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Calderas de condensación ¿Cómo funcionan y qué ventajas tienen?

funcionamiento-calderas-condensacionLas calderas de condensación son un tipo de calderas de gas de alto rendimiento basadas en el aprovechamiento del calor latente de condensación presente en los humos de la combustión.

Formalmente, según la definición de la Directiva de rendimientos 92/42/CE y su transposición según R.D. 275/1995, una caldera se considera de condensación cuando está diseñada para poder condensar de forma permanente una parte importante de los vapores de agua contenidos en los gases de la combustión. 

En este artículo veremos cómo funcionan las calderas de condensación y por qué son la solución más eficiente si apostamos por una instalación de calefacción a gas. 

Con una caldera que no sea de condensación, una parte no despreciable del calor latente es evacuada por los humos, lo que implica una temperatura muy elevada de los productos de combustión que puede alcanzar los 120°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 bajándolos hasta valores del orden del 45°C o inferiores, limitando así las emisiones de gases contaminantes.

En comparativa con las calderas convencionales, gracias a esta tecnología las calderas de condensación consiguen un ahorro en torno al 25-30% en el consumo de energía y se reducen hasta en un 70%, las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) y dióxido de carbono (CO2). Generalmente, la mayoría de calderas de condensación del mercado alcanzan la Clase 5 en cuanto a emisiones de NOx (máxima clasificación según EN 297/A).

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¿Cómo funcionan las calderas de condensación?

El principio de funcionamiento de este tipo de calderas se basa en el proceso de condensación:  un cambio de fase de una sustancia en estado gaseoso (vapor) a 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.

En el siguiente vídeo puedes ver y entender mejor cómo funcionan las calderas de condensación

   

¿Qué rendimientos presenta una caldera de condensación?

Para entender mejor el funcionamiento de las calderas de condensación, conviene explicar los términos PCI y 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 del vapor de agua, el llamado "calor latente".

Rendimientos calderas de condensación en relación al PCILa 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. Hasta la entrada de la Directiva de Ecodiseño, para todos los cálculos de rendimiento de calderas, las normas europeas y española han utilizado clásicamente como referencia el PCI. Utilizando el PCI para definir el rendimiento de una caldera de gas de condensación, conseguimos rendimientos superiores al 100% gracias a la recuperación del calor latente que representa aproximadamente el 11 %.

Con la aplicación de la Directiva ErP el criterio de definición de rendimientos ha cambiado, empleando como referencia para el cálculo el PCS (incluyendo ya el calor latente disponible por el cambio de fase al producirse la condensación del vapor de agua contenido en los humos de la combustión). Utilizando el valor de referencia del PCS podemos afirmar que las calderas de condensación alcanzan un rendimiento del 98% aproximadamente. 

Con gas natural, la parte de calor por condensación (calor latente) es del orden del 11 % en relación al PCI. Este valor no puede aprovecharse en calderas que no sean de condensación. La caldera de gas por condensación permite la utilización continua de este potencial de calor, gracias a la condensación del vapor de agua presente en los humos.

En las calderas que no son de condensación se producen humos de la combustión a temperaturas relativamente elevadas que pueden llegar hasta valores del orden de los 160°C, produciéndose así una pérdida de calor sensible por los humos de alrededor del 6 al 7 %.

La disminución importante de la temperatura de funcionamiento en las calderas de condensación a gas (temperaturas que pueden descender hasta los 30°C) permite la utilización de la parte de calor sensible que se pierde por los humos de la combustión,  reduciendo de manera significativa las pérdidas relacionadas por este aspecto en el proceso de la combustión. 

¿Qué ventajas tiene instalar una caldera de condensación?

Su alta eficiencia energética


Como ya hemos comentado, las calderas de condensación resultan ser las calderas a gas más eficientes debido a su peculiar funcionamiento, que consigue rendimientos cercanos 100% sobre el Poder Calorífico Superior, es decir, incluyendo el poder calorífico aportado por la condensación. Debemos recordar que cuando se analizaban los rendimientos de las calderas en función del Poder Calorífico Inferior, los rendimientos rondaban el 115%, pero ese sistema de medición ya no se utiliza.

Estos niveles de eficiencia se consiguen ya que estos aparatos recuperan el calor latente proveniente de la condensación de los vapores de agua, un calor que en las calderas convencionales se desperdiciaba en la salida de humos.

Ahorros en la factura del gas

Como ya hemos comentado, estas calderas consiguen un ahorro en torno al 25-30% en el consumo de energía en comparación con las calderas que trabajan sin esta tecnología. Esto se traduce directamente en un ahorro económico considerable de la factura del gas cada mes, lo que hace que la inversión en la compra de la caldera se amortice en pocos meses.

Reduce las emisiones contaminantes

La recuperación de la energía de condensación permite a la caldera trabajar a bajas temperaturas, mejorando la eficiencia y limitando así las emisiones de gases contaminantes.

