Las calderas de condensación son calderas de alto rendimiento (110% PCI), basado en el aprovechamiento del calor de condensación de los humos de la combustión. Esta tecnología aprovecha el vapor de agua que se produce en los gases de combustión y lo devuelve en estado líquido.
Con una caldera clásica de tipo atmosférico, una parte no despreciable del calor latente es evacuada por los humos, lo que implica una temperatura muy elevada de los productos de combustión del orden de 150°C. La utilización de una caldera de condensación permite recuperar una parte muy grande de ese calor latente y esta recuperación de la energía reduce considerablemente la temperatura de los gases de combustión para devolverle valores del orden de 65°C limitando así las emisiones de gas contaminantes.
En comparación con las calderas convencionales, gracias a esta tecnología se consigue un ahorro de hasta el 30% en el consumo de energía y se reducen, hasta en un 70%, las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) y dióxido de carbono (CO2).
El nuevo Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios,RITE, aprovado desde el pasado 1 de marzo de 2008 fomenta la instalación de calderas eficientes, es decir, que reduzcan la emisión de contaminates. Entre este tipo de calderas se encuentran las calderas de condensación, aunque también las de baja emisión Nox 5.
Cómo funcionan las calderas de condensación
El proceso de condensación es un cambio de fase de una sustancia del estado gaseoso (vapor) al estado líquido. Este cambio de fase genera una cierta cantidad de energía llamada «calor latente». El paso de gas a líquido depende, entre otros factores, de la presión y de la temperatura. La condensación, a una temperatura dada, conlleva una liberación de energía, así el estado líquido es más favorable desde el punto de vista energético.
Poder Calorífico Inferior (PCI) y Poder Calorífico Superior (PCS)
El poder calorífico inferior (PCI) indica la cantidad de calor que se puede producir con una cierta cantidad de combustible (sólido, líquido o gaseoso). Con este valor de referencia los productos de combustión están disponibles en estado gaseoso.
El poder calorífico superior (PCS) contiene en comparación con el poder calorífico inferior un porcentaje de energía añadido en forma de calor por condensación de vapor de agua, el llamado «calor latente».
Utilizaremos como ejemplo un metro cúbico de gas.
Rendimiento de las calderas de condensación superior al 100 %
La caldera de condensación debe su denominación al hecho de que, para producir el calor, utiliza no sólo el poder calorífico inferior PCI de un combustible sino también su poder calorífico superior PCS. Para todos los cálculos de rendimiento, las normas europeas retuvieron como hace referencia el PCI. Utilizando el PCI para describir una caldera de gas de condensación, conseguimos rendimientos superiores a 100 gracias a la restitución del calor latente que representa el 11 %.
Este método representa el solo medio de comparación entre las calderas clásicas y las calderas de condensación. Con relación a las calderas modernas a temperatura baja, es posible obtener rendimientos superiores del 15 %. Con relación a las instalaciones antiguas, los ahorros de energía pueden alcanzar el 40 %. Si se compara la utilización de energía de las calderas actuales con temperatura baja con la de las calderas gas a condensación, obtenemos el balance que sigue en calidad de ejemplo:
Calor por condensación (calor latente)
Con gas natural, la parte de calor por condensación es el de11 % con relación al PCI. Este valor queda inutilizado sobre las calderas a baja temperatura. La caldera de gas por condensación permite la utilización continua de este potencial de calor, gracias a la condensación del vapor de agua.
Pérdidas por los vapores (calor sensible)
De las calderas a baja temperatura sale vapor a temperaturas relativamente elevadas entre 150 y 180ºC, produciéndose así una pérdida de calor de alrededor del 6 al 7 %.
La disminución importante de la temperatura del vapor sobre las calderas de condensación a gas (temperaturas que pueden descender hasta 30º) permite la utilización de la parte de calor sensible del gas de combustión y reduce de manera importante las pérdidas por vapor
Rendimientos de las calderas de condensación y su consumo según superficie:
| Zona | Con clima continental | |||||
| Tipo de habitación | Casa | |||||
| Superficie en m2 |
160 | 118,9 | 107,5 | |||
| Temp. mín. ext. en ºC |
-15 | -15 | -15 | |||
| Temp. interiors en ºC |
20 | 20 | 20 | |||
| Consumo en KWh/ año |
25.692 | 19.093 | 17.222 | |||
| Rendimiento caldera clásica |
90%sobre elPCI | 81%sobre elPCI | 90%sobre elPCI | 81%sobre elPCI | 90%sobre elPCI | 81%sobre elPCI |
| Rendimiento caldera de condensación |
109%sobre elPCI | 98%sobre elPCI | 109%sobre elPCI | 98%sobre elPCI | 109%sobre elPCI | 98%sobre elPCI |
| Consumo en KWh/ añopor caldera clásica | 31.719 | 23.571 | 21.6721 | |||
| Consumo en KWh/ añopor caldera de condensación |
26.217 | 19.482 | 17.573 | |||
| Diferencia |
5.502 | 4.089 | 3.688 | |||
| Diferencia en % |
17,35 % | |||||
Tipos de calderas de Condensación
Las calderas de condensación pueden ser de distintos tipo según contengan el sistema de enfriamiento de los productos de combustión (el condensador) integrado en la caldera o separado de ella.
Con el fin de explotar el calor latente del vapor de agua contenido en los gases de combustión, estos últimos deben ser enfríados hasta una temperatura por debajo del punto de rocío. El aumento de la superficie de intercambio permite enfríar bastante los productos de combustión, permitiendo así la recuperación de dicho calor latente.
El aspecto medioambiental y la reducción de contaminantes
En respuesta a la conciencia internacional de los efectos nefastos sobre el medio ambiente vinculados a la actividad humana, los diferentes representantes de los países industriales así como de los países en vías de desarrollo, se reunieron en Kyoto en 1997 para definir un plan de acción con el fin de limitar las emisiones contaminantes de gases de efecto invernadero, que contribuyen al proceso de recalentamiento del planeta.
Europa se comprometió a reducir un 8% las emisiones de gases de efecto invernadero para el próximo 2010. El compromiso de España es el de no incrementar las emisiones más de un 15% sobre el nivel de 1990.
Con relación al rendimiento de las calderas clásicas, la utilización de una caldera de condensación se traduce en un aumento del rendimiento del orden del 15%. Esto permite un consumo inferior para un grado de confort idéntico, y la reducción de los gases contaminantes en los productos de combustión en el momento de la fase de condensación.
