Caldaie per il riscaldamento: qual è la caldaia a vapore migliore?

Ai primi freddi, dobbiamo già tornare in città: il nostro clima non è così freddo per vivere in una casa fredda. Nel frattempo, riscaldare la casa non è un compito così impossibile, soprattutto perché tutto ciò che è necessario per farlo è presente sul mercato in grande varietà.

E avendo una calda casa di campagna si può sempre uscire per un weekend, indipendentemente dalla stagione. Se la casa non è troppo lontana dal lavoro, si può anche vivere lì tutto l’anno.

Il problema della creazione di un sistema di riscaldamento per una singola abitazione non è nuovo. Ma se in passato era riservato a una ristretta categoria di proprietari di case, soprattutto a quelli che vivevano in campagna, oggi, grazie all’adozione quasi universale di case o baite per le vacanze, è diventato un problema universale.

Inoltre, con l’avvento dei turbocombustibili, il cui funzionamento elimina la necessità di una canna fumaria tradizionale, i sistemi di riscaldamento separati sono stati utilizzati anche per un appartamento a sé stante nelle case a più piani, e noi, che conosciamo in prima persona l’inaffidabilità e l’inflessibilità del sistema di riscaldamento centralizzato, non abbiamo bisogno di spiegare i vantaggi dei sistemi autonomi.

E come dimostrano non solo i calcoli degli esperti, ma anche gli esempi concreti di riscaldamento di appartamenti realizzati in alcuni quartieri di Roma e della regione di Roma, l’assenza di costi per il mezzo di riscaldamento in molti chilometri di tubature, oltre ad essere in condizioni così deplorevoli che i guasti si susseguono uno dopo l’altro, dà la possibilità di un’economia di diverse volte. Risparmio energetico, sia come bene pubblico che come conseguenza dei costi di riscaldamento individuali.

Possibilità di un sistema liquido

I sistemi di riscaldamento più comuni, che consentono di riscaldare tutto l’anno grandi aree, sono i sistemi di riscaldamento a liquido con caldaie di riscaldamento. Il principio di funzionamento è semplice: l’energia rilasciata nella caldaia durante la combustione del combustibile o degli elementi riscaldanti viene trasferita al vettore termico attraverso uno scambiatore di calore di solito questo ruolo è svolto dall’acqua che scorre attraverso i tubi fino ai radiatori installati nella stanza .

Questo sistema è il più efficiente e, sebbene la sua installazione sia piuttosto complessa e non economica, il suo funzionamento è semplice ed economico. Per fare un paragone: l’utilizzo di più convettori elettrici per il riscaldamento della casa comporterà un consumo energetico molto più elevato, e non si potrà fare a meno di un lavoro aggiuntivo durante l’installazione – a causa della grande capacità dei dispositivi necessari per riscaldare l’intera casa, sarà sicuramente necessario cambiare il cablaggio elettrico .

Tra l’altro, è possibile “alimentare” l’acqua calda non solo con i termosifoni, ma anche con un sistema “a pavimento caldo” che permette di raggiungere la distribuzione della temperatura più efficace. Un altro importante vantaggio di questo sistema è il mantenimento della freschezza e dell’umidità nell’ambiente, dato che la temperatura dei radiatori per non parlare del “campo caldo” non supera i 50-70°C.

Per vivere in pieno comfort, la casa, oltre all’impianto di riscaldamento, dovrebbe avere un impianto per l’acqua calda cioè proprio quei servizi per i quali in un appartamento di città ci viene ora inviata una bolletta a parte con una cifra molto salata . Di solito non è necessario un boiler per l’acqua calda, ma una caldaia è più che sufficiente per entrambi gli scopi.

Ciò avviene in due modi: o utilizzando una caldaia a due circuiti, che rappresenta 2 unità di scambio termico strutturalmente correlate un nodo – per il riscaldamento, l’altro – per ottenere acqua calda tecnica , o collegando una caldaia di riscaldamento a circuito singolo a un boiler ad accumulo dispositivo incorporato o esterno .

Naturalmente, l’opzione con una caldaia a due circuiti è più compatta, ma è necessario tenere presente che per l’approvvigionamento di acqua calda di diversi punti di accesso ad esempio, rubinetti in cucina e in bagno, doccia , anche con una caldaia a due circuiti non si può fare a meno della caldaia ad accumulo.

