¿Es posible un rendimiento superior al 100% en calderas de condensción?

La cantidad de calor liberada en la combustión completa del combustible se denomina poder calorífico. En los combustibles cuyos productos de la combustión contienen vapor de agua se distingue entre el poder calorífico inferior (P.C.I.) y el poder calorífico superior (P.C.S.).

Se denomina poder calorífico inferior (P.C.I.) a la cantidad de calor que se libera en una combustión completa cuando el agua originada está presente en forma de vapor.

El poder calorífico superior (P.C.S.) es la cantidad de calor liberada en la combustión completa, incluido el calor de condensación del vapor de agua contenido en los humos.

En general puede decirse que cuanto mayor es la diferencia entre el poder calorífico superior (P.C.S.) y el poder calorífico inferior (P.C.I.), mayor es el aprovechamiento que se puede obtener aplicando la técnica de condensación.

En el caso del gasóleo la diferencia entre el poder calorífico inferior y el superior es del 6%, y en el caso del gas natural del 11%; es decir, el aprovechamiento de la condensación es particularmente elevado en el caso del gas natural. Al diferencial entre ambos poderes caloríficos se le denomina calor de condensación.
En las calderas convencionales no puede producirse la condensación de los productos de la combustión pues ello produciría daños por corrosión en las superficies internas de la caldera y del conducto de evacuación. Por esta razón, hasta ahora no era posible aprovechar el calor de condensación. Por ello, en los cálculos del rendimiento siempre se utiliza como magnitud de referencia el poder calorífico inferior (P.C.I.). El aprovechamiento adicional del calor de condensación permite que se dé el hecho curioso de que pueda obtenerse un rendimiento estacional superior al 100%.

En el caso de utilización de gas natural, el rendimiento estacional puede aumentarse hasta un 15% en relación a una caldera de baja temperatura. La consecuencia es que el consumo de energía necesario para generar la cantidad de calor deseada es considerablemente menor. La ilustración adjunta muestra el esquema de flujos térmicos correspondientes a una caldera de baja o muy baja temperatura y una caldera de condensación.

Calderas de condensación ¿Para que tipo de instalaciones son válidas?

Las calderas de condensación pueden utilizarse en cualquier tipo de instalación de calefacción. Se montan tanto con instalaciones con radiadores o con suelo radiante.

Las calderas de condensación pueden sustituir a calderas convencionales ya instaladas. La mayoría de las instalaciones están sobredimensionadas pensando en condiciones climáticas muy adversas que no suelen darse. Esto propicia temperaturas de retorno bajas que llevan a la condensación.

Controles adicionales como sondas exteriores permiten mejorar aún más la eficiencia de este tipo de aparatos.

También pueden ofrecer el servicio de agua caliente sanitaria bien desde la propia caldera o bien mediante un acumulador externo para mejorar las prestanciones en este servicio.

La instalación de este tipo de aparatos no resulta más difícil que la de uno convencional. Simplemente debe tenerse en cuenta un desagüe adecuado y unos conductos de evacuación específicos.

¿Cómo funcionan las calderas de condensación?

Una caldera de condensación tiene un intercambiador de calor (elemento de la caldera que transfiere el calor generado por el quemador al agua que circula por dentro de ella) con una superficie mayor que uno convencional. Este detalle es clave para que el rendimiento de una caldera de condensación será mayor que una de no condensación.

En calderas de no condensación, los productos de la combustión están a una temperatura de entre 120 y 200 ºC.

Los productos de la combustión de cualquier caldera contienen vapor de agua.

En una caldera de condensación, se recupera una mayor cantidad de calor. Por un proceso de condensación (de ahí su nombre), generado gracias al intercambiador de mayor superficie, se recupera este calor adicional (calor latente) pasando el vapor de estado gaseoso a estado líquido. Como consecuencia de ello, la temperatura de los productos de la combustión cae por debajo de 100ºC, llegándose a temperaturas inferiores a 50ºC cuando la temperatura de retorno de calefacción es muy baja. El cambio de estado genera agua (condensados) que debe ser evacuada a un desagüe adecuado.

Cuanto más baja es la temperatura de retorno más alta es la condensación, más baja es la temperatura de los productos de combustión y, en consecuencia, mayor es el rendimiento obtenido.

La naturaleza de los condensados es ligeramente ácida (equivalente a la del zumo de tomate), ello implica que deben pasar por conductos de tipo plástico. Materiales metálicos como el cobre y el acero son fácilmente atacables por estos condensados y por ello debe evitarse su utilización tanto en desagües como en conductos de evacuación de productos de la combustión.