L’impianto termico, a servizio di un edificio, serve per mantenere all’interno degli ambienti il valore di temperatura prescelto per garantire un buon comfort, e in generale a fornire l’acqua calda per gli usi igienici. Ai fini del presente testo possiamo considerare l’impianto termico come composto da quattro distinti sottosistemi:

  • sistema di generazione del calore (caldaia);
  • sistema di distribuzione (tubazioni, collettori);
  • sistema di regolazione (termostati, centralina termica, sonde);
  • sistema di emissione (radiatori, ventilconvettori).

Sottosistema di generazione

Con sottosistema di generazione s’intende in generale il generatore di calore. In genere esso è costituito dalla caldaia nel suo insieme. Una caldaia tipo è composta da: bruciatore, camera di combustione, scambiatore di calore, sistemi di controllo e sicurezza.

Nella caldaia l’energia termica prodotta dalla combustione è trasferita al fluido termovettore (acqua, aria, olio diatermico, vapore). Esistono sul mercato le seguenti tipologie di generatori:

  • Caldaia standard: la temperatura media di esercizio è limitata dalla tipologia costruttiva;
  • Caldaia a bassa temperatura: possono funzionare in modo continuativo ad una temperatura di ingresso di 35-40 °C;
  • Caldaia a condensazione: sono realizzate per sfruttare la condensazione del vapore acqueo di gas di scarico.
Tipo di caldaiaLivello di efficienzaClassificazione (stelle)
Standard a temperatura costanteMinima* o **
A temperatura scorrevoleMedio-Alta***
A condensazioneAlta****

Nel D.P.R. n. 660/1996 è regolamentato il sistema di rendimento delle caldaie: tale classificazione è basata sulla loro efficienza energetica. Nell’allegato II sono riportate quattro classi di riferimento, in base alla potenza nominale:

  • caldaie a 1 “stelle”;
  • caldaie a 2 “stelle”;
  • caldaie a 3 “stelle”;
  • caldaie a 4 “stelle”.

Un numero maggiore di “stelle” comporta una spesa di investimento iniziale più alta, ma anche il successivo risparmio energetico.

Caldaia standard a temperatura costante (* o **)

Il suo funzionamento è caratterizzato da una temperatura del fluido termovettore pressochè costante (70-80 °C). Funzionano solamente in modalità on/off, i frequenti cicli accensione/spegnimento fanno aumentare le pedite al camino per tiraggio e le perdite di prelavaggio. Inoltre i numerosi cicli on/off mantengono basso il rendimento stagionale.

Caldaia a temperatura scorrevole (***)

Questo tipo di caldaia consente il raggiungimento di elevati valori di rendimento medio stagionale, in virtù del proprio funzionamento caratterizzato da una temperatura variabile. La temperatura di mandata del fluido termovettore è variabile perchè regolata in funzione delle condizioni climatiche.

La caldaia è chiamata a produrre solamente il calore richiesto, senza sovraproduzione. In questo tipo di generatore si utilizza un bruciatore a più stadi o un bruciatore modulante. Con questo tipo di caldaia si hanno valori elevati di rendimento del rendimento medio stagionale.

Il bruciatore, in funzione del suo funzionamento, può essere di due tipi: bruciatore atmosferico o ad aria aspirata.

Sono quelli in cui tutta o parte dell’aria necessaria alla combustione è trascinata, in miscelazione, dal gas che esce dagli ugelli. Questa è detta aria primaria; la parte restante dell’aria, detta aria secondaria, normalmente esistente, per completare la combustione è aspirata in caldaia per effetto del tiraggio.

impianto termico

Questi bruciatori sono strettamente legati alle caratteristiche del focolare come forma, dimensioni, ecc., per cui debbono essere progettati per l’adattamento ad ogni tipo di caldaia ed in pratica ne diventano parte integrante.

Bruciatori ad aria soffiata

In essi l’aria totale necessaria alla combustione del gas viene fornita, sotto pressione, da un ventilatore: il loro funzionamento è relativamente indipendente dal tipo di focolare se non per quanto riguarda la sua pressurizzazione. Dal punto di vista costruttivo si distinguono le seguenti parti principali:

  • parte ventilante, con il ventilatore mosso dal motore elettrico ed il convogliatore dell’aria verso la testa;
  • circuito del gas, con la tubazione che porta il gas alla testa e gli organi di controllo e in intercettazione (pressostato, elettrovalvole…);
  • testa di carburazione, per la miscelazione gas/aria, lo stabilizzatore della fiamma e gli elettrodi di accensione e controllo;
  • gli organi di controllo e sicurezza, come l’apparecchiatura elettrica, il pressostato dell’aria, ecc…
bruciatore ad aria soffiata 1 Certificazione energetica

