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Caldaie

    Caldaie/2015_17_12_Caldaia_condensazione.jpgLa caldaia  è quell’apparecchio che viene utilizzato negli impianti di riscaldamento al fine di produrre calore mediante un processo di trasformazione dell’energia derivante dai combustibili. Il calore che viene generato per riscaldare il cosiddetto fluido termovettore che nella maggioranza dei casi è o acqua o aria, viene messo in circolazione nel sistema di distribuzione dell’impianto di riscaldamento, per riscaldare gli ambienti oppure per la produzione di acqua calda sanitaria.

    I principi di funzionamento della caldaia

    Caldaie/2015_17_12_caldaia_gas_funzionamento.jpg

    Il sistema di funzionamento segue uno schema che si può così sintetizzare: dapprima il combustibile viene immesso all’interno della camera di combustionecamera di combustione
    È lo spazio all’interno di una caldaia o di un motore a combustione interna in cui ha luogo la combustione del combustibile. Qui, infatti, il combustibile alimentato si combina con aria comburente rilasciando un’enorme quantità di calore. In questo parte dell’impianto si sviluppano temperature e pressioni molto elevate.
    , in cui avviene il processo di trasformazione in calore che, con un adeguato sistema di accoppiamento (scambiatore termico), viene trasmesso al fluido termovettore aumentandone la temperatura; il fluido caldo viene quindi adeguatamente canalizzato in un apposito circuito di distribuzionedistribuzione
    Attività di trasporto (di elettricità o di gas) agli utilizzatori finali attraverso le reti di distribuzione.
    .

    Il funzionamento di ogni tipologia di caldaia dipende direttamente dal tipo di combustibile utilizzato: si può distinguere in linea generale tra combustibili di tipo solido (biomassa), come legna e pellets, e combustibili di tipo liquido, come gasoliogasolio
    Prodotto derivante dalla distillazione del petrolio greggio. Viene utilizzato soprattutto per alimentare motori Diesel oppure negli impianti di riscaldamento civile. Nei motori Diesel, detti anche ad accensione spontanea, il gasolio viene iniettato nel cilindro dove trova aria molto compressa (anche 40 volte la pressione ambiante). Per poter essere impiegato nei motori il gasolio deve avere determinate caratteristiche, per esempio una buona capacità di accensione (soprattutto alla basse temperature) e un opportuno potere lubrificante.
    o gas liquefatti. In entrambi i casi, il processo di produzione del calore avviene per:

    Esistono due differenti classi di caldaie, che si differenziano tra loro per il processo di prelievo dell’aria necessaria per la combustione del gas.

     

    Caldaia a camera aperta: Queste caldaie prelevano l’aria necessaria per generare la combustione mediante un piccolo spazio frontale. I fumi della combustione vengono scaricati con tiraggio naturale attraverso una canna fumaria posta in posizione verticale, la quale canalizza i fumi in un camino adibito sul tetto che li disperde nell’ambiente. Per legge nei nuovi impianti di riscaldamento, queste caldaie devono essere installate o all’esterno dell’abitazione oppure in locali aerati, dotati di un sistema di apertura dell’abitazione con l’esterno, al fine di permettere la ventilazione del locale in modo tale che venga ristabilito il corretto livello di ossigeno e che l’aria “viziata” venga eliminata. Le caldaie a camera aperta possono inoltre essere installate solamente in sostituzione di caldaie stesso tipo; è obbligatorio prevedere.

    Caldaia a camera stagna: La fiamma, in queste caldaie, è isolata dall’ambiente circostante e l’aria viene prelevata dall’esterno mediante due tubi che rispettivamente servono per condurre l’aria inquinata all’esterno e quella “pulita” all’interno. Il tiraggio avviene mediante un ventilatore collocato nel circuito in cui avviene la combustione. Possono essere installate in qualsiasi locale, al contrario delle caldaie a camera aperta per la quali era vietata l’installazione in locali non aerati, dato che il prelievo e l’espulsione dell’aria avvengono mediante un diretto collegamento con l’aria esterna all’ abitazione.

    Caldaie/2015_17_12_Camera_aperta_camera_stagna.jpg

     

    Le tipologie di caldaie

    Le variabili da considerare, nel momento in cui si sceglie quale tipologia di caldaia acquistare e installare, sono differenti.

    Innanzitutto occorre definire la superficie da riscaldare, qual è l’utilizzo dell’edificio e in quale zona climatica si trova, se è richiesta la produzione di acqua calda sanitaria e se si tratta di edifici nuovi o di ristrutturazioni.

