Calderas de condensación: ¿Cómo funcionan? Ventajas

Las calderas de condensación son equipos de una elevada eficiencia energética ya que su funcionamiento se basa en el aprovechamiento del calor latente de condensación presente en los humos de la combustión con lo que se consigue mejorar el aprovechamiento de la energía, es decir, reducir el consumo de combustible utilizado y la emisión de sustancias nocivas.

La necesidad de reducir el consumo de energía y las emisiones contaminantes sin renunciar al confort térmico de las personas, ha llevado a los fabricantes de tecnologías para la calefacción a la búsqueda de equipos cada vez más eficientes. En el caso de las calderas, el incremento más importante de este rendimiento se localiza en el aprovechamiento del calor de condensación del agua de los humos, que permite incrementos de hasta un 30% respecto a los niveles máximos alcanzables con las calderas tradicionales.

¿Cómo funcionan las calderas de condensación?

La función principal de las calderas de condensación es lograr un alto rendimiento del combustible que se utiliza, y para ello, este tipo de calderas aprovechan el calor latente de los humos de la combustión. Lo que le diferencia a otro tipo de calderas, es que las otras desechan expulsándolos a la atmósfera, a veces a una temperatura tan elevada como 120 °C.

Las calderas de condensación utilizan hidrocarburos como el gas natural, gas licuado del petróleo (GLP) o el gasóleo. Este combustible se mezcla con el oxígeno del aire, creando dióxido de carbono (CO₂) y agua en estado gaseoso (H₂O), este proceso se denomina combustión. El aprovechamiento de este calor procedente de la combustión y su transformación en energía consiguen una altísima eficiencia energética.

Los mayores beneficios de las calderas de condensación son su eficacia de combustible (una disminución de alrededor del 30 % del consumo de combustible líquido o gaseoso), y una extraordinaria reducción del 70 % de las emisiones de NOx (óxido de nitrógeno) y CO₂(dióxido de carbono).

¿Qué diferencia hay entre una caldera estanca y una de condensación?

Las caldera estancas son aquellas en las que las cámaras de combustión están cerradas, es decir, que son 100% independiente de la zona en la que está instalada la caldera. El aire que necesitan para la combustión lo obtienen del exterior y  expulsan los humos que desprenden de la combustión también al exterior.

La diferencia con las calderas de condensación, es que éstas son una «versión moderna» de las calderas estancas ya que también tienen la cámaras cerradas, por lo que también son estancas pero lo que les diferencia es que reutilizan la energía generada por el vapor de agua en el proceso de combustión del gas. Con otras palabras, las calderas de condensación aprovechan el calor que se escapa por la chimenea. 

Otra de sus principales diferencias es su rendimiento sobre el PCI (poder calorífico inferior). Las calderas estancas alcanzan un rendimiento cercano al 90-95% sobre el PCI. Sin embargo, una caldera de condensación llega a alcanzar el 105%, gracias, entre otras cosas, al menor consumo de combustible y al aprovechamiento de la energía de condensación del vapor de agua, lo que supone un mayor rendimiento energético.

Por último, también existe una diferencia económica. Las calderas estancas resultan más económicas debido a que su coste es menor que el de las calderas de condensación. Sin embargo, aunque la inversión inicial de una caldera de condensación es mayor, la amortización se genera en poco tiempo debido a su alta eficiencia y rendimiento.

¿Qué rendimientos presenta una caldera de condensación?

El rendimiento de las caldera de condensación supera el 100% sobre el PCI (Poder Calorífico Interior), es decir, la cantidad de calor que se puede producir a partir de un combustible, llegando a alcanzar el 105-110% de rendimiento frente a las convencionales con valores entre 70-80%.

Esto se debe a que aprovechan el calor de condensación para calentar el agua de retorno de la caldera. Utilizan el poder calorífico superior sin poner en peligro la caldera. El resultado final es el de rendimientos superiores hasta incluso en un 30% más que el rendimiento máximo obtenido por una caldera convencional.