Tipi di funzionamento

A seconda delle modalità di funzionamento i bruciatori possono essere monostadio, multistadio, modulanti:

  • Monostadio: apparecchio previsto per il funzionamento a un unico regime di alimentazione; di conseguenza la portata del gas e dell’aria comburente non vengono variate automaticamente durante il funzionamento del bruciatore;
  • Multistadio: apparecchio previsto per il funzionamento a due o più regimi di alimentazione; la commutazione da un regime all’altro può avvenire automaticamente o manualmente. La potenza termica del primo stadio, per i bruciatori a più stadi, non deve essere minore di 1/n della potenza nominale del bruciatore, dove n è il numero degli stadi;
  • Modulanti: bruciatore modulante- apparecchio previsto per il funzionamento con regime di alimentazione variabile automaticamente in modo continuo almeno tra il 30% e il 100% della potenza termica nominale del bruciatore nel funzionamento alla sua potenza nominale.

Apparecchio con fiamma pilota

Scaldabagno o caldaia combinata con una fiammella sempre accesa, che permette di far partire istantaneamente la produzione di acqua calda. La sicurezza è garantita dalla presenza di un dispositivo chiamato termocoppia che blocca la fuoriscita el gas in caso di malfunzionamento.

Apparecchio senza fiamma pilota

Sistema presente nelle caldaie e scaldabagno istantanei di nuova generazione, che consente di eliminare la fiammella pilota presente nei modelli tradizionali.

Apparecchio di Tipo B

Apparecchio previsto per il collegamento a camino/canna fumaria o a dispositivo che evacua i prodotti della combustione all’esterno del locale in cui l’apparecchio è installato.

apparecchio tipo b e c Certificazione energetica
Apparecchio Tipo B e C

Il prelievo dell’aria comburente avviene nel locale d’installazione e l’evacuazione dei prodotti della combustione avviene all’esterno del locale stesso.

Apparecchio di Tipo C

Apparecchio il cui circuito di combustione (prelievo dell’aria comburente, camera di combustione, scambiatore di calore ed evacuazione dei prodotti della combustione) è a tenuta rispetto al locale in cui l’apparecchio è installato. Il prelievo dell’aria comburente e l’evacuazione dei prodotti della combustione avvengono direttamente all’esterno del locale.

Caldaia a condensazione (****)

Il potere calorifico superiore è la quantità di calore che si rende disponibile per effetto della combustione completa a pressione costante della massa unitaria del combustibile, quando i prodotti della combustione siano riportati alla temperatura iniziale del combustibile e del comburente.

Convenzionalmente si definisce potere calorifico inferiore “il potere calorifico superiore dimunuito del calore di condensazione del vapore dìacqua durante la combustione”.

Nelle caldaie tradizionali una parte dell’energia del combustibile è dispersa dal camino sotto forma di vapore acqueo. La tecnologia a condensazione recupera anche questa parte di energia, raffreddando il vapore acqueo e trasformandolo in acqua.

Questo processo è denominato ” condensazione”, perchè si recupera, appunto, il calore di condensazione. In definitiva, rispetto alle caldaie tradizionali, quelle a condensazione utilizzano una percentuale maggiore dell’energia fornita dal combustibile, il potere calorifico superiore.

Siccome convenzionalmente il rendimento di tutti i generatori è calcolato utilizzando il potere calorifico inferiore, risulta che la la caldaia a condensazione raggiunge un rendimento globale normalizzato maggiore del 100 %.

Pompa di calore

La pompa di calore è un apparecchio, alimentato a energia elettrica, in grado di prelevare calore da un ambiente freddo e trasferirlo ad un altro più caldo. In sostanza l’apparecchio funziona come un comune frigorifero.

La macchina preleva calore dall’aria fredda dell’ambiente esterno e lo cede ai locali che si vogliono riscaldare. Questo processo si può invertire durante l’estate: basta pompare il calore dall’interno della zona termica (raffrendandola) a quello dell’ambiente esterno.

La macchina “pompa di calore” è un sistema che permette di risparmiare energia primaria. Questo perchè la pompa di calore produce più energia termica di quella elettrica assorbita. Il sistema è in grado di cedere all’ambiente da riscaldare il calore (gratuito) assorbito dall’ambiente esterno freddo, maggiorato della parte corrispondente al lavoro meccanico del compressore trasformato in calore (consumo reale di energia).

Se l’energia termica erogata dal sistema è maggiore di quella elettrica fornita, il rapporto tra esse viene detto coefficiente di prestazione (COP), e si possono ottenere valori di COP pari circa a 4. In altre parole significa che per ottenere 4 kWh termici il compressore consuma solamente 1 kWh elettrico.

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