Cosa occorre sapere per far rendere al meglio una caldaia a condensazione?

Perché una Caldaia a Condensazione Rende di Più?

Le caldaie a condensazione offrono un rendimento superiore per tre motivi principali:

• Temperatura di uscita dei fumi inferiore (30-70 °C rispetto ai 120-160 °C delle migliori caldaie tradizionali) → +3-6% di rendimento di combustione.
• Condensazione del vapore d’acqua nei fumi fino al 10%.

Minori perdite a vuoto, garantendo un’efficienza più elevata.

Condizione Necessaria per la Condensazione

Affinché la caldaia possa condensare, la temperatura di ritorno reale deve essere sufficientemente bassa per raffreddare i fumi sotto il punto di rugiada (circa 57 °C). In pratica, la condensazione inizia intorno ai 50 °C al ritorno in caldaia..

Fattori che Favoriscono la Condensazione:

• Bassa temperatura dell’acqua di ritorno in caldaia (< 50 °C).
• Funzionamento a bassa potenza.
• Basso eccesso d’aria, che impedisce l’innalzamento del punto di rugiada.

Requisiti dell’Impianto per la Condensazione

Per ottenere il massimo rendimento dalla caldaia a condensazione, l’impianto deve essere progettato con:

• Generatore a elevata modulazione,e, in presenza di radiatori o circuiti miscelati, in grado di mantenere salti termici elevati.
• Regolazione accurata dell’eccesso d’aria, soprattutto alle basse potenze.
• Valvole termostatiche sui radiatori, per ridurre la temperatura di ritorno e garantire il corretto funzionamento dell’impianto anche nei transitori.
• Schema idraulico e regolazioni adeguate per evitare dispersioni di calore.
• Funzionamento continuo, evitando accensioni e spegnimenti frequenti.

Dubbi Comuni sulle Caldaie a Condensazione

Esistono alcuni preconcetti diffusi sulle caldaie a condensazione:

• “Ci vuole l’impianto a pannelli radianti per condensare” ❌ Falso, è possibile condensare anche con i radiatori, se ben regolati.
• “Non si può condensare con i radiatori” ❌ Falso, la regolazione termostatica permette un’efficienza ottimale anche con i radiatori.

Domande Frequenti:

• Come si può far condensare una caldaia collegata a un impianto a radiatori?
• Come può NON condensare una caldaia collegata a un impianto a pannelli radianti?
• Perché utilizzare la termoregolazione?

Cercheremo di rispondere a queste domande utilizzando esempi e schemi esemplificativi

Il dimensionamento di un impianto riguarda le condizioni di progetto, cioè quelle di massima potenza richiesta, situazioni che non si verificheranno quasi mai.

Occorre quindi far erogare all’impianto la potenza necessaria istante per istante ed a tal fine occorrono:

• circuiti idraulici adeguati
• un sistema di regolazione dell’emissione del calore

Tipologie di Circuiti Idraulici

I circuiti più adatti per la condensazione sono:

• Circuiti di distribuzione a portata variabile
• Circuiti di distribuzione a temperatura scorrevole

Questi circuiti consentono di mantenere la temperatura di ritorno il più bassa possibile, favorendo la condensazione.

Regolazione dell’Emissione del Calore

Per modulare la potenza termica si possono adottare diversi sistemi:

Regolazione della temperatura di mandata

• Tramite sensori di temperatura esterna o interna.
• Con valvole miscelatrici o generatori a temperatura scorrevole.

Regolazione della portata

• In funzione della temperatura interna (o del set-point aria)
• Con continuità, con valvole termostatiche e valvole a by-pass
• Con valvole di zona ON-OFF a 2 o 3 vie.

Regolazione dello scambio termico

• In funzione della temperatura interna (o del set-point aria)
• Con attivazione di un ventilatore (ventilconvettori ed aerotermi)
• Una combinazione delle due precedenti

Questi sistemi possono essere usati singolarmente o in combinazione per massimizzare l’efficienza.