Caldaia – cuore del sistema

Ovviamente, la caldaia è il cuore del sistema. Le idee di coloro per i quali una caldaia è associata a qualcosa di molto grande e sicuramente sporco, sono state superate da tempo: il moderno design ergonomico e compatto della caldaia può trovare facilmente posto nella stanza, e la caldaia a muro nell’aspetto a volte è persino impossibile da distinguere dallo scaldabagno. Se avete poco spazio, potete scegliere un modello progettato per l’installazione all’esterno queste caldaie possono funzionare a una temperatura esterna fino a -15°C .

Diversi vettori energetici

Sebbene le caldaie possano funzionare con diversi combustibili, non tutti sono disponibili. Quindi, nelle aree prive di rete elettrica o di gas, l’unica scelta è tra combustibile solido carbone, legna, torba o liquido gasolio . Le caldaie a combustibile solido hanno un basso rendimento e non sono molto facili da usare il combustibile deve essere alimentato manualmente , quindi non sono molto diffuse.

A differenza delle caldaie a combustibile solido, il rendimento delle caldaie a combustibile liquido raggiunge il 92%, ma il loro utilizzo è limitato dai costi piuttosto elevati sia di avviamento che di esercizio e dalla complessità dell’installazione e della manutenzione: è necessario ottenere l’approvazione dell’ispezione antincendio, attrezzare un locale separato con un sistema di aspirazione, condurre l’approvvigionamento e la pulizia del combustibile, pulire regolarmente la caldaia da cenere e fuliggine. È possibile sostituire il bruciatore a gasolio con un bruciatore a gas, il che significa che è possibile utilizzare questa caldaia anche in presenza di un’alimentazione a gas nella zona.

Il gas è la fonte di energia più economica e le caldaie a gas ad alta efficienza possono avere una potenza illimitata. La loro installazione richiede anche l’autorizzazione del servizio gas e un locale speciale di almeno 8 m2 con finestra e accesso alla strada; la caldaia stessa deve essere dotata di un sistema automatico che impedisca la fuoriuscita di gas.

Le caldaie elettriche non richiedono un locale separato, poiché l’energia necessaria per il riscaldamento non viene rilasciata durante la combustione, ma piuttosto durante il flusso di corrente elettrica attraverso l’elemento riscaldante; l’allacciamento richiederà un cablaggio elettrico rinforzato separato e, se la potenza supera i 9 kW, l’allacciamento è consentito solo a un sistema trifase.

Le caldaie elettriche sono sicure, ecologiche e facili da usare, ma la capacità della caldaia, a causa dell’elevato costo dell’energia, non supera i 15 kW e la resistenza ha una durata limitata.

È possibile menzionare ancora le caldaie combinate, che funzionano con diversi tipi di combustibile, ma forse solo per completezza d’immagine, poiché non vi è alcuna necessità particolare di lavorare con diversi tipi di combustibile, e le spese per tali caldaie – sia per l’avvio che per l’esercizio – sono molto elevate.

Prima le cose da fare

L’ampia gamma di modelli di caldaie disponibili sul mercato consente a tutti di fare la scelta migliore. Ma prima è necessario definire cosa vi serve esattamente, in base alle condizioni concrete, alle vostre possibilità e alle vostre richieste: tipo di combustibile, superficie dei locali riscaldati, quantità di uscite.

Stima della potenza

È facile stimare la potenza necessaria per riscaldare l’appartamento in base al semplice rapporto che richiede 100 W per riscaldare 1 m2 di spazio. Naturalmente, si tratta solo di una stima approssimativa basata sull’ipotesi che la stanza sia ben isolata e non superi i 3 metri di altezza. Per le stanze con più finestre, ad angolo o adiacenti alla stanza non riscaldata, la potenza per 1 m2 dovrà essere di almeno 150 W, ma un calcolo preciso che tenga conto di tutte le caratteristiche della stanza può essere fatto solo da esperti.

Le caldaie con potenza da 20 a 45 kW sono le più diffuse nel nostro paese, in linea con le dimensioni tipiche della maggior parte delle abitazioni private. Si tratta principalmente di caldaie a gas che possono essere montate a parete o a pavimento.

