaporizzazione" è perso.
In una caldaia a condensazione i fumi fuoriescono ad una temperatura al di sotto del
"punto di rugiada". L'acqua prodotta dalla reazione di combustione viene riportata
alla fase liquida internamente alla caldaia. Il "calore latente di vaporizzazione" è
recuperato e ceduto all'impianto.
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