Una caldaia a recupero di calore utilizza il calore formato come sottoprodotto di un altro processo, calore che normalmente verrebbe sprecato, e lo utilizza per creare vapore. Il vapore può essere utilizzato per azionare turbine che producono elettricità. In alternativa, la caldaia può essere semplicemente utilizzata per riscaldare acqua o altri tipi di fluido. Poiché ricicla parte dell’energia utilizzata, una caldaia per il calore di scarto o una caldaia per il recupero del calore di scarto può ridurre il consumo di combustibili fossili e i costi di gestione finanziaria di un sistema. Ciò significa anche che vengono rilasciati nell’atmosfera meno gas serra.
Il design della caldaia per il calore di scarto comprende due tipi principali: caldaie a tubi di fumo o caldaie a fascio tubiero e caldaie a tubi d’acqua. Nelle caldaie a tubi di fumo, un involucro in acciaio racchiude uno spazio pieno d’acqua con tubi metallici all’interno. I gas caldi prodotti da un processo di combustione, ad esempio all’interno di un forno, passano avanti e indietro attraverso i tubi trasferendo calore all’acqua circostante.
Le caldaie a recupero di calore a tubi di fumo hanno il vantaggio di essere relativamente semplici da costruire, installare e mantenere. L’energia termica immagazzinata nell’acqua può essere utilizzata per rispondere a una domanda extra a breve termine, anche se se si utilizza tutto il calore si ha lo svantaggio che ci vorrà molto tempo per reintegrarsi. Un’altra limitazione di questo tipo di apparecchiatura è che non può funzionare alle pressioni più elevate di una caldaia a tubi d’acqua.
Una caldaia a recupero di calore del design a tubi d’acqua è in grado di far fronte a pressioni di vapore molto più elevate rispetto a una caldaia a tubi di fumo, ma è più difficile da costruire e installare. All’interno di questo tipo di caldaia, ci sono tubi più stretti che all’interno di una caldaia a tubi di fumo e i tubi contengono acqua invece di gas caldi. In un’inversione del sistema all’interno di una caldaia a tubi di fumo, il calore di scarto, sotto forma di gas caldi o fiamme di fornace, circonda i tubi pieni d’acqua. I materiali isolanti vengono utilizzati per proteggere i tubi della caldaia dai danni provocati dalla fiamma. Oltre a tollerare pressioni elevate, una caldaia per il calore di scarto a tubi d’acqua può rispondere rapidamente ai cambiamenti nell’apporto di calore.
Le caldaie per il calore di scarto possono essere utilizzate in quelli che sono noti come impianti di cogenerazione o cogenerazione. Si tratta di centrali elettriche in cui viene utilizzato il calore che viene normalmente creato come sottoprodotto della generazione di elettricità, migliorando l’efficienza da circa il 40 percento a circa il 70 percento. La massima efficienza si ottiene quando il calore viene utilizzato all’interno o nelle immediate vicinanze del sito dell’impianto.