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Caldaia

Definizione

Dispositivo atto a convertire, attraverso un processo di combustione, l’energia chimica di legame dei combustibili in energia termica generalmente sotto forma di acqua calda. I componenti fondamentali sono: il bruciatore, il focolare e lo scambiatore di calore principale.

Generalità

Le caldaie di piccola taglia sono solitamente alimentate a metano o GPL, installabili a parete e comprensive dei principali organi di sicurezza e regolazione, nonché di uno scambiatore secondario per l’acqua calda sanitaria. L’aria comburente può essere attinta o dall’ambiente in cui la caldaia è istallata (caldaie a camera aperta) o dall’esterno attraverso la sezione anulare di una canna fumaria a tubi concentrici (caldaie a camera stagna).
La prestazione energetica è misurata dal rendimento di caldaia definito come rapporto tra l’energia utile resa all’acqua e l’energia fornita con il combustibile. Tale dato, riferito alle condizioni nominali (massima potenza utile), è dichiarato dal costruttore ed è oggi intorno al 90%.
Quando la caldaia non lavora a piena potenza, il suo rendimento varia e in quelle ordinarie generalmente si riduce.
Le perdite termiche sono dovute principalmente al rilascio in atmosfera di fumi caldi (perdite al camino) e di calore convettivo e radiativo dissipato attraverso l’involucro (perdite al mantello). Per ridurre le perdite sono state recentemente introdotte le caldaie a condensazione e quelle a temperatura scorrevole.
Le prime sono così dette per via del recupero del calore dei fumi, spinto fino alla condensazione del vapore d’acqua, a mezzo di uno scambiatore secondario. Si viene così a recuperare anche il calore latente dei fumi, con un sensibile incremento del rendimento che, se riferito al potere calorifico inferiore, risulta maggiore del 100% (oggi fino al 104-106%). Le caldaie a condensazione sono prevalentemente alimentate a metano, con taglie minime di alcune decine di kW.
I campi elettivi di applicazione sono quelli che consentono una temperatura alquanto bassa dell’acqua di ritorno (30-50°C), come impianti a pavimento radiante, piscine, produzione di acqua calda sanitaria, etc.
Le caldaie a temperatura scorrevole sono caratterizzate da una speciale lavorazione dei tubi scambiatori (doppia parete con gap d’aria, ovvero una particolare sagoma della parete del tubo), per potere ridurre, in sede di regolazione, la temperatura dell’acqua senza incorrere nella formazione di condensa acida; il che, riducendo le perdite al mantello, permette un alto rendimento di caldaia anche ai bassi regimi di carico.
Le moderne caldaie includono tecnologie mirate al contenimento delle emissioni inquinanti, particolarmente CO e NOx.

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