LA CALDAIA

È il cuore dell’impianto, dove il combustibile viene bruciato per scaldare l’acqua o l’aria (fluido termovettore) che circolerà poi nell’impianto. È composta, in generale, da un bruciatore che miscela l’aria con il combustibile e alimenta una camera di combustione (il focolare), da una serie di tubi attraverso i quali i fumi caldi prodotti dalla combustione scaldano il fluido termovettore e da un involucro esterno di materiale isolante protetto da una lamiera (mantello isolante).

POTENZA

Ogni caldaia è caratterizzata da:

• una potenza termica del focolare, che indica la quantità di energia che il combustibile sviluppa in un’ora nella camera di combustione

• una potenza termica utile, cioè l’energia effettivamente trasferita, per ogni ora, al fluido termovettore.

L’energia contenuta nel combustibile viene per la maggior parte trasferita al fluido termovettore, ed in piccola parte dispersa verso l’esterno dal corpo stesso della caldaia (attraverso il mantello isolante) e soprattutto dai fumi che fuoriescono, ancora caldi, dal camino.

Più vicini sono i valori della potenza al focolare e della potenza utile, minori sono le perdite di calore e quindi migliore è il rendimento della caldaia.

La legge prevede, per ciascun tipo di caldaia di nuova installazione, un valore minimo del rendimento utile sia per il funzionamento a regime che per il funzionamento al 30% della potenzialità massima.

La seguente tabella mostra, a titolo di esempio per ciascun tipo di caldaia, alcuni valori per i rendimenti minimi di legge che possono servire da confronto per valutare le prestazioni di una caldaia.

La scelta della potenza e del tipo di caldaia da installare dipende dalle caratteristiche dell’edificio, dall’ubicazione e dalla sua destinazione d’uso.

È una scelta importante che deve essere fatta da un professionista qualificato e attento ai problemi energetici. Infatti, una caldaia di tipo standard più grande del necessario spreca energia: specialmente nelle stagioni intermedie, essa raggiunge rapidamente la temperatura prefissata e quindi ha lunghi e frequenti periodi di spegnimento durante i quali disperde il calore dal mantello e attraverso il camino. Quindi, se si considera l’intera stagione di riscaldamento, la sua efficienza globale non è elevata, cioè il suo rendimento stagionale è basso.

Per rispettare i valori di rendimento imposti dalle nuove norme, le caldaie più recenti come le “modulanti”, quelle a “temperatura scorrevole” e le caldaie a condensazione permettono di mantenere una buona efficienza anche nelle stagioni intermedie.

POTENZA MASSIMA
Se la potenza necessaria a scaldare l’edificio supera i 350 kW, è necessario installare due o più caldaie. In questo modo si evita che caldaie molto grandi lavorino, in particolare nelle stagioni intermedie, a basso regime e quindi con bassi valori di rendimento.

ACQUA CALDA CENTRALIZZATA
Per produrre anche acqua calda per usi sanitari è necessaria una caldaia con potenza molto superiore a quella sufficiente al solo riscaldamento. Per evitare sovradimensionamenti, nelle nuove installazioni, non è più ammessa la produzione di acqua calda effettuata dalla stessa caldaia destinata al riscaldamento, con l’eccezione degli impianti individuali.

LOCALE CALDAIA PER IMPIANTI CENTRALIZZATI
Evidenti motivi di sicurezza impongono che ogni caldaia debba essere installata in un locale idoneo, di dimensioni adeguate e con un ricambio d’aria sufficiente a reintegrare l’ossigeno consumato dalla combustione. Esistono precise norme per tutti i locali caldaia e, quando la potenza termica è maggiore di 116 kW (100.000 kcal/h), è necessario un Certificato di Prevenzione Incendi rilasciato dai Vigili del Fuoco.