    La scelta di una caldaia andrebbe approcciata come un investimento; è quindi importante che il consumatore si faccia consigliare da un buon professionista e richieda più di un preventivo per valutare soluzioni impiantistiche diverse.

    Ciò detto, le tipologie di caldaia presenti sul mercato si differenziano in base al combustibile utilizzato. Il gas naturalegas naturale
    Idrocarburo che ha un’origine simile al petrolio, che si forma a partire dalla decomposizione anaerobica (cioè in assenza di ossigeno (O2) di microorganismi, attraverso processi biologici avvenuti nel corso delle ere geologiche. La composizione del gas naturale varia notevolmente a seconda del sito di formazione, ma in genere presenta un’alta percentuale di metano (dal 70 al 95 %), anidride carbonica (CO2), azoto (N2) e idrogeno solforato (H2S).
    (comunemente noto nel settore residenziale come “metanometano
    Idrocarburo che rappresenta il costituente principale del gas naturale.
    ”), alimenta oltre il 70% degli impianti per il riscaldamento degli ambienti e dell’acqua, ed è di gran lunga il combustibile più utilizzato in ambito domestico.

    Seguono le biomasse, usate soprattutto per le stufe, e l’energia elettrica, che alimenta soprattutto gli scaldabagni, mentre GPLGPL
    Miscela di idrocarburi gassosi, principalmente butano e propano derivanti dalla raffinazione di petrolio e gas naturale. Il GPL si presenta in forma gassosa a temperatura e pressione ambiente, mentre si presenta in forma liquida a temperatura ambiente se sottoposto a lievi pressioni. Questo è il motivo per cui il trasporto e lo stoccaggio del GPL sono agevoli, sia in forma gassosa attraverso reti urbane, sia in bombole o su carri cisterna. È caratterizzato da una grande versatilità d’uso, ma è normalmente più costoso del metano. È utilizzato per scopi di riscaldamento laddove non esiste una rete di metano capillare ed anche per scopi di autotrazione.
    e gasolio assumono un ruolo complessivamente marginale
    per entrambi gli utilizzi.

    Caldaie a gas

    Sia per quanto concerne il riscaldamento degli ambienti sia per l’erogazione dell’acqua calda sanitaria, le caldaie a gas sono la tipologia di caldaia più economica presente sul mercato (prezzo medio 450-550 €, dimensioni medie 80x40x50).

    L’economicità della caldaia a gas è dovuta alla distribuzione capillare del gas metano sul territorio nazionale, senza quindi alcuna necessità di stoccaggiostoccaggio
    Attività di raccolta e deposito di una determinata risorsa.
    del combustibile in loco.

    Tralasciando la quota marginale per la cottura dei cibi, l’uso residenziale del gas è totalmente rivolto al riscaldamento e produzione di acqua calda ed il suo consumo medio famigliare varia ovviamente non solo dalla superficie dell’appartamento ma anche dalle condizioni climatiche delle zone: dai 400 mc/anno in Sicilia ai 1.000 mc/anno nel nord Italia per un appartamento di 100 mq.
    L’impatto economico del riscaldamento a gas è quindi commisurabile a costi medi come riportati da Arera (Autorità di Regolazione per Energia Reti e Ambiente) per il primo trimestre 2019:

    Fonte: ARERA

     

    Caldaie a condensazione

    In Italia a partire dal 26 settembre 2015, è in vigore l’obbligo di legge di non immettere più sul mercato caldaie che non siano a condensazione, rispettando quanto stabilito dalla direttiva Europea 2005/32/CE, denominata “Eco-Design“, che vuole giungere all’obiettivo di far adottare presso i paesi dell’UE tecnologie che utilizzino energie rinnovabili e che concorrano a migliorare il rendimento energetico di tutti i sistemi di riscaldamento esistenti.

    Questa tipologia di caldaia è caratterizzata da alti rendimenti termodinamici che possono raggiungere valori pari, o superiori, al 100% del potere calorifico inferiore del combustibile utilizzato. Questo processo è possibile grazie al recupero del calore latente di condensazione del vapore acqueo che si è formato nei fumi della combustione. Queste caldaie presentano anche la caratteristica di ridurre le emissioni di ossidi di azoto, dei NOx e CO (monossido di carbonio), generando un minor impatto sull’ambiente rispetto ai modelli tradizionali che comunque non sono più in commercio.

