Impianti di riscaldamento: sistemi di produzione e distribuzione del calore

29/10/2015 - Con l’inverno alle porte e con l’arrivo del primo freddo è necessario riaccendere e revisionare gli impianti di riscaldamento utili al comfort termico della propria abitazione.
 
Un impianto di riscaldamento può essere centralizzato (spesso nei condomini con più di tre piani), quando c’è un’unica caldaia molto potente che serve più unità immobiliari, o autonomo se ogni unità immobiliare è dotata di un sistema di produzione dell’energia. L'impianto di riscaldamento, è composto da sistemi di produzione di calore (come la caldaia) e sistemi di trasmissione del calore (come i radiatori).
 

Impianti di riscaldamento: generatori di calore

Gli impianti di riscaldamento si classificano per il tipo combustibile (carbone, gasolio, gas, legna, ecc) o la fonte di energia usata (geotermica, solare o elettrica, ecc) per riscaldare l'aria, l'acqua o il vapore che viene convogliato nei punti di destinazione. Solitamente l'impianto di riscaldamento è abbinato all'impianto di produzione di acqua calda sanitaria.
 
Uno dei sistemi più diffusi è la caldaia.
 

Caldaie

La caldaia è un’apparecchiatura che trasforma l’energia di combustibili in calore e lo rende disponibile in un circuito contenente acqua o vapore che ha la funzione di distribuire il calore negli ambienti ed eventualmente nell’acqua dell’impianto sanitario. In altri termini, il suo principio è di riscaldare dell’acqua che viene trasmessa successivamente agli emettitori di calore dell’abitazione. 
 
Le caldaie si classificano in funzione: della potenza termica nominale (caldaie murali, a basamento o a fiamma inversa), del luogo d’installazione (caldaie da interno o da esterno), del tipo di tiraggio dell’aria (a camera stagna, a camera aperta), del combustibile (gas, metano, gpl, gasolio, pellet, legna) e della tecnologia di scambio (a condensazione o tradizionali).
 
Caldaie murali
Questa tipologia di caldaie, installata al muro, è particolarmente adatta per l’uso domestico in quanto è abbastanza compatta; è inoltre dotata di scambiatori in acciaio austenitico, capaci di resistere alle temperature di fiamma ed alla corrosione legata al processo di combustione.
 
Le caldaie murali a camera aperta con canna fumaria a tiraggio naturale (che preleva dall'ambiente in cui è installata l'aria che serve per la combustione) devono essere collocate all'esterno della casa o in appositi locali aerati, mentre quelle a camera stagna a tiraggio forzato (in cui il prelievo e l'espulsione dell'aria avvengono direttamente dall'esterno) possono essere installate anche all’interno dell’appartamento. 
 
Se si ha l’esigenza di installare la caldaia all’esterno si potrebbe optare per GENUS EXT di ARISTON THERMO progettata espressamente per l'installazione all'esterno grazie all’eccezionale resistenza al freddo (fino a -15°C) e alla protezione elettrica da acqua e polveri che raggiunge i massimi livelli. Inoltre grazie alla gestione intelligente è in grado di scegliere, a seconda delle performance richieste, il miglior regime di funzionamento in base alle condizioni ambientali rilevate dai dispositivi interni ed esterni connessi, ottenendo in questo modo un elevato rendimento termico e riducendo gli sprechi energetici.
 

 
Tra le caldaie a camera stagna e tiraggio forzato c’è ZEUS Superior kW di IMMERGAS, una caldaia pensile con bollitore in acciaio inox ideale in tutte quelle installazioni che prevedono l’utilizzo contemporaneo di più servizi.
 


 
Caldaia a condensazione
In questo nuovo tipo di caldaia il calore dei gas combustibili viene recuperato, a differenza dei modelli tradizionali in cui viene espulso con i fumi di scarico, e condensato e riutilizzato nel processo di riscaldamento. Essendo totalmente a tenuta stagna, possono essere inserite in qualsiasi ambiente domestico, previa installazione di un tubo di scarico dell'acqua di condensa, che può essere convogliata nella rete delle acque nere o bianche.
 
Le caldaie a condensazione consentono un notevole risparmio energetico e producono un minore inquinamento. Il loro costo è superiore del 30-40% rispetto alle caldaie tradizionali, ma viene ammortizzato in un arco di tempo ridotto in quanto il loro rendimento è superiore, in media, del 10-15 per cento.
 
Tuttavia una caldaia a condensazione non conviene a tutti, ma dipende molto dalla tipologia di abitazione e dallo stile di vita degli inquilini; le caldaie a condensazione infatti hanno prestazioni migliori a temperature basse (quando i termosifoni sono regolati in modo da non essere troppo caldi) e quando si usa molto il riscaldamento a causa del clima più rigido. Una caldaia tradizionale quindi può essere preferibile (a livello economico) se l’abitazione è spesso vuota durante il giorno e quindi la caldaia è spenta per molte ore, in quanto, pur essendoci dei risparmi di metano, sarebbe difficile ammortizzare in tempi ragionevoli il costo iniziale d’acquisto. Tuttavia una caldaia a condensazione risulta essere meno inquinante rispetto ad una tradizionale.
 
Tra le caldaie a condensazione c’è ecoBLOCK plus di VAILