Calderas de Condensación

Los hidrocarburos generalmente utilizados como combustibles (gas natural, GLP, gasóleo) son, como su nombre indica, compuestos de carbono e hidrógeno en diversas proporciones, elementos que, al combinarse con el oxígeno del aire, forman respectivamente dióxido de carbono (CO₂) y agua en estado gaseoso (H₂O). Cada kilogramo de agua, proveniente de los gases de combustión en forma de vapor, tendría capacidad para ceder 2 260 kilojulios (kJ) si se condensase, energía térmica que en calderas convencionales se envía a la atmósfera.

Además, los combustibles, especialmente los líquidos, tienen algunas impurezas, como el azufre que forma óxidos de azufre al combinarse con el oxígeno atmosférico. En las calderas corrientes, estos gases procedentes de la combustión se expulsan a temperaturas superiores a 150 °C, para conseguir tiro térmico y para evitar que el agua se condense y forme ácidos sulfuroso o sulfúrico al combinarse con los óxidos de azufre (SO₂ + H₂O → SO₃H₂ y SO₃ + H₂O → SO₄H₂), lo que corroería sus partes metálicas.^{nota 1}

Sin embargo, el uso de combustibles sin contenido de azufre, como los gases (natural y GLP), permitió idear una caldera, la de condensación, que aprovecha la energía latente en el vapor de agua (los mencionados 2 260 kilojulios por kilogramo). Para conseguirlo debe preparar el agua a una temperatura máxima de 60-70 °C (en vez de 90 °C, como las calderas corrientes) y evacuar los gases a temperaturas inferiores a las de condensación (100 °C a nivel del mar), lo que, por otro lado, reduce el tiro térmico del conducto de gases y hace necesario utilizar un ventilador.

Además, al salir los gases quemados a menor temperatura, también se aprovecha el calor que, en las calderas normales, se usaría para subirlos a esa temperatura.

Por la misma razón, que los combustibles no tienen que contener azufre, los condensados no contienen sustancias corrosivas y se pueden evacuar por el sistema de saneamiento normal.

El rendimiento aparente de estas calderas resulta ser superior al 100% (medido en las condiciones tradicionales, sobre el poder calorífico inferior), frente al 70-90% de las convencionales, lo que puede resultar chocante, pero que es cierto. El poder calorífico inferior se definió como el máximo calor que se podía obtener en una combustión racionalmente, por lo que no se tuvo en cuenta el calor latente de vaporización del agua, ya que era necesario evacuar los gases a temperaturas por encima de 140 ºC, para no poner en peligro la caldera (con combustibles con contenido de azufre), y a esas temperaturas el agua se expulsaba en forma de vapor. Si se mide sobre el poder calorífico superior (que tiene en cuenta el calor latente de vaporización del agua) el rendimiento de estas calderas es, por supuesto, inferior al 100%. Lo que ocurre es que, para poder comparar el rendimiento con el de otras calderas, hay que utilizar la misma norma, y siempre ha sido habitual medir el rendimiento sobre el poder calorífico inferior.

Como consecuencia de la menor temperatura del agua preparada, los emisores finales del calor deben tener mayor superficie de intercambio (radiadores más grandes) o ser de baja temperatura (suelos radiantes o calefacción por aire).

Existen también calderas que, a partir de cierta temperatura requerida por la instalación (ver regulación proporcional) dejan de funcionar en condensación, para funcionar como calderas normales, con un rendimiento, en estos lapsos de tiempo, inferior.