    Le caldaie a condensazione sfruttano l’energia proveniente dai fumi di scarico catturandoli, quando ancora si trovano ad alte temperature, facendoli quindi condensare recuperandone l’energia. Il processo di condensazione consente allo scambiatore di calore della caldaia l’assorbimento del calore latente nei gas di scarico, utilizzandolo per preriscaldare l’acqua fredda che ritorna dal circuito di riscaldamento. Questa tecnologia consente un minore utilizzo di combustibile per ottenere l’adeguata temperatura dell’acqua nel circuito di riscaldamento.

    Per generare la condensazione del vapore dei fumi queste caldaie sfruttano la temperatura dell’acqua di ritorno dall’impianto termico (che si trova a temperature più fredde dell’acqua inserita nel circuito). I fumi vengono veicolati attraverso uno scambiatore/condensatore che ha la funzione di sottrarre il calore latente del vapore acqueo. In questo modo la temperatura dei fumi raffreddati in uscita ha la stessa temperatura dell’acqua di mandata.

    Schema di funzionamento della caldaia a condensazione.

     

    Il costo d’acquisto di una caldaia a condensazione richiede investimenti abbastanza impegnativi. Un modello base da 20 kW ha un costo medio di mercato pari a 1.000 euro, mentre un modello da 30 kW comporta l’esborso di circa 1.500 euro.

    A dispetto dell’esborso iniziale, il vantaggio economico di queste caldaie si registra nel lungo periodo. Il riscaldamento domestico con le caldaie a condensazione determina un risparmio annuo in bolletta che può arrivare fino a circa il 30% rispetto alle caldaie tradizionali. Solitamente si considerano sufficienti sette anni come periodo per ammortizzare l’investimento iniziale. La vita media di queste caldaie è di circa 15-20 anni per cui i margini di risparmio sono evidenti.

    Per avere tutte le informazioni sugli incentivi disponibili per questa tipologia di caldaia ti consigliamo di consultare la Guida agli incentivi per le caldaie a condensazione dove troverai tutte le informazioni necessarie.

    Caldaie elettriche

    Le caldaie elettriche costituiscono un’ottima soluzione per chi necessita soddisfacenti rendimenti di riscaldamento e di produzione di acqua calda sanitaria, minimizzando il più possibile i tempi di installazione e di messa in opera delle tubazioni.

    Il funzionamento e le dimensioni di questa tipologia di caldaia è praticamente lo stesso di quelle a condensazione, con la principale ed intuitiva differenza che in questo caso il combustibile utilizzato è l’elettricità.

    Il loro costo varia sensibilmente in un range di prezzo che va da 600 a 3.000€ in base alle dotazioni dell’impianto (panel di controllo più o meno avanzato) per un uso unifamiliare. Ovviamente la variabile fondamentale che determina il prezzo dipende dalla potenza che necessitiamo per scaldare la nostra abitazione.

    Assumendo di vivere in un monolocale da 50 mq, necessiteremo di una caldaia elettrica con una potenza pari a 5 Kw/h; il costo per questo tipo di apparecchio rientra tra i 400 ed i 700 euro, prezzo molto più conveniente ad esempio di una caldaia a gas della stessa potenza che costa circa 1.000 euro a cui vanno aggiunti anche i costi d’installazione, molto più alti rispetto a quelli per una caldaia elettrica.

    L’impianto può essere gestito attraverso un sistema di controllo elettronico ed il suo funzionamento è particolarmente silenzioso. Il rendimento termico di una caldaia elettrica è elevatissimo, vicino al 99% nei modelli più all’avanguardia.

    La caldaia elettrica è inoltre molto poco onerosa in termini di costi di gestione e manutenzione dal momento che non produce né cenericeneri
    Materiale di natura inorganica che rappresenta il residuo della combustione del carbone.
    né polveri ed è sostenibile dal punto di vista ambientale in quanto non emette sostanze inquinanti.

    Caldaie a biomassa

    Avendo chiaro cos’è la biomassa, i biocombustibili maggiormente utilizzati per le caldaie sono la legna, il pellet ed il cippato. A seconda del modello e del costruttore si possono però bruciare anche altri combustibili, tra i più comuni mais e noccioli di sansa. Le caldaie che possono bruciare indifferentemente diversi tipi di biomassa sono dette caldaie onnivore o policombustibili.

