Las calderas de condensación se caracterizan fundamentalmente porque aprovechan la energía obtenida debido a la condensación del vapor de agua contenido en los humos producto de la combustión. En las calderas corrientes los humos evacuados pueden alcanzar incluso 150ºC para evitar condensaciones y facilitar el tiro. Dicho vapor de agua contiene un calor latente. Cuando el vapor de agua condensa -cambio de estado-, dicho calor es cedido. En este caso las calderas de condensación, utilizan dicha energía aumentando el rendimiento de la misma hasta valores superiores al 100%.

Fases de la transmisión de calor en las calderas de condensación

En las calderas de condensación, el calor se transmite en tres fases diferenciadas:

FASE 1 en la que la llama transmite el calor porRADIACIÓN.

FASE 2 o de CONDUCCIÓN-CONVECCIÓN.

FASE 3 o fase de CONDENSACIÓN-CONVECCIÓN donde el cambio de estado del vapor de agua contenido en los humos es aprovechado por la caldera.

Temperatura

Para conseguir la condensación del vapor de agua obtenido como producto de la reacción de combustión, la caldera debe de suministrar agua caliente a una temperatura máxima de 70ºC. De esta manera los gases evacuados, son expulsados a temperaturas inferiores a los de condensación.

Rendimiento

El rendimiento de estas caldera supera el 100% frente a las convencionales con valores entre 70-80%.  Esto se debe a que aprovechan el calor de condensación para calentar el agua de retorno de la caldera. Utilizan el poder calorífico superior sin poner en peligro la caldera. El resultado final es el de rendimientos superiores hasta incluso en un 30% más que el rendimiento máximo obtenido por una caldera convencional.

Precauciones

1. Los combustibles líquidos suelen tener azufre en forma de óxido que si reaccionan con el oxígeno presente en la combustión, producen ácido sulfúrico. Este compuesto podría corroer los elementos metálicos de la caldera, por lo que el combustible que se utilice deberá no contener azufre, como los gases: Natural y GLP. El PVC es una buena alternativa.

2. Los gases evacuados tras la combustión, lo hacen a una temperatura inferior a la de condensación. Esta circunstancia reduce el tiro térmico que deberá ser compensado utilizando un ventilador que facilite la extracción.

3. Resulta imprescindible reducir las pérdidas de calor:

- Pérdidas de calor por humos debido a productos inquemados durante la combustión y que genera CO, al contenido de CO2 y a la temperatura de los humos. La cadera deberá controlar la cantidad de aire de combustión. Los ventiladores de velocidad variable ayudan a controlar el exceso de aire.

- Pérdidas debido a períodos de paro de la caldera. Las pérdidas se deben a que laenvolvente de la caldera cede calor.  Es importante la relación entre la potencia máxima y la mínima, así como el uso de ventiladores de velocidad variable.

4. Los productos de la condensación deben ser evacuados. Además si la condensación de los humos continúa durante su evacuación, deberán disponerse tubos de materiales compatibles con los productos condensados. En instalaciones de potencia superior a 70 kW, será necesario tratar estos condensados para neutralizar su acidez.

5. La producción de ACS requiere temperaturas de impulsión altas , entre 80 y 60ºC, como método de prevención de la legionela. Habrá que aplicar una serie de estrategias de diseño en el circuito del ACS.

 Conceptos

COMBUSTIÓN. En todo proceso de combustión se produce dióxido de carbono y agua. En el proceso de combustión de una caldera, el combustible – Gas Natural, GLP, Gasóleo- compuesto de Carbono e Hidrógeno, al reaccionar con el oxígeno del aire -combustión- produce CO2 y H2O en forma de vapor. Si dicho vapor de agua pasa a estado líquido, es capaz de ceder 2260 kJ a temperatura ambiente – superior si la presión es inferior. En caldera convencionales dicho vapor se expulsa a la atmósfera.

PODER CALORÍFICO SUPERIOR. Es la energía liberada en el proceso completo de la combustión cuando el vapor de agua de los humos ha condensado. Se distingue del poder calorífico inferior, en que en éste último el vapor de agua continúa en estado gaseoso. Por lo tanto, el calor o energía liberada es inferior. Este es el calor utilizado tradicionalmente para las calderas tradicionales y el cálculo de su rendimiento estacional.

TÉCNICA DE LA CONDENSACIÓN. Consiste en enfriar el gas hasta su temperatura de rocío. Esto se puede conseguir variando la presiòn y/o la temperatura. El calor cedido debido al cambio de estado, de vapor de agua a líquido, pasa de se calor latente a sensible. Por otro lado, esta técnica reduce la cantidad de humos expulsados producto de la combustión.

RENDIMIENTO. El rendimiento es el cociente entre la potencia útil que se obtiene al calentar el agua y la desarrollada por el gas durante la combustión.

El rendimiento útil nominal se consigue con la caldera en funcionamiento, mientras que el rendimiento estacional depende de los períodos de parada y funcionamiento o puesta en marcha, es decir, considera los períodos de arranque, funcionamiento y parada de la caldera. Se calculan de manera diferente puesto que consideran pérdidas de calor debido a motivos distintos.

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Fuente: certificadosenergeticos