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 aprovecha 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 de hidrógeno), reaccionan con el oxígeno del aire, formando dióxido de carbono (CO2), vapor de agua (H2O) y 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 punto de rocío. Sin embargo, este punto también puede ser alcanzado variando la presión.

Las calderas de condensación aprovechan parte del calor latente en el vapor de agua de los humos producidos en el proceso de combustión, provocando la condensación en una zona de la cámara de combustión.

Propiedades y características

• Estándar: Caldera cuya temperatura media de funcionamiento puede limitarse a partir de su diseño.
• Baja temperatura: Caldera que puede funcionar continuamente con una temperatura de agua de alimentación de 35 a 40ºC y que en determinadas circunstancias puede producir condensación.
• Condensación: Caldera diseñada para poder condensar de forma permanente una parte importante de los vapores de agua contenidos en los gases de combustión.

Las principales características de las calderas de condensación son:

• Aprovechan el calor latente de los humos (condensación).
• Requieren una extracción de la corriente de condensados 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 de aluminio.

El rendimiento energético teórico puede llegar a ser el 109% respecto al 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 NOx son muy bajas, pudiendo alcanzar 20-30 mg/kWh.

Funcionamiento

Para reducir pérdidas, es muy importante que la caldera trabaje con un exceso de aire lo más ajustado posible (reducción de las pérdidas por humos) y con un amplio nivel de modulación (reducción de las pérdidas por disposición).

Un exceso de aire habitual en calderas de condensación de gas natural es de 1,3 mientras que el nivel de modulación suele ser de 1:4 (relación máxima potencia : potencia mínima).
El control del aire de combustión y la modulación de la potencia se consigue con la utilización de ventiladores de velocidad variable.

La transmisión de calor comienza en la cámara de combustión por radiación en las paredes y a través de las mismas mediante conducción. También existe un mecanismo de convección desde las paredes de la cámara al agua.

Los productos de combustión, una vez que salen de la cámara de combustión, van cediendo calor al agua de la caldera. Los humos, según avanzan, bajan su temperatura hasta alcanzar la temperatura de rocío y comenzar el proceso de condensación, cuyos productos deben poder circular y evacuarse.

Finalmente, los humos se evacuan en un rango de temperaturas entre 30 y 100ºC, temperaturas bajas que en ocasiones, obligan al ventilador a aportar una presión para superar el conducto de humos, ya que el tiro disponible puede ser insuficiente.

También hay que contemplar que, dada la baja temperatura de humos, la condensación puede continuar durante su evacuación, por lo que los conductos deben estar fabricados con materiales adecuados para resistir la acción de los condensados.

Ventajas

• Alto rendimiento próximo al 110%.
• Pueden producir ahorros superiores al 25% con respecto a una caldera convencional.
• Son estancas y modulantes en el comburente (aire) y el combustible (gas, gasóleo).
• Mínimas emisiones contaminantes.
• Mantenimiento sencillo y rápido.

Desventajas

• Inversión superior en comparación con las calderas convencionales.
• Si la instalación se realiza con radiadores es conveniente que estos tengan mayor superficie de intercambio que con las calderas convencionales.