Schema Idraulico Caldaia a Legna: Funzionamento, Costi e Integrazione

Il boiler a legna sta diventando una soluzione sempre più richiesta per usufruire di acqua calda sanitaria, sostituendo gli impianti a gas al fine di ottenere un buon risparmio energetico nel rispetto dell’ambiente. In passato, questa tipologia di scaldacqua era molto diffusa nei paesini di montagna privi di gasdotti, ma oggi si sta affermando anche nei centri urbani.

Cos'è un Boiler a Legna e Come Funziona?

A livello generale, un boiler a legna è formato da:

• Un serbatoio contenente l’acqua calda da scaldare.
• Un focolare, situato nella parte inferiore.
• Un canale dal quale fuoriescono i prodotti della combustione.
• Un indicatore di temperatura.

I modelli a doppia alimentazione presentano una resistenza elettrica che integra il sistema di riscaldamento a legna. Naturalmente, sono presenti valvole di sicurezza per evitare lo scoppio del serbatoio in caso di pressione eccessiva.

Un boiler a legna ha un funzionamento piuttosto semplice: tramite la camera di combustione, dove si trova la legna che arde, viene attivato uno scambiatore di calore che trasferisce la sua energia termica all’acqua presente all’interno del serbatoio. La parte esterna del boiler è protetta da materiale refrattario in grado di resistere a elevate temperature, come la porcellana e il vetro.

Per evacuare i fumi di scarico, deve essere montata una canna fumaria attraverso la quale saranno fatti fuoriuscire all’aperto.

Capacità e Installazione

I boiler a legna in commercio possono avere diverse capacità. In alternativa, qualora ti occorresse una maggior quantità d’acqua calda sanitaria, ad esempio per alimentare il bagno e la cucina, puoi optare per quello da 150 litri. In generale, un boiler a legna acquistato per l’uso domestico in una piccola abitazione, richiede un minimo di due cariche di legna al giorno.

Il boiler a legna andrebbe collocato in una stanza dotata di un buon isolamento termico per evitare dispersioni di calore.

Costi

I costi per un dispositivo da 80 litri vanno da un minimo di 240 euro a un massimo di 450 euro circa. Per il modello che funziona anche a energia elettrica, i prezzi partono da 250 euro per arrivare a 450 euro.

Prima di effettuare questa spesa, valuta se hai l’opportunità di prendere la legna necessaria e di stoccarla in un apposito spazio privo di umidità.

Termocamini: Una Alternativa?

Il camino, con lo scoppiettare dei ceppi e la sua attraente luminosità, ha sempre un fascino irresistibile. Ma la scelta di averne uno in casa assume recentemente anche un senso da un punto di vista di risparmio energetico, grazie all'avvento sul mercato dei cosiddetti termocamini. Questi possono essere utilizzati per ottenere acqua calda oppure per scaldare l'aria delle stanze attraverso un sistema di ventole, sostituendo le tradizionali caldaie o affiancandoli ad esse.

Come Coordinare Termocamino e Caldaia

Per utilizzare questa tipologia di camino in compresenza della vecchia caldaia, bisogna però sapere come coordinare il funzionamento dei due generatori di calore. Vi spieghiamo oggi come gestire un impianto termico con una caldaia e un termocamino.

Innanzitutto bisogna sapere che un termocamino ha un funzionamento particolare, che differisce sia dai normali termosifoni che dai classici caminetti.

Vediamo quali possono essere le problematiche a cui si può andare incontro.

1. Raccordo di collegamento

   Per collegare il termocamino alla caldaia sarà necessario creare un sistema di tubazioni di raccordo tra i due generatori di calore, il che significa avere tubi a vista in giro per casa, a meno che non si stia costruendo tutto da zero. Questo problema di tipo estetico è facilmente aggirabile grazie a coperture decorative in cartongesso.

2. Norme di sicurezza

   La normativa vigente prevede che la potenza complessiva massima consentita per un impianto termico sia di 35 kW/h, al di là dei quali bisognerà separare fisicamente l'impianto. Va da sé che se abbiamo una caldaia e un termocamino questa cifra verrà sicuramente sorpassata e dovremo perciò pensare a gestire separatamente i due generatori di calore, separando i fluidi. Per farlo potremo applicare un modulo per la separazione dell'impianto che dividerà i fluidi grazie alla presenza di scambiatori di calore.