Le caldaie a gas murali, che non occupano spazio a terra e sono facili da installare in cucina o in bagno, hanno una capacità da 10 a 35 kW, più che sufficiente per creare un ambiente confortevole in una stanza di 50-350 m2.

Le caldaie a gas a basamento, invece, richiedono più spazio per l’installazione, ma questo svantaggio è più che compensato dalla loro elevata potenza, fino a 60-80 kW.

Quanta acqua calda serve per un comfort totale?

Se si vogliono prendere due piccioni con una sola caldaia, cioè risolvere entrambi i problemi: il riscaldamento della casa e la fornitura di acqua calda, è necessario valutare anche la quantità di acqua calda necessaria.

Le caldaie a gas a due circuiti che funzionano in modalità flow-through hanno una capacità t. e. quantità di litri d’acqua riscaldati per 1 minuto da 10 a 20 l/min. – Tale flusso è sufficiente non solo per lavarsi e lavare, ma anche per fare la doccia e persino il bagno per riferimento: un flusso solido da un rubinetto scorre a una velocità di 6-7 l/min . .

Tuttavia, quando si sceglie una variante con un sistema di preparazione dell’acqua calda, ricordarsi di ricalcolare la potenza: ora sarà determinata dal più grande dei due componenti – per il riscaldamento e per il riscaldamento dell’acqua di servizio.

Anche la regola empirica per calcolare la potenza necessaria per il riscaldamento in modalità di mandata è molto semplice: la potenza è all’incirca pari al doppio della potenza quando si riscalda l’acqua a 25°C e triplicata quando si riscalda l’acqua a 35°C tenendo presente che l’acqua calda utilizzabile ha una temperatura di circa 40°C, mentre le temperature dell’acqua fredda variano a seconda della stagione .

In pratica, il funzionamento di una caldaia a due circuiti è organizzato in modo che il riscaldamento sia spento durante la preparazione dell’acqua calda. Questo cosiddetto “schema prioritario di preparazione dell’acqua calda” non comporta alcun inconveniente per l’utente: l’impianto di riscaldamento è talmente inerte che l’interruzione del riscaldamento per un breve periodo non è percepibile.

Se il vostro “appetito” è tale da voler avere acqua calda in tutti i rubinetti contemporaneamente, è preferibile, come già detto, avere una caldaia ad accumulo incorporata o esterna, che conservi una riserva di acqua calda preparata in anticipo. Anche le caldaie murali sono dotate di boiler e le caldaie a gas a pavimento hanno solitamente un boiler da 60 – 150 litri che consente di riempire rapidamente una vasca da bagno o di godersi una lunga doccia.

Caratteristiche delle caldaie a gas

La caldaia è un’unità molto complessa e la sua progettazione varia in modo significativo a seconda del tipo di combustibile per il quale è stata progettata. La trattazione che segue si concentrerà solo sulle caldaie a gas, le più diffuse grazie a una serie di vantaggi significativi: combustibile poco costoso e nessun problema di trasporto e stoccaggio, alta efficienza e potenza elevata. Tuttavia, anche con questa limitazione, la scelta di un modello adatto rimane molto difficile a causa delle numerose differenze nei componenti, nei materiali, nei sistemi di controllo e monitoraggio.

I materiali

Il tamburo della caldaia è in ghisa o acciaio. La ghisa si distingue per l’elevata resistenza alla corrosione e l’alto coefficiente di trasferimento del calore determina un trasferimento uniforme del calore all’acqua lungo la superficie della caldaia.

Tuttavia, la ghisa non è sufficientemente flessibile, quindi tollera male le grandi differenze di temperatura e la bassa qualità dell’acqua. La caldaia in ghisa ha un design sezionale che facilita il trasporto e l’installazione ed è di facile manutenzione. Le caldaie in acciaio hanno una buona resistenza, che ne garantisce l’affidabilità, sono più leggere e più economiche delle caldaie in ghisa, ma la corrosione rappresenta una minaccia costante per loro.

Per lo scambiatore di calore si utilizza anche la ghisa, ma gli scambiatori di calore in rame si riscaldano più rapidamente la bassa inerzia è dovuta al più alto coefficiente di trasferimento del calore tra i materiali utilizzati nella costruzione delle caldaie .