    Caldaie/2015_17_12_caldaia_pellet_funzionamento.jpg
    Funzionamento caldaia a pellet

    Le caldaie a biomassa hanno una caratteristica distintiva rispetto alle altre tipologie, ovvero un sistema di sicurezza per l’automazione e per modulare la fiamma; quest’ultima viene comandata mediante un sistema di controllo elettronico. In base al biocombustibile utilizzato (legna, pellet, cippato etc.) ci sono alcuni elementi che possono variare come ad esempio: materiale di costruzione (ad esempio ghisa per la legna, acciaio per il pellet), tipologia costruttiva (a fiamma inversa o rovesciata tipica delle caldaie a legna), spazio per lo stoccaggio del combustibile, costo del biocombustibile.

     

    Il prezzo medio di questa tipologia di caldaie è molto variabile e va da un minimo di circa 2.000€ ad un massimo di circa 3.500€ in base a dimensioni (anch’esse molto variabili) e potenzapotenza
    Grandezza data dal rapporto tra il lavoro (sviluppato o assorbito) e il tempo impiegato a compierlo. Indica la rapidità con cui una forza compie lavoro. Nel Sistema Internazionale si misura in watt (W).
    , per un uso unifamiliare.

    Nel caso in cui si volesse acquistare una caldaia a biomassa sul mercato sono presenti modelli che variano in base alla potenza:

    • 15-20 KW
    • 25-30 KW
    • ≥ 35 KW – max 50 KW
    • > 50 KW (per uso non residenziale)

    Per acquistare una caldaia a biomassa sono disponibili alcuni incentivi per i quali invitiamo a consultare la scheda apposita: Incentivi caldaie a biomassa.

     

    Caldaia integrata a pannelli solari

    Questa tipologia si riferisce alle caldaie che vengono installate in maniera integrata a un impianto a pannelli solari, i quali non sono sempre sufficienti per soddisfare il fabbisogno completo (sia di acqua calda sanitaria che di riscaldamento) di un’intera abitazione, dipendendo anche dalle condizioni climatiche del momento. Le caldaie più adatte a questo tipo di utilizzo sono quelle tradizionali a gas o le pompe di calore.

    Un sistema di termoregolazione gestisce mediante un panel elettronico il funzionamento combinato della caldaia e dei pannelli solari; infatti a seconda delle condizioni climatiche il termoregolatore fa entrare in funzione in maniera combinata o singola un impianto o l’altro.

    Per quanto riguarda la variabile prezzo i parametri da prendere in considerazione sono molteplici e variano in funzione dello specifico fabbisogno energetico che si occorre soddisfare.

    Per avere informazioni più approfondite in merito vi invitamo a consultare l’area apposita dedicata al Solare Termico.

     

    Scadenze per la manutenzione ordinaria della caldaia

    La manutenzione ordinaria della caldaia consiste principalmente nella:

    • Pulizia del bruciatore,
    • Pulizia dello scambiatore di regolazione,
    • Verifica del corretto ed efficiente scarico dei fumi.

    La manutenzione ordinaria deve essere effettuata conformemente alle prescrizioni e con le periodicità contenute nelle istruzioni tecniche per l’uso e la manutenzione rilasciate dall’impresa installatrice dell’impianto.

    Se l’impresa non ha fornito proprie istruzioni, o non siano più reperibili, vanno seguite le periodicità contenute nelle istruzioni tecniche relative allo specifico modello elaborate dal fabbricante degli apparecchi. La periodicità degli interventi atti di manutenzione della caldaia viene comunque stabilita in base al tipo di caldaia di cui si dispone ed alla sua potenza.

    Ciò detto è comunque consigliato effettuare la manutenzione a cadenza fissa (al massimo ogni 2-3 anni), in quanto non è semplice accorgersi di anomalie o di segni di usura che potrebbero direttamente influire sulle variabili relative all’inquinamento dell’aria, sulle bollette e sul risparmio energeticorisparmio energetico
    Con questo termine si intendono tutte le iniziative intraprese per ridurre i consumi di energia, sia in termini di energia primaria sia in termini di energia elettrica, adottando stili di vita e modelli di consumo improntati ad un utilizzo più responsabile delle risorse.
    .

     

    L’efficienza energetica della caldaia: le periodicità del controlloo dei fumi

    Il controllo più soggetto a normativa è il controllo dei fumi della caldaia, che consiste nell’analisi della combustione per verificarne il rendimento, la concentrazione di ossido di carbonio (CO) e l’indice di fumosità.