3. I vasi di espansione

   Al di là della legge, l'installazione di un modulo per la separazione dell'impianto risulterà comunque necessario, dal momento che le due tipologie di generatori di calore hanno solitamente due diverse tipologie di vasi di espansione. Le vecchie caldaie hanno in genere vasi di espansione aperti, in cui il fluido è a contatto con l'atmosfera, mentre tutti i nuovi dispositivi hanno installati vasi di espansione chiusi, cioè provvisti di un contenitore diviso in due camere, una contenente il fluido e l'altra gas o aria caricata precedentemente attraverso un'apposita valvola. Il diverso funzionamento dei due tipi di vaso rende difficile, se non impossibile, far funzionare correttamente l'impianto senza un separatore dell'impianto.

Su internet sono disponibili schemi illustrati per il collegamento del termocamino alla caldaia, ma trattandosi di gestire pressioni e temperature abbastanza elevate in locali interni alla nostra casa, è meglio non rischiare e rivolgersi ad un termo tecnico per avere tutti i chiarimenti del caso.

Caldaia a Legna e Puffer: Un'accoppiata Vincente

Le caldaie a legna collegate al puffer garantiscono la produzione di acqua calda sanitaria e il riscaldamento anche con la stufa della caldaia spenta: in modo tale da massimizzare e armonizzare le potenzialità della caldaia. Il puffer è un grosso cilindro in acciaio, rivestito di uno spesso mantello isolante, all'interno del quale è immagazzinata l’acqua. È uno strumento che lavora in simbiosi con la caldaia a legna e serve ad accumulare l’energia termica che la caldaia produce in eccesso; riportando evidenti risultati in termini di risparmio energetico.

Come funziona la caldaia a legna?

Le caldaie a legna sono utilizzate specialmente nelle zone in cui il l'allacciamento al gas metano non è possibile soprattutto dove la legna è facilmente reperibile. Tuttavia nelle zone non metanizzate, molto spesso si fa ricorso al gas liquido Gpl: rispetto all'installazione di una caldaia a legna presenta un investimento iniziale molto più basso, infatti c'è l'opportunità del comodato d'uso gratuito per il serbatoio; ad ogni modo il costo del gpl è decisamente superiore rispetto al legno. Tra l'altro la legna è stata uno dei primi combustibili alternativi per le abitazioni singole o anche palazzine multi familiari con impianto centralizzato, che si trovano in montagna, con facilità di avere legna dai boschi, o per ragioni logistiche in luoghi non serviti da allacciamenti al metano.

La tipologia di caldaia a legna più comune è quella delle caldaie a fiamma inversa o rovesciata: la fiamma invece di svilupparsi verso l'alto, si sviluppa verso il basso, in questo modo con la carica del combustibile presente nella parte alta della caldaia, si può caricare il focolare al massimo senza che la legna bruci tutta in una volta insieme. La prassi, inoltre, consiglia di alimentare la caldaia a legna soltanto con la biomassa ovvero legna pura; scongiurando così l'utilizzo di legna contaminata verniciata o sottoposta a trattamenti chimici.

Da cosa è composta quindi la caldaia a legna?

• vano di carico per la legna: la lunghezza dei ceppi deve corrispondere alla profondità della camera;
• camera di combustione all'interno del quale la legna brucia quasi completamente, rilasciando solo pochi scarti;
• ventilazione a tiraggio elettronico regolabile tramite una valvola in modo tale da gestire la quantità di combustione se veloce o lenta;
• sensore a sonda Lambda per il controllo del processo di combustione;
• un sistema per l'aspirazione gas di combustione senza fiamma che impedisce la fuoriuscita dei fumi.

Visto il tipo di combustione che caratterizza questo tipo di caldaia, la produzione di energia della caldaia a legna, rispetto ad altre, è più soggetta agli sprechi energetici. Per questo motivo al momento dell'installazione di una nuova caldaia a legna è consigliabile provvedere anche all'installazione di un serbatoio di accumulo a stratificazione come il puffer.

Per l'istallazione della caldaia è previsto un costo che varia dai 1000 ai 2000€, rispetto una tradizionale a gas che può contenersi sui 800€; ovviamente il preventivo finale dipende sempre dalle esigenze e aspettative dal cliente: ad esempio, se decide appunto di collegare anche il serbatoio puffer al preventivo finale è necessario considerare un ulteriore spesa che può includere altri 1000€.

Cosa si intende per Accumulo a Stratificazione?

Il puffer è un serbatoio che legato a una caldaia a legna ha la possibilità di contenere l'energia termica prodotta in eccesso da quest'ultima; evitando, quindi, sprechi energetici. Si tratta di un serbatoio di accumulo a stratificazione, proprio perché sfrutta il fenomeno della stratificazione dell'acqua: in pratica, l'acqua calda e l'acqua fredda, avendo temperature diverse, tendono a comportarsi come se fossero due liquidi distinti, rimanendo separati all'interno dello stesso contenitore.

La stratificazione è la capacità di separare le temperature all'interno di una massa d'acqua, all'interno del quale l'acqua calda tende a stare in alto, mentre l'acqua fredda in basso. Questo fenomeno avviene, perché quando le molecole d'acqua si riscaldano, tendono ad espandersi e di conseguenza anche il volume stesso dell'acqua; dall'altra parte le molecole di acqua fredda rimangono più dense al loro interno e più pesanti e il peso maggiore trascina i metri cubi di acqua fredda verso il basso. In fase di movimento, per evitare che le due temperature si mescolino, i serbatoi come il puffer attraverso dispositivi come tubi, fori, alette particolari, favoriscono la stratificazione.

Che cos'è il Puffer e come Funziona?

Attraverso il sistema di accumulo a stratificazione, garantendo la distinzione tra i due liquidi con le due differenti temperature all'interno dello stesso contenitore con l'acqua calda che si concentra nella parte alta del serbatoio e quella fredda in basso, il serbatoio puffer permette di immagazzinare in un unico serbatoio i contributi di differenti fonti di calore, ma soprattutto permette di prelevare acqua molto calda dall'inizio alla fine, come se il serbatoio contenesse solo acqua ad alta temperatura; in assenza della stratificazione si preleverebbe acqua mescolata e quindi tiepida. Detto ciò, possiamo stabilire che l'installazione di un serbatoio puffer con una caldaia a legna è decisamente consigliabile.

Differenza tra il puffer e bollitore

All'interno di un bollitore sono gli scambiatori di calore interni al serbatoio a riscaldare il contenuto; il puffer, invece, fa si che l'acqua presente venga riscaldata ciclicamente e funga da circuito primario per eventuali scambiatori di calore, quindi si tratta di acqua tecnica sostanzialmente "sporca" che garantisce inerzia termica (è usato ad esempio in abbinamento a una caldaia a legna).

Con la tecnologia della stratificazione dell'acqua, la trasmissione del calore viene ottimizzata e le dispersioni del calore ridotte al minimo. I serbatoi puffer possono essere collegati a diverse fonti di riscaldamento contemporaneamente, tradizionali o ad energia rinnovabile: caldaie a gas, a gasolio, a pellet, a legna, collettori solari, pompe di calore (aria-acqua ad esempio), geotermiche, etc.

Quali sono i vantaggi?

Come abbiamo visto, il puffer è un semplice serbatoio vuoto, in cui una caldaia a biomassa immette acqua riscaldata e riceve in ritorno acqua fredda inizialmente, fino a portare le temperature di mandata e ritorno caldaia quasi in parità; tutto ciò ha dalla sua parte due vantaggi fondamentali sui consumi e diversi punti positivi rispetto alla tradizionale caldaia a gas che andremo a confrontare nella successiva tabella:

• grazie all'immagazzinamento del calore prodotto, il puffer consente un elevato rendimento energetico e un rilevante risparmio in termini di consumi, riducendo gli "on/off" a cui una caldaia sarebbe inevitabilmente soggetta nel caso in cui non fosse collegata ad un serbatoio di accumulo: in questo modo si armonizza anche il rendimento stesso della caldaia;
• con l'ausilio di acqua passiva, all'interno del serbatoio si manifesta un basso contenuto di ossigeno, poiché il serbatoio non viene alimentato in maniera continuativa dalla rete idrica (acqua corrente) e ci sono meno probabilità di ossidare e corrodere i metalli.

Caldaia a Legna VS Caldaia a Metano

Tra l'altro tutte queste potenzialità, previste tramite il collegamento della caldaia a legna e del serbatoio, si ripercuoteranno con successo sulla manutenzione della caldaia obbligatoria per legge.

Quando è necessario il puffer?

Diciamo che lo scopo fondamentale del serbatoio puffer è quello di garantire il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria anche quando la caldaia è spenta:

• riscaldamento: il puffer immagazzina l'acqua prodotta in eccesso dalla caldaia e la rilascia nei termosifoni quando è necessario;
• l'acqua calda sanitaria è sempre a disposizione dell'utente in forma istantanea anche con la caldaia spenta.

A giudicare dalle caratteristiche e dalle sue funzionalità, il serbatoio puffer è uno strumento utile per raggiungere un consistente risparmio sulla propria bolletta; la caldaia non subisce constanti sforzi dovuti dall'accensione o spegnimento, ma soprattutto il suo lavoro viene massimizzato senza incorrere in alcun spreco.

A quale tipologia di caldaia abbinarlo?

A seguito della sua descrizione, possiamo identificare il serbatoio puffer come un ausilio della caldaia a legna, grazie al quale riduce gli sprechi energetici e favorisce un calo dei costi della bolletta per l'utente finale. Ma ovviamente per via della sua struttura, il puffer non garantisce queste proprietà benevoli energetiche con tutti i modelli di caldaie; vediamo quali sono.

• Caldaie a gas: Il puffer può tranquillamente lavorare con una caldaia di questo tipo, operando in simbiosi con essa fino a portare le temperature di mandata e di ritorno dell’acqua quasi alla parità.
• Caldaie a legna: il puffer immette acqua già riscaldata e riceve, in ritorno, nelle prime fasi, acqua fredda. Puffer e caldaia lavorano in simbiosi fino a portare le temperature di mandata e ritorno dell’acqua quasi in parità.
• Caldaie a pellet: anche se molte caldaie a pellet sono dotate di centraline intelligenti che rallentano o interrompono la combustione per limitare gli sprechi energetici; con il puffer l’energia prodotta dalla combustione del pellet non verrà sprecata ed è possibile sfruttare i termosifoni anche con la caldaia spenta.
• Impianto solare: il puffer è utilissimo in caso di impianto solare termico sul tetto o riscaldamento a pannelli radiali a battiscopa o a pavimento.

Dal seguente elenco, si evince chiaramente che il puffer raggiunge un maggior successo in termini di utilità con tutti quegli impianti come a biomassa o solare, che non permettono di regolare la combustione della materia prima e si concentrano maggiormente gli sprechi energetici; al contrario la caldaia a pellet, ad esempio, presenta al suo interno un sistema in grado di regolamentare la combustione: in questo caso il puffer può essere utile ma non indispensabile come invece lo è per una caldaia a legna.

Qual è la giusta dimensione del puffer?

Le corrette dimensioni costituiscono il principale ostacolo per l'installazione di un serbatoio: infatti chi desidera installare un serbatoio di questo tipo con la propria caldaia a legna, deve assicurarsi di una avere all'interno della propria abitazione un locale tecnico idoneo. Un puffer da 200 litri può costare sui 250/300 €; oppure da 1000 litri può costare come minimo 700 €, fino ad arrivare a prezzi superiori ai 1000 €. Solitamente per dimensionare correttamente i serbatoi di accumulo si considerano 50-55 litri per ogni kW termico della caldaia a legna, non conviene mai spingersi oltre i 55 litri per kW, perché si allungano notevolmente i tempi di riscaldo dell'acqua.

Come collegare il puffer alla caldaia a legna?

Il serbatoio, attraverso una pompa di caricamento insieme a un tubo del giusto diametro, viene collegato direttamente con la caldaia a legna. Queste possiedono una tecnologia simile a quella delle altre caldaie, ma utilizzano il legno come fonte di combustibile invece dei combustibili fossili. Il riscaldamento con una caldaia a legna può essere molto più semplice e controllato rispetto all'utilizzo delle stufe a legna. La caldaia a legna viene generalmente posizionata fuori casa, a una distanza compresa tra i 30 e i 200 metri e sono compatibili con qualsiasi impianto di riscaldamento pre-esistente. Le caldaie a legna a fiamma inversa sono tra le più diffuse ed efficienti per il riscaldamento domestico. Questo tipo di caldaia ha la caratteristica di avere la camera di combustione posta sotto il vano di carico della legna. Dopo aver scelto e acquistato una caldaia a legna, un tecnico installatore la configurerà per farla funzionare con il sistema di distribuzione di calore della tua casa. Le caldaie a legna funzionano efficientemente con una legna secca. Poiché i termostati richiedono calore, l'acqua calda viene spostata della caldaia ai radiatori. Ciò comporta un ritorno dell'acqua più fresca al sistema della caldaia e nel caso in cui questo sistema perde calore sarà necessario aggiungere più legna. Circa 1 o 2 volte al giorno. La rimozione della cenere è l'elemento di manutenzione più comune, rimossa in genere da rastrelli e spazzole.

Ci sono una serie di motivi per cui acquistare una caldaia a legna può essere la scelta corretta per la tua casa. Se si ha a disposizione della legna da ardere con regolarità, mantenere alimentata una caldaia a legna è abbastanza semplice e conveniente.

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