Per proteggersi dalla corrosione, gli scambiatori di calore in rame sono dotati di uno speciale rivestimento e la mancanza di resistenza al calore del rame, che a volte porta alla bruciatura, viene superata ricoprendoli con silicone e alluminio. Spesso vengono utilizzati anche scambiatori di calore in acciaio inox.

Unità

Il nodo più importante che produce l’energia fornita al mezzo di riscaldamento è la camera di combustione, che può essere aperta o chiusa. In una camera aperta, l’aria necessaria per la combustione viene prelevata direttamente dal locale in cui si trova la caldaia, mentre i fumi vengono estratti attraverso un camino convenzionale grazie al tiraggio naturale derivante dalla loro maggiore temperatura rispetto all’aria ambiente. Il locale in cui è installata la caldaia a camera di combustione chiusa deve avere un’alimentazione d’aria costante, perché la combustione di 1 metro cubo di gas naturale richiede 12-15 metri cubi d’aria.

In una camera chiusa, il tiraggio è forzato: i gas di combustione e l’aria in ingresso vengono estratti con l’aiuto di un ventilatore integrato attraverso un sistema di aspirazione dei fumi e dell’aria montato a parete tale sistema può essere costituito da due tubi separati o da tubi coassiali, in cui un tubo è all’interno dell’altro . In questo caso, l’aria ambiente non viene utilizzata, quindi non è necessario un ulteriore apporto di aria e, soprattutto, l’ossigeno contenuto nell’aria ambiente non viene bruciato. Tra l’altro, spendere un camino coassiale di questo tipo è più facile, ma bisogna tenere conto del fatto che senza elettricità non funziona.

La scelta del tipo di camera di combustione della caldaia dipende dalla situazione: se la caldaia è installata in un locale dotato di canna fumaria, è più facile ed economico utilizzare una caldaia con camera di combustione aperta; se non c’è la canna fumaria, è preferibile la caldaia con camera di combustione chiusa.

I bruciatori possono essere di due tipi: atmosferici o a tiraggio forzato noti anche come bruciatori a ventola o turbo . Nei bruciatori atmosferici, il tiraggio naturale del camino è responsabile della miscela di aria e gas fornita sotto la pressione della conduttura del gas. Nel tipo sovralimentato, il gas viene miscelato con l’aria del ventilatore e le caldaie dotate di questo tipo di caldaie emettono un caratteristico rombo, che può essere facilmente risolto installando un isolamento acustico.

Gestione

Le moderne caldaie a gas dotate di tutti i tipi di automazione sono estremamente facili da gestire. La caldaia può essere avviata mediante accensione piezoelettrica o elettrica. Nel primo caso, è sufficiente premere un pulsante sul pannello di controllo per avviare la caldaia, mentre la caldaia ad accensione elettrica si accende e si spegne automaticamente quando si verifica l’erogazione di gas o l’interruzione del gas.

La portata del gas al bruciatore modulante utilizzato nella maggior parte delle caldaie moderne è controllata dalla portata dell’acqua, il che garantisce che la temperatura del flusso in uscita rimanga costante indipendentemente dalla pressione della rete idrica o dal fatto che gli altri rubinetti siano aperti.

Il sistema di controllo della potenza del bruciatore, che consente una regolazione continua dal 30-40% al 100%, non solo migliora il comfort ma riduce anche il rischio di formazione di calcare nello scambiatore di calore, che aumenta drasticamente quando la temperatura dell’acqua raggiunge i 65 gradi. In pratica, se la caldaia funziona alla massima potenza quando riscalda l’acqua, in seguito riduce automaticamente la sua potenza, se deve solo mantenere la temperatura al livello raggiunto. In questo modo si riduce il numero di accensioni e spegnimenti della caldaia, con un effetto significativo sulla sua durata.

La temperatura dell’acqua viene impostata dal termostato incorporato nel sistema, che regola il riscaldamento in entrambi i circuiti. Tuttavia, a causa dell’inerzia del sistema, è meglio impostare la temperatura nel circuito di riscaldamento utilizzando un termostato ambiente aggiuntivo che corregge automaticamente la potenza della caldaia in base alla variazione della temperatura ambiente.