Principios básicos de la condensación

Se denomina condensación al proceso físico que consiste en el paso de una sustancia en forma gaseosa a forma líquida. 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.

La técnica de condensación fuerza que los gases de combustión condensen y, de esta forma, se aproveche la energía latente en el vapor de agua para convertirla así en calor sensible.

Además se reducen considerablemente las pérdidas por humos a través del sistema de salida de gases procedentes de la combustión.

Durante la combustión, los componentes combustibles del gas natural o gasóleo (carbono e hidrógeno) reaccionan con el oxígeno del aire, formando dióxido de carbono (CO2), vapor de agua H2O y calor:

CH4 +2O2 -> 2 H2O + CO2 + calor

El calor latente contenido en los humos, es liberado en la condensación del vapor de agua generado durante la combustión y transferido al agua de la caldera.

El proceso de condensación suele tener lugar cuando un gas es enfriado hasta su ponto de rocío. Sin embargo, este punto también puede ser alcanzado variando la presión.

Condensados

Una de las características propias de las calderas de condensación es la necesidad de evacuar los condensados producidos lo que implica disponer los medios para llevarlos al desagüe y poder neutralizarlos si fuera necesario.

Cuanto mayor sea la cantidad de agua condensada mayor será la efectividad de la caldera de condensación.

En instalaciones de potencia superior a 70 kW es conveniente tratar los condensados mediante productos básicos para neutralizar su acidez antes de su evacuación al desagüe.

Características de las calderas de condensación

En la Guía Básica sobre calderas de condensación editada por la Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid (FENERCOM) se definen las principales características de las caderas de condensación:

• Aprovechan el calor latente de los humos (condensación).
• Requieren una evacuación de los condensados producidos mediante sifón y tubería de PVC.
• El intercambiador es de gran superficie y resistente a corrosión, normalmente del tipo espiral de acero inoxidable o también de fundición en aluminio.
• El rendimiento energético teórico puede llegar a ser el 110% respecto del poder calorífico inferior (PCI).
• Frente a las calderas tradicionales o de baja temperatura, su rendimiento aumenta a carga parcial.
• Disponen de un quemador cilíndrico de premezcla que trabaja a temperatura inferior que la de un quemador convencional.
• Sus emisiones de dióxido de nitrógeno (NOx) son muy bajas, pudiendo alcanzar 20-30 mg/kWh.

¿Qué ventajas tiene instalar una caldera de condensación?

Ahorras más de un 25% en tu factura de gas

Una caldera de condensación proporciona un ahorro de alrededor de un 25% den la factura del gas. Su capacidad de aprovechar gran parte del calor que se pierde en forma de vapor de agua en el humo de la combustión genera un rendimiento extra que permite consumir entre un 15 y un 30% menos de gas según el tipo y uso de instalación.

Necesita menos combustible, por lo que ahorra energía

La caldera de condensación adapta su potencia de funcionamiento a las necesidades de la instalación, evitando arranques y paros continuos. Esto hace que necesiten menos combustible y, por lo tanto, que ahorren energía.

Mayor rendimiento porque aprovecha el calor del vapor del agua

Gracias a la técnica de condensación que aprovecha el calor del vapor generado en la combustión, estas calderas son más eficientes y consiguen una eficiencia energética estacional del 93,5% frente al 81% de una caldera tradicional.

Más respetuosa con el medio ambiente al emitir menos gases

Como las calderas de condensación utilizan menos combustible, emiten menos gases CO₂ y NO_x, y por lo tanto, contaminan menos. Por eso cumplen la normativa europea ErP, que exige la comercialización de calderas energéticamente eficientes, como son las de condensación.

Instalación subvencionada en muchas Comunidades Autónomas

Con el objetivo de incentivar la implantación masiva de estas calderas y reducir así la factura energética y las emisiones de gases, muchas Comunidades han puesto en marcha un Plan Renove de calderas de condensación que ofrece a los ciudadanos ayudas de diferentes cuantías.

¿Cuánto se ahorra con una caldera de condensación?

El ahorro de las calderas de condensación puede llegar a ser de hasta el 30% del consumo medio por usuario en nuestro país, según datos de los principales fabricantes. Como ya hemos mencionado anteriormente, la inversión inicial de una caldera de condensación puede parecer elevada, e incluso innecesario comparando con otro tipo de calderas en el mercado. Sin embargo, gracias a su alto rendimiento y la eficiencia del gas natural en los sistemas de calefacción, definimos un producto altamente recomendable para todas las viviendas y rápidamente amortizable.

Estas calderas son aparatos más eficientes que otros debido a su proceso, donde tratan de optimizar al máximo todos los recursos que se utilizan en la producción de calor. Gracias a aprovecharse de la energía que produce el calor latente de la condensación del vapor de agua de los humos (el cual se expulsaría al exterior en otros sistemas) se aprovecha el calor al máximo, necesitando consumir menos combustible para producir la misma cantidad de energía calorífica. Todo ello provoca un menor consumo de energía, y su consecuente ahorro en la factura gracias a la caldera de condensación.

¿Cuánto cuesta una caldera de condensación?

El precio de una caldera de condensación depende de varios factores, entre los que se encuentra la certificación energética, si el condensador es de cerámica, los litros de capacidad del mismo, etc. Las calderas de condensación para uso doméstico pueden varían entre 900 – 2.500€. Por otro lado, también existen otras calderas de condensación más grandes con una potencia superior que pueden suministrar calefacción y ACS a todo un edificio, a un precio obviamente más elevado que las domésticas.

Por otro lado, las calderas de condensación necesita de profesionales para una correcta instalación, ya que además son aparatos con un peso superior a los 20kg. El precio de esta instalación puede rondar los 400€, aunque la variación de esta cifra dependerá de la empresa que se contrate, por lo que recomendamos mirar presupuestos en varias de éstas, para asegurarte el mejor precio.

Normativa calderas de condensación

La entrada en vigor en el año 2015 de las Directivas de Ecodiseño para los productos relacionados con la energía ( conocida como Directiva ErP, de las siglas en inglés “Energy related Products”) y Etiquetado Energético (ELD, de las siglas “Energy Labelling Directive”), de aplicación obligatoria en todos los países miembros de la Unión Europea supuso un cambio significativo en el diseño de los productos relacionados con la energía (definiendo los niveles de eficiencia, emisiones de NOx, ruido y aislamiento).

En relación a las calderas para combustibles líquidos y gaseosos, estas Directivas han obligado a que en el mercado prácticamente solo existan calderas de condensación, ya que son las únicas que pueden alcanzar los exigentes requisitos de rendimiento que marcan los nuevos Reglamentos (sobre todo para el caso de las calderas de gas natural o propano).

La normativa ErP 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. Por lo tanto, las nuevas calderas <400 kW que se comercializan desde el 26 de Septiembre de 2015, son calderas de condensación.

Además de las Directivas indicadas (que marcan a los fabricantes los requisitos mínimos a cumplir para poder lanzar al mercado estos productos dentro de la Unión Europea), no hay que olvidar los Reglamentos de Instalación correspondientes a cada país.

En el caso de España, en el Reglamento de Instalaciones Técnicas en los Edificios (R.I.T.E.) en su IT 1.2.4.1.2.1. se indican unos requisitos mínimos de rendimiento, sobre todo para el valor a carga parcial, que obligan a la instalación de calderas de condensación (para el caso de instalaciones nuevas que incluyan en su prescripción calderas de gas. ). Esta norma establece las condiciones que deben cumplir las instalaciones destinadas a atender la demanda de bienestar térmico e higiene a través de las instalaciones de calefacción, climatización y agua caliente sanitaria, para conseguir un uso racional de la energía.

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