CALDAIE INDIVIDUALI
Le caldaie individuali di nuova installazione possono essere di tipo stagno o atmosferiche (dette anche a fiamma libera). Le caldaie di tipo stagno sono costruite in modo che l’aria necessaria alla combustione viene presa dall’esterno tramite un tubo e i fumi vengono evacuati sempre all’esterno; per questo motivo non ci sono preclusioni sul locale di installazione. Le caldaie atmosferiche, invece, per la combustione utilizzano l’aria del locale in cui sono poste ed è per questo motivo che il locale deve essere adeguatamente ventilato e, se poste all’interno dell’abitazione, non possono essere installate in bagno o in camera da letto.

PRESE D’ARIA
Le caldaie atmosferiche individuali a gas già esistenti possono rimanere installate all’interno dell’abitazione, purché nella stanza ci siano prese d’aria, non ostruibili, praticate in una parete esterna o verso locali adiacenti dotati, a loro volta, di prese d’aria esterna (escluse le camere da letto e i garage). Le dimensioni di queste prese d’aria devono essere calcolate da un tecnico tenendo conto di tutti gli altri eventuali apparecchi di combustione installati nel locale.

SCARICO DEI FUMI
Tutti i combustibili, bruciando, rilasciano nell’aria una certa quantità di sostanze inquinanti, ed è per questo che le caldaie installate in edifici plurifamiliari, sia centralizzate che individuali, devono essere collegate ad una canna fumaria che arrivi fin sopra il colmo del tetto.
Nel caso di impianti individuali è possibile evacuare i fumi di più caldaie con la stessa stessa canna fumaria, ma questa deve essere adeguatamente progettata e le caldaie allacciate devono avere caratteristiche simili.
Negli impianti individuali già esistenti e negli edifici monofamiliari anche nuovi è consentito mantenere lo scarico individuale a parete.

Lo scarico a parete può essere utilizzato nei tre casi seguenti:

• Nella sostituzione di generatori di calore individuali

• Nelle singole ristrutturazioni di impianti termici individuali già esistenti, siti in stabili plurifamiliari, qualora nella versione iniziale non dispongano già di camini o canne fumarie o sistemi di evacuazione dei fumi con sbocco sopra il tetto dell’edificio

• Nuove installazioni di impianti termici individuali in edifici “storici”, in precedenza mai dotati di alcun tipo di impianto termico, a condizione che non esista camino, canna fumaria o sistema di evacuazione dei fumi.

Negli ultimi due casi è comunque obbligatorio installare generatori di calore individuali con basse emissioni inquinanti (norma tecnica UNI EN 297).

LIBRETTO DI USO E MANUTENZIONE
È un documento importante che va conservato con cura. È diviso in due parti, una per l’utilizzatore, l’altra per l’installatore e il manutentore e fornisce molte utili indicazioni quali i valori di rendimento della caldaia, le specifiche elettriche per il collegamento di termostati ambiente, le principali operazioni di manutenzione. È altresì importante conservare i libretti di uso e manutenzione degli altri componenti l’impianto termico come ad esempio: cronotermostati, valvole termostatiche, valvole a tre vie motorizzate, addolcitori ecc….

LA RETE DI DISTRIBUZIONE
È costituita essenzialmente dall’insieme delle tubazioni di mandata e di ritorno che collegano la caldaia ai termosifoni. Generalmente, negli impianti di riscaldamento di edifici civili, l’acqua calda (tra i 50 ed i 90°C) partendo dalla caldaia, percorre le tubazioni di mandata, riscalda i radiatori e quindi l’ambiente, e ritorna a temperatura più fredda alla caldaia stessa.

IMPIANTI A COLONNE MONTANTI (A DISTRIBUZIONE VERTICALE)
Gli impianti a colonne montanti sono costituiti da un anello, formato da una tubazione di mandata e una di ritorno, che percorre la base dell’edificio. Dall’anello si dipartono delle colonne montanti che alimentano i vari radiatori posti sulla stessa verticale ai vari piani dell’edificio.
Fino a pochi anni fa tale tipologia era molto diffusa perchè consentiva di realizzare economie in fase di costruzione; più difficilmente però permette di ottimizzare la gestione dell’impianto specialmente quando si hanno diverse utilizzazioni delle varie zone dell’edificio.

IMPIANTI A ZONE (A DISTRIBUZIONE ORIZZONTALE)
Gli impianti a zone sono realizzati in modo che ad ogni zona dell’edificio, ad ogni piano o ad ogni singolo appartamento è dedicata una parte della rete di distribuzione. Con questo tipo di impianto è possibile gestire in maniera diversificata le varie zone, non riscaldando, ad esempio, quelle che in un dato periodo, non sono occupate.
Per questo tale tipologia impiantistica è consigliabile in tutti gli edifici nuovi o nelle ristrutturazioni, laddove esistono zone con diverse utilizzazioni come, ad esempio, nel caso di edifici destinati in parte ad uffici o negozi ed in parte a residenze.

COIBENTAZIONE
Per limitare le dispersioni, le tubazioni della rete di distribuzione debbono essere protette da un adeguato strato di materiale isolante, il cui spessore, fissato dalla normativa, dipende dal diametro della tubazione, dal tipo di isolante, e dalla parete che attraversa. A titolo di esempio la seguente tabella indica lo spessore minimo di materiale isolante (in questo caso poliuretano espanso con conduttività termica utile di 0,034 W/m°C) che deve rivestire le tubazioni di un impianto nei tre casi previsti dalla normativa:

• tubazioni poste all’esterno o in vani non riscaldati o in murature esterne non isolate

• tubazioni verticali poste in murature isolate

• tubazioni poste in strutture tra ambienti riscaldati.

I RADIATORI
Sono i terminali dell’impianto, attraverso i quali il calore contenuto nell’acqua viene ceduto all’ambiente da riscaldare. Sono chiamati comunemente termosifoni o piastre e costituiscono la parte più visibile ed accessibile dell’impianto.

Possono essere costruiti in ghisa, in acciaio o in alluminio. I radiatori in ghisa mantengono più a lungo il calore e continuano ad emetterlo anche quando, ad esempio, l’impianto è spento; di contro sono più ingombranti e impiegano più tempo a diventare caldi. Quelli in alluminio e in acciaio hanno il pregio di scaldarsi rapidamente e di avere un minore ingombro ma tendono a raffreddarsi piuttosto in fretta.

SUPERFICIE RADIANTE
La caratteristica fondamentale di ogni radiatore è la superficie di scambio termico con l’ambiente, detta anche impropriamente, superficie radiante: più è grande, maggiore è la quantità di calore che il radiatore può cedere all’ambiente. I modelli più recenti sono dotati di alette e di setti interni che ne aumentano la superficie di scambio. A seconda del tipo, quindi, radiatori con uguali dimensioni esterne possono avere prestazioni diverse.

CONVETTORI VENTILATI
Nel caso di alloggi abitati saltuariamente, invece dei radiatori, sono più indicati i convettori ventilati (o ventilconvettori), nei quali l’aria che si scalda a contatto con le superfici calde viene mossa da un ventilatore azionato elettricamente. Questo fa si che aumenti la rapidità con la quale si scalda l’aria ambiente.

VALVOLA TERMOSIFONE, VALVOLA DI SFIATO E DETENTORE
Quasi tutti i radiatori sono dotati, generalmente nella parte superiore, di una valvola termosifone e, talvolta, di una valvola per la fuoriuscita dell’aria.
La valvola termosifone può essere utilizzata per chiudere il radiatore, e non sprecare energia, quando non si abita una stanza, oppure quando si aprono le finestre con il riscaldamento acceso.

Se i radiatori non si scaldano può darsi che si sia formata una bolla d’aria all’interno che non permette all’acqua di circolare. In questo caso basta aprire la valvola di sfiato dell’aria fino a quando non esce un pò d’acqua.