    Caldaie/2015_17_12_zone_climatiche.pngIl Decreto del Presidente della Repubblica 74/2013 ha apportato alcuni ritocchi alla periodicità con il quale realizzare il controllo dei fumi sugli impianti termici da riscaldamento, nonché ai periodi e alla durata di funzionamento durante l’inverno, in base alla relativa zona in cui sono ubicati:

    Zona A: dal 1° Dicembre al 15 Marzo (ore 6 giornaliere)

    Zona B: dal 1° Dicembre al 31 Marzo (ore 8)

    Zona C: dal 15 Novembre al 31 Marzo (ore 10)

    Zona D: dal 1° Novembre al 15 Aprile (ore 12)

    Zona E: dal 15 Ottobre al 15 Aprile (ore 14)

    Zona F: Nessun limite

    Per ulteriori informazioni in merito è consigliabile la consultazione del documento “La climatizzazione degli ambienti” dell’ENEA.

     

    L’efficienza delle caldaie va controllata con periodicità diverse a seconda della tecnologia e della potenza:

    • Ogni 4 anni se alimentati a gas, GPL o metano se di potenza tra i 10 e i 100 kW. La cadenza scende a 2 anni se la potenza è pari o superiore ai 100 kW.
    • Nel caso delle pompe di calore: ogni 4 anni se la tecnologia è incentrata sulla compressione del vapore ad azionamento elettrico e ad assorbimento a fiamma diretta con potenza tra i 12 e 100 kW, ogni 2 anni se con potenza pari o superiore ai 100 kW.
    • Ogni 4 anni tutti gli impianti azionati da sistemi di teleriscaldamentoteleriscaldamento
      Sistema che consente di distribuire calore presso le utenze, a partire da una centrale di produzione (per esempio centrale di cogonerazione, termovalorizzatore, ecc…). Il calore viene trasportato sotto forma di acqua calda o vapore all’interno di condotti interrati e può servire per riscaldare gli ambienti oppure per produrre acqua calda sanitaria. Nelle abitazioni servite dal teleriscaldamento la caldaia viene sostituita da uno scambiatore di calore, consentendo una diminuzione delle emissioni e un risparmio di combustibile.
      aventi potenza superiore ai 100 kW.
    Caldaie/2015_17_12_frequenza_controlli_efficienza_energetica.png
    Fonte: Guida “LA CLIMATIZZAZIONE DEGLI AMBIENTI” Enea – MiSe, Novembre 2015

    I controlli periodici di efficienza energetica sono controlli che attestano il grado di efficienza degli impianti fissi, sono obbligatori su impianti di climatizzazione invernale (generatori a fiamma) di potenza utile nominale uguale o maggiore a 10 kW e di climatizzazione estiva/invernale di potenza utile nominale uguale o maggiore a 12 kW.
    rapporti di controllo devono essere compilati in occasione degli interventi di manutenzione (secondo quanto disposto dalle istruzioni tecniche per l’uso e la manutenzione delle macchine) oppure durante interventi di riparazione e manutenzione straordinaria; in ogni caso occorre rispettare la periodicità dei controlli ogni 4 anni per impianti di potenza compresa fra 12 kW e 100kW e ogni 2 anni per impianti oltre i 100 kW di potenza (D.P.R. 74/2013).

    Il libretto unico d’impianto

    Nel DM 10 Febbraio 2014 è stato pubblicato un nuovo modello di libretto di impianto che sostituisce sia il vecchio libretto di impianto riguardante i piccoli impianti monofamiliari (inferiori a 35 kW) che il vecchio libretto di centrale riguardante gli impianti più grandi (superiori a 35 kW).

    Il nuovo libretto è di tipo modulare, si compilano solo le parti relative a ciò che è presente e che fa effettivamente parte dell’impianto termico ed è una sorta di “carta d’identità” dell’impianto stesso. Il responsabile dell’impianto, con l’aiuto del proprio manutentore, deve sostituire il vecchio libretto (che deve comunque essere conservato), con il nuovo, compilando tutte le parti pertinenti.

    La compilazione del libretto dev’essere eseguita da parte del responsabile dell’impianto (proprietario, amministratore, terzo responsabile). Nella fase di compilazione sono richiesti anche dati tecnici dell’impianto.

    La compilazione del libretto è a cura del responsabile dell’impianto. Per responsabile dell’impianto si intende il proprietario o l’amministratore del condominio o un eventuale terzo responsabile designato dal proprietario o dall’amministratore o, nel caso di singole unità immobiliari residenziali, l’occupante a qualsiasi titolo (compresi inquilini o comodatari). In fase di compilazione del libretto sono richiesti anche i dati tecnici dell’impianto.Il responsabile dell’impianto deve farsi carico della conservazione del libretto. Si ricorda che in occasione dell’entrata in vigore del nuovo libretto di impianto anche il vecchio libretto va conservato.

     

    Guida agli incentivi

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