Combustione del gas naturale
Il gas naturale è una miscela di gas formata prevalentemente da metano (CH4) e da altri gas quali etano, propano, butano etc. La quantità percentuale dei componenti presenti nel gas naturale varia da giacimento a giacimento, in ogni caso il metano risulta avere percentuali molto elevate ed in alcune miscele raggiunge il 99%.
  • La combustione del gas metano in un gruppo termico genera calore. Questo calore è composto da due poteri calorifici: quello superiore e quello inferiore.
  • Il potere calorifico inferiore e quello superiore di un combustibile rappresentano la quantità di energia che si può ricavare dalla sua combustione: quello superiore comprende anche il calore latente di vaporizzazione (calore contenuto nel vapore acqueo).
  • Per dare una misura a questo effetto vediamo che cosa sono il Potere Calorifico Superiore (P.C.S.) ed il Potere Calorifico Inferiore (P.C.I.).
  • Il Potere Calorifico Inferiore (P.C.I.) è la quantità di calore liberata durante la combustione completa di un combustibile, senza considerare il calore di evaporazione del vapore acqueo.
  • Il Potere Calorifico Superiore (P.C.S.) é la quantità di calore liberata durante la combustione completa di un combustibile, incluso il calore di evaporazione contenuto nel vapore acqueo presente come prodotto della reazione chimica, rappresentata nella figura.

In teoria condensando tutto il vapore contenuto nei fumi, si ottiene un incremento del rendimento pari all’11% rispetto a quello massimo riferito al potere calorifico inferiore del combustibile.
Con le caldaie tradizionali, anche ad alto rendimento, si considera esclusivamente il P.C.I. in quanto per il loro sistema costruttivo non possono che sfruttare una sola parte del calore teorico. Con le caldaie tradizionali, arrivare alla condensazione dei gas di combustione potrebbe provocare danni da corrosione delle superfici di scambio termico interne.
Per poter confrontare la tecnica di combustione convenzionale con quella della condensazione, e quindi i relativi gradi di rendimento utile, si fa riferimento ancora oggi al P.C.I. In linea di massima, tanto più è elevata la differenza tra il potere calorifico inferiore e il potere calorifico superiore, tanto maggiore è la possibilità di applicare efficacemente la tecnica della condensazione. Ad esempio, per il gasolio questa differenza è pari al 6%, mentre per il gas metano il P.C.S. si trova circa l’11% sopra al P.C.I. Inoltre, la temperatura di condensazione del metano risulta di 10 Kw superiore a quella del gasolio. Ne consegue un maggior sfruttamento dell’energia tratta dal metano rispetto al gasolio.

La curva di saturazione di un gas dal vapore acqueo definisce la temperatura di rugiada al di sotto della quale si produce la condensazione.
Il raffreddamento si effettua sulla linea orizzontale fino ad incontrare la curva che definisce la temperatura di rugiada. Quando il punto di saturazione (temperatura di rugiada) è raggiunto, il raffreddamento provoca l’inizio della condensazione del vapore acqueo e il punto rappresentativo si trova sulla curva di saturazione. Più si raffredda più si condensa, liberando il calore latente corrispondente.
Nel caso dei prodotti della combustione del gas naturale, il fenomeno è identico e il calore latente di condensazione dell’acqua rappresenta l’11% del potere calorifico inferiore del gas. In altri termini, quando la combustione del gas fornisce 100 kWh di calore sensibile, essa fornisce ugualmente 11 kWh di calore latente.
La temperatura di rugiada è di circa 54°C con un 20% di eccesso d’aria.

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Nello schema riportato, vediamo come in una caldaia tradizionale il calore latente (11%) venga perso direttamente nei fumi, che vengono espulsi a temperature superiori a 150°C.
L’alta temperatura dei fumi di scarico fa sì che anche le perdite al camino siano elevate (circa 10%), così come le perdite all’involucro (circa 5%).
curriculum Ne conseguirà che di tutto il calore generato dalla combustione solo l’85% andrà all’impianto.

In una caldaia a condensazione il rendimento è variabile secondo la temperatura dell’acqua che rientra in caldaia.
Quando la temperatura di ritorno fa sì che i fumi scendano sotto la temperatura di rugiada del metano, il rendimento oltrepasserà il 100% sul P.C.I. e aumenterà esponenzialmente per ogni grado al di sotto della temperatura di rugiada.
Nello schema qui illustrato si può notare come la bassa temperatura dei fumi consenta meno perdite al camino (nell’ordine del 2%) e minori perdite all’involucro (nell’ordine del 2%), ottenendo già così un rendimento sul P.C.I. del 96%.
Al 96% andrà ad aggiungersi un ulteriore 8% dato dal recupero del calore latente contenuto nei fumi, portando così il rendimento al 104% sul potere calorifico inferiore.
Il concetto fondamentale che nasce da questo schema è che tanto più si può spingere la temperatura fumi al di sotto del punto di rugiada, tanto più aumenta il rendimento.

Basta che sia una caldaia a condensazione... o deve essere la giusta caldaia a condensazione?
Oggi si parla molto di condensazione come di una sicura soluzione per risparmiare molto e per inquinare poco. E’ sempre vero?
No, in alcuni casi installare una caldaia a condensazione rappresenta solo una spesa maggiore per l’utente, che non potrà mai ripagarsi la maggior spesa con il risparmio che si aspettava.
Solo la scelta del giusto gruppo termico per ogni tipologia impiantistica potrà dare all’utente il risparmio atteso. Gruppo Imar ha sempre tenuto conto di questo fattore nel progettare i propri prodotti, e anche nella gamma a condensazione ha sviluppato una serie di prodotti che possano dare il massimo dei risultati, specialmente nell’applicazione alla realtà impiantistica italiana. Questa filosofia ha permesso di sviluppare una gamma di gruppi termici a condensazione in grado di trarre il massimo dei vantaggi in ogni tipo di impianto.

A chi proporre i gruppi termici a condensazione Gruppo Imar
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In realtà dobbiamo partire dal presupposto che quello che proponiamo non è un semplice prodotto, ma soprattutto un investimento. Se analizziamo i costi complessivi nella vita di una caldaia, vedremo che il costo iniziale rappresenta la minima parte della somma spesa. Proponendo il giusto gruppo termico per il giusto impianto possiamo offrire al nostro cliente comfort derivante dalla più avanzata tecnologia ad un prezzo che si rivelerà il più economico.
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