Come Far Condensare una Caldaia con i Radiatori

Abbiamo visto che ci sono diversi modi di regolare la potenza termica erogata dai corpi scaldanti. Ci concentreremo nell’analisi dei circuiti che impiegano valvole termostatiche, la soluzione più moderna ed efficace per il controllo di impianti di riscaldamento a radiatori. La regolazione a portata variabile prevede che la potenza emessa sia controllata agendo sulla portata circolante nell’impianto. In pratica questo tipo di regolazione si attua installando su ciascun corpo scaldante una valvola termostatica. 

Vantaggi delle Valvole Termostatiche:

• Riduzione della portata d’acqua, minimizzando i consumi elettrici e il costo della pompa.
• Bilanciamento automatico dell’impianto, evitando fenomeni di instabilità.
• Temperatura di ritorno più bassa, favorendo lo sfruttamento di caldaie a condensazione.

Quando il locale è freddo, inizialmente la valvola sarà completamente aperta e la portata nel radiatore sarà quella massima, detta anche “di progetto”. Poiché l’acqua attraversa rapidamente il radiatore, in queste condizioni esce ancora calda e tutto il radiatore è caldo: la potenza erogata è quella massima di progetto e la temperatura della stanza aumenta. Con l’aumento della temperatura ambiente, la valvola si chiude progressivamente, riducendo la portata e abbassando la temperatura di ritorno.

Al variare della differenza tra temperatura ambiente e temperatura ghiera

• L’apertura della valvola; aumenta la perdita di carico a cavallo dell’otturatore
• La portata di acqua circolante nel corpo scaldante
• La temperatura di ritorno del corpo scaldante
• La temperatura media del corpo scaldante (poiché la temperatura di mandata è costante)
• La potenza emessa dal corpo scaldante.

Per piccole differenze di temperatura, l’apertura della valvola è modesta e la piccola portata di acqua circolante fa in tempo a raffreddarsi quasi completamente nell’attraversare il corpo scaldante. La bassa temperatura di ritorno che si ottiene (che tende ad avvicinarsi alla temperatura del locale, cioè circa 20°C) determina una bassa temperatura media del corpo scaldante, quindi una bassa potenza emessa dal corpo scaldante, anche se la sua superficie e la temperatura di ingresso rimangono costanti. Al limite, se la potenza richiesta dal locale è veramente modesta (per esempio nelle mezze stagioni), la pochissima acqua immessa nel radiatore si raffredderà completamente prima ancora di raggiungere la parte inferiore del radiatore, ove la temperatura dell’acqua si stabilizza vicino alla temperatura ambiente. In queste condizioni, la parte superiore del radiatore è calda (alla temperatura di mandata) mentre la parte inferiore è fredda (a temperatura ambiente). E’ come se il radiatore “rimpicciolisse” progressivamente. La valvola termostatica è un regolatore della temperatura ambiente di tipo proporzionale. Essa agisce sulla portata d’acqua circolante sul radiatore, in modo tale da ridurne la temperatura media e la potenza erogata. La conseguenza del funzionamento corretto delle valvole termostatiche è una drastica riduzione delle portate d’acqua circolanti all’interno dell’impianto e l’abbassamento della temperatura media del radiatore. Questo sistema risulta ad oggi il migliore per garantire il massimo livello di condensazione con le moderne caldaie a gas in impianti a radiatori!

Come NON Condensare con i Pannelli Radianti

Alcune configurazioni possono impedire la condensazione, come nel caso di impianti con compensatore idraulico. Se la portata del circuito primario è superiore a quella del secondario, il delta T si riduce, aumentando la temperatura di ritorno e annullando la condensazione.

Conclusione

Per ottimizzare la condensazione delle caldaie a gas, è essenziale progettare l’impianto con la minima temperatura di ritorno possibile. Utilizzando valvole termostatiche, regolazioni adeguate e schemi idraulici ottimizzati, è possibile ottenere il massimo rendimento anche con impianti a radiatori.

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