Tuttavia, la soluzione ottimale è quella di avere un sistema automatico controllato dalle condizioni atmosferiche e monitorato da un sensore esterno, che garantisca una temperatura ambiente gradevole senza influenze esterne e senza richiedere la nostra assistenza. Inoltre, i risparmi reali di gas che si possono ottenere in questo modo si rivelano piuttosto significativi.

Sicurezza

Il sistema di sicurezza serve sia per la sicurezza dell’utente che per la protezione dei componenti della caldaia.

L’utente ha la garanzia di un funzionamento sicuro grazie a due sistemi di controllo: un sensore di tiraggio e un rilevatore di fiamma a ionizzazione. Il sensore di tiraggio controlla la completa rimozione dei fumi e se per qualsiasi motivo blocco del camino o guasto del ventilatore l’alimentazione del gas viene immediatamente interrotta.

Il sistema reagisce allo stesso modo se il bruciatore non si accende o si spegne, indipendentemente dal fatto che sia dovuto alla mancanza di acqua nell’impianto o a una pompa difettosa che non eroga la portata richiesta.

È possibile accertare le cause del problema quando è sicuro farlo grazie al sistema elettronico di autodiagnosi, che è in grado di rilevare fino a 10 tipi di possibili difetti: assenza di alimentazione di gas e blocco dei prodotti della combustione, assenza di acqua o surriscaldamento dell’impianto di riscaldamento, sensore di temperatura difettoso in uno o entrambi i circuiti..

Per garantire il funzionamento senza guasti di tutti gli elementi della caldaia, sono previste diverse misure di sicurezza. Un termostato di sicurezza controlla il surriscaldamento dell’acqua e degli scambiatori di calore e spegne il riscaldamento quando viene raggiunta la temperatura critica. Nel caso opposto, se la temperatura scende troppo, il che potrebbe portare al congelamento dell’acqua nell’impianto, la caldaia si riscalda automaticamente.

La pressione dell’acqua è controllata da un pressostato che si attiva in caso di sottopressione e da una valvola di sicurezza che ne impedisce il superamento nel circuito di riscaldamento. Per evitare che i depositi di calcare blocchino la pompa e la valvola a tre vie, l’acqua viene fatta scorrere nel sistema ogni 24 ore; per prevenire la formazione di calcare si utilizza una protezione elettronica o un trattamento magnetico, mentre all’ingresso dell’acqua fredda viene montato un filtro antiparticolato per rimuovere i solidi in sospensione presenti nell’acqua. Inoltre, per evitare che l’elettronica della caldaia venga attivata da fonti estranee presenti in ogni casa, è stato installato un filtro per le interferenze radio nell’elettronica.

Adattamento alle condizioni russe

Poiché la stragrande maggioranza delle caldaie presenti sul mercato sono di “origine straniera”, è molto importante che siano adattate alle condizioni in cui opereranno nel nostro Paese.

In primo luogo si tratta della pressione del gas nella rete. Mentre la maggior parte degli apparecchi europei viene testata a una pressione nominale del gas di 18-20mbar, il valore predefinito della nostra pressione nominale è di 13mbar e talvolta è la metà . A questa pressione, la caldaia non sviluppa la potenza nominale e non è quindi adatta alle aree a cui è destinata.

Tuttavia, se regolata correttamente e a 13 mbar, la caldaia mantiene almeno il 90% della sua potenza massima. Alcuni modelli sono in grado di accendersi e funzionare in modo affidabile anche quando la pressione scende al di sotto di 2 mbar, cosa che spesso accade nelle nostre reti di distribuzione del gas instabili.

Purtroppo le fluttuazioni sono caratteristiche anche delle forniture di acqua ed elettricità, quindi l’adattamento delle caldaie deve tenere conto dell’instabilità di questi parametri. La scarsa qualità dell’acqua causa anche una serie di problemi: le caldaie devono essere dotate non solo di filtri per la rimozione delle impurità, ma anche di un sistema antisale.

L’ultima cosa a cui prestare attenzione è la dimensione degli elementi di transizione e delle connessioni utilizzate per il collegamento e l’installazione degli apparecchi. La non conformità delle apparecchiature importate agli standard russi costringerà l’acquirente a effettuare saldature complesse, poco sicure e costose.