I modelli più recenti sono dotati di un’altra valvola, posta normalmente nella parte inferiore in corrispondenza della tubazione di ritorno, chiamata detentore. Su di essa si agisce quando si vuole equilibrare l’impianto consentendo, ad esempio, un maggiore afflusso d’acqua calda ai radiatori dei piani più alti.

I SISTEMI DI REGOLAZIONE PER AVERE SEMPRE LA GIUSTA TEMPERATURA:
La progettazione dell’impianto e la scelta della potenza della caldaia, si basano sul calcolo delle dispersioni termiche dell’edificio, in presenza di determinate condizioni climatiche e di esposizione.

L’impianto, infatti, deve essere dimensionato per assicurare il comfort interno anche in presenza di punte eccezionali di freddo e, comunque alle temperature minime medie della zona.

In pratica queste condizioni climatiche si verificano per un periodo di tempo relativamente breve durante tutta la stagione di riscaldamento. Se si continuasse a fornire all’edificio la stessa quantità di calore, indipendentemente dal valore della temperatura esterna, si avrebbe un surriscaldamento degli ambienti interni e, di conseguenza, un notevole spreco di energia.

I sistemi di regolazione hanno quindi lo scopo di mantenere la temperatura all’incirca costante negli ambienti interni, indipendentemente dalle condizioni climatiche esterne.

La regolazione può essere effettuata in modi diversi, in relazione al tipo di impianto, al grado di precisione e di automatismo che si vuole raggiungere.

IMPIANTI CENTRALIZZATI
Generalmente gli impianti centralizzati sono dotati di una centralina di controllo (programmatore) con la quale:

• vengono impostatati i tempi di accensione dell’impianto

• viene regolata automaticamente la temperatura di mandata dell’acqua ai radiatori sulla base della temperatura esterna, rilevata con una sonda di temperatura. La centralina agisce su una valvola (a 3 o 4 vie) che miscela l’acqua calda di mandata con quella fredda di ritorno.

In questo modo, al variare della temperatura esterna, si riesce con una certa approssimazione, a mantenere costante la temperatura dell’edificio (per esempio a 20°C).

Nel caso di edifici nuovi o di ristrutturazione di impianti termici, è prescritta l’installazione di centraline che diano la possibilità di regolare la temperatura ambiente, almeno su due livelli sigillabili nell’arco delle 24 ore (per esempio 20°C di giorno e 16°C di notte).

La regolazione degli impianti centralizzati, intervenendo esclusivamente sulla temperatura dell’acqua dei radiatori, non tiene conto che, se l’impianto non è ben progettato ed equilibrato, nelle diverse zone dell’edificio spesso si stabiliscono temperature diverse come succede tra il primo piano e l’ultimo, tra le facciate esposte a sud e quelle a nord, tra gli appartamenti d’angolo e quelli interni, e così via.

Spesso, per assicurare un buon comfort agli alloggi più freddi si aumenta la temperatura dell’acqua di mandata, con il risultato di surriscaldare quelli più caldi e di sprecare energia.

IMPIANTI INDIVIDUALI

Negli impianti individuali a servizio di una sola unità immobiliare è frequente e consigliabile l’installazione di un programmatore che accende e spenge automaticamente la caldaia:

• in base alla temperatura ambiente scelta (termostato)

• in base alla temperatura ambiente e ad orari prefissati (cronotermostato).

Con questo sistema di regolazione, si realizza, con migliore approssimazione, l’obiettivo di mantenere la temperatura costante al variare delle condizioni climatiche esterne. Inoltre, è possibile scegliere orari di accensione più adatti alle esigenze di chi occupa l’alloggio, sempre nel rispetto degli orari e delle temperature fissate dalla legge.

Anche negli impianti individuali, negli edifici nuovi o nel caso di ristrutturazioni, è obbligatorio l’uso di un cronotermostato regolabile su due livelli di temperatura.