Las calderas de condensación reducen hasta en un 70%, las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) y dióxido de carbono (CO2). Por tanto, la sustitución paulatina de calderas más antiguas por calderas de condensación en España ayudaría a reducir las emisiones de gases que provocan el efecto invernadero, y a evitar efectos nocivos para la atmósfera y la salud pública como el smog fotoquímico.

La tecnología de condensación es una pequeña aportación tecnológica en vías de intentar conseguir un planeta más sostenible y duradero.

Mejor regulación en función de la demanda

En las calderas convencionales la temperatura de los humos y del agua en la caldera tiene que estar por encima de la temperatura de rocío de los gases y esto les impide ajustarse eficazmente a las variaciones de la demanda.

Las calderas de condensación, por el contrario, se adaptan a la demanda en cualquier rango de funcionamiento del equipo. La potencia mínima es muy baja, y eso hace que estén funcionando sin paradas, obteniendo un ahorro considerable.

Son más silenciosas

Las calderas de condensación funcionan sin paradas por lo que evitamos el continuo sonido “explosivo” de encendido y apagado. Además, el ventilador que inyecta la mezcla de aire-gas es modulante, por lo que se adapta a la cantidad de combustible que quemamos. 

¿Qué caldera de condensación es mejor?

Para poder elegir la mejor caldera de condensación o, al menos, la que mejor se adapte a nuestras necesidades y bolsillo, tendremos que comparar entre una lista de factores cuantitativos y cualitativos que podemos consultar tanto en la etiqueta energética como en la documentación técnica de la caldera.

Es evidente la evolución tecnológica que han sufrido las calderas de condensación en los últimos años, tanto a nivel de diseño y materiales empleados en los cuerpos de intercambio, como en la tecnología de regulación y control que permite trabajar con calderas con un régimen de modulación muy bajo que repercute favorablemente en el rendimiento estacional de la instalación. Existen en el mercado calderas con unos diseños muy avanzados de los cuerpos de intercambio que intentan retener los humos el máximo tiempo posible dentro de los mismos, en vías de conseguir extraer la máxima energía posible de los mismos. Aún trabajando con temperaturas de impulsión moderadamente elevadas no propiamente pensadas para circuitos a baja temperatura (60-65ºC), un buen diseño de cuerpo de intercambio puede enfriar los gases de combustión hasta una temperatura por debajo del punto de rocío, permitiendo así la recuperación del calor latente y la mejora de la prestación energética de la caldera.

De igual forma, los materiales y procesos de fabricación empleados, permiten conseguir una elevada resistencia a la corrosión y a la acidez presente en la condensación de los humos de la combustión.

De igual forma, e independientemente de la temperatura de trabajo de la caldera, el uso de sondas exteriores o termostatos modulantes (obligatorio el uso de al menos uno de ellos según IT 1.2.4.1.2.1.  Requisitos mínimos de rendimientos energéticos de los generadores de calor), permite que la caldera trabaje adaptando su temperatura de impulsión en función de las condiciones de demanda, hecho que repercute en una mayor eficiencia por el mejor control de modulación de la caldera. Aunque tradicionalmente la posibilidad de trabajar en curva de condensación se ha asociado exclusivamente al uso con circuitos de calefacción a baja temperatura (suelo radiante, fan-coils, etc…), en la actualidad también pueden disfrutarse los beneficios de la tecnología de condensación en circuitos de calefacción a alta temperatura (tanto por el mejor diseño de los cuerpos de intercambio y emisores de calefacción, como por el mejor diseño de las cargas térmicas de los edificios cuando se proyectan las instalaciones). 

Artículo e infografía posibles gracias a WOLF. Empresa experta en sistemas de ACS y CALEFACCIÓN. Si quieres saber más sobre sus productos, visita su web:

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Si necesitas más información sobre cómo elegir la mejor caldera de condensación, te ofrecemos una comparativa en este artículo (haz clic aquí) 

¿Son obligatorias las calderas de condensación?

El RITE obligaba a la instalación de calderas de condensación para el caso de instalaciones nuevas resueltas con calderas de gas. 

Desde que en 2015 se aprobara la normativa europea ErP, sólo se comercializan y se fabrican calderas de condensación, ya que esta normativa obliga a que las calderas de hasta 70kW tengan unos rendimientos estacionales superiores al 86% que corresponden a una calificación energética, como mínimo de B.  

¿Cuánto cuesta una caldera de condensación?

Según la campaña "Si condensa, compensa" lanzada por la asociación FEGECA, una caldera de condensación cuesta unos 1.800 euros, a lo que habría que sumar 100 euros por la instalación de un desagüe, necesario para eliminar los condensados que genera la caldera. Sin embargo, en la siguiente imagen se puede comprobar cómo el gasto total al adquirir una caldera de condensación se amortiza en 3 años en comparación con una caldera tradicional,  gracias al ahorro que experimienta la factura del gas. 

Cuánto cuesta una caldera de condensación

 

Modificado por última vez enMiércoles, 27 Enero 2021 15:29

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