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 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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