VALVOLE TERMOSTATICHE

Sia negli impianti centralizzati che in quelli individuali si sono fatti grandi passi nella direzione di consumare l’energia solo dove e quando serve.

Ma si può fare di più.

Si può regolare la temperatura di ogni singolo ambiente per sfruttare anche gli apporti gratuiti di energia, cioè quelli dovuti, ad esempio, alla presenza di molte persone, ai raggi del sole attraverso le finestre, agli elettrodomestici.

Per ogni radiatore, al posto della valvola manuale, si può installare una valvola termostatica per regolare automaticamente l’afflusso di acqua calda in base alla temperatura scelta ed impostata su una apposita manopola graduata. La valvola si chiude mano a mano che la temperatura ambiente, misurata da un sensore, si avvicina a quella desiderata, consentendo di dirottare ulteriore acqua calda verso gli altri radiatori, ancora aperti.

In questo modo si può consumare meno energia nelle giornate più serene, quando il sole è sufficiente per riscaldare alcune stanze, oppure, ad esempio, impostare una temperatura più bassa nelle stanze da letto e una più alta in bagno o anche lasciare i radiatori aperti al minimo quando si esce da casa. Le valvole termostatiche, installate negli impianti centralizzati hanno anche una buona influenza sull’equilibrio termico delle diverse zone dell’edificio.

Quando i piani più caldi arrivano a 20°C le valvole chiudono i radiatori consentendo un maggiore afflusso di acqua calda ai piani freddi. Per l’installazione delle valvole termostatiche è consigliabile rivolgersi ad un professionista o a una ditta qualificata.

IL RISPARMIO

Il risparmio di energia indotto dall’uso delle valvole termostatiche può arrivare fino al 20%. Proprio per questa ragione, è spesso obbligatoria l’installazione negli edifici di nuova costruzione e nelle ristrutturazioni.

CENTRALIZZATO, INDIVIDUALE, O... ?

LA CONTABILIZZAZIONE

Negli ultimi anni, anche per la maggiore diffusione del metano, molti hanno scelto di sostituire l’impianto centralizzato con impianti individuali. Questa tendenza è stata anche facilitata dalla legge n. 10 del 1991 che ha stabilito che questa trasformazione, se finalizzata al risparmio energetico, può essere decisa dalla semplice maggioranza millesimale e non più dalla unanimità dei condomini.

Le ragioni di questa tendenza sono note a tutti: con un impianto autonomo si ha maggiore libertà nella gestione del riscaldamento, cioè nella scelta dei tempi e delle temperature. Facendo un pò di attenzione, inoltre, si riesce a risparmiare sensibilmente.

Ma esistono anche alcuni svantaggi degli impianti autonomi: non si possono dividere con nessuno le spese obbligatorie di manutenzione; il rendimento delle caldaie individuali è, in generale, minore di quello di una caldaia centralizzata, per cui, se la si tiene accesa per lo stesso numero di ore, si rischia di consumare più combustibile; i lavori di trasformazione sono spesso molto onerosi; ed infine, la sicurezza, che nel caso di impianti autonomi non dipende solo dalla diligenza del singolo, ma anche da quella dei suoi vicini...

TRASFORMAZIONE

È bene ricordare che la trasformazione da impianto centralizzato ad autonomo, anche nel caso di un solo distacco, è considerata, una ristrutturazione dell’impianto termico e quindi soggetta, al rispetto delle nuove norme e a molti più vincoli che in passato:

• ogni caldaia individuale deve essere dotata di canna fumaria con sbocco oltre il colmo del tetto

• prima della trasformazione va presentato un progetto ed una relazione tecnica al Comune.

LA CONTABILIZZAZIONE

Queste ragioni rendono sempre più conveniente la scelta di mantenere l’impianto condominiale centralizzato installando un sistema di contabilizzazione del calore e applicando la ripartizione delle spese.

Con la contabilizzazione è possibile mantenere i vantaggi di un impianto centralizzato e contemporaneamente avere la libertà di scegliere le temperature e gli orari che più soddisfano le esigenze del singolo utente. Si potrà infatti gestire autonomamente il riscaldamento senza avere la caldaia in casa.

Si tratta di installare un sistema di apparecchiature che misurano (contabilizzano) la quantità di calore effettivamente consumata in ogni appartamento e consentono di regolare la parte di impianto che è al servizio di ogni alloggio.

Oltre ad una quota fissa, stabilita dall’assemblea condominiale (variabile dal 20 al 50%), ogni utente pagherà solo il calore che realmente avrà consumato. In questo modo, il condomino che apporterà migliorie all’isolamento termico di pareti e finestre sarà immediatamente ricompensato: il suo appartamento, infatti, consumerà e pagherà meno degli altri.

I VANTAGGI

I vantaggi della contabilizzazione del calore, dal punto vista energetico, sono notevoli. È per questo che dal 30 giugno 2000 nei nuovi impianti centralizzati, realizzati in nuovi edifici, è obbligatorio installare sistemi di contabilizzazione del calore.

Il tipo di apparecchiature da installare ed i relativi costi dipendono molto dal sistema di distribuzione dell’impianto e dal grado di automatismo nella gestione che si vuole realizzare.

Va detto inoltre che, nella maggior parte dei casi, le ditte che installano i sistemi di contabilizzazione offrono anche il servizio completo di assistenza e di lettura dei risultati della contabilizzazione fino alla consegna all’Amministratore delle tabelle con la ripartizione delle spese appartamento per appartamento.

I VARI SISTEMI

Negli impianti a colonne montanti è necessario misurare quanta energia consumano, singolarmente, tutti i radiatori e quindi installare un contabilizzatore di calore su ogni radiatore.

Il sistema più semplice per gestire l’impianto secondo le proprie esigenze e avere anche la possibilità di consumare meno, consiste nel sostituire le valvole manuali dei radiatori con valvole termostatiche in modo da regolare, stanza per stanza, la temperatura desiderata.

Con qualche lavoro in casa si possono installare valvole termostatiche motorizzate sui radiatori ed un interruttore orario (timer). Collegando elettricamente le valvole al timer si potranno aprire o chiudere i radiatori in base agli orari scelti. La regolazione delle valvole termostatiche assicurerà poi la temperatura desiderata stanza per stanza.

La quantità di calore consumata da ogni radiatore e registrata dai contabilizzatori deve essere letta, periodicamente, da un tecnico incaricato dall’Amministratore. Tuttavia, alcuni tra i sistemi di contabilizzazione più recenti permettono di evitare che la lettura dei consumi sia fatta all’interno dell’appartamento, radiatore per radiatore: ogni contabilizzatore, infatti può trasmettere via radio i dati ad una centralina, installata ad esempio nell’androne, dalla quale l’incaricato della lettura potrà prelevare i dati relativi ai consumi di tutti gli appartamenti.

Negli impianti a zone, basterà installare un solo contabilizzatore di calore per ogni appartamento.

Con un cronotermostato (collegato ad una elettrovalvola sulla tubazione di mandata dell’acqua calda all’appartamento) si potrà poi gestire autonomamente il calore.

Normalmente sia l’elettrovalvola che il contabilizzatore vengono installati in una cassetta di distribuzione posta sul pianerottolo (da dove partono e arrivano i tubi di mandata e di ritorno).

I contabilizzatori calcolano il calore consumato dall’appartamento misurando la portata e la temperatura dell’acqua di mandata e la temperatura di quella di ritorno (contabilizzatori entalpici).

È bene tenere in considerazione che l’installazione di un sistema di contabilizzazione del calore, specialmente in edifici esistenti, deve essere affidata a ditte specializzate che, prima di procedere, devono verificare l’adeguatezza della caldaia dei radiatori e della rete di distribuzione.

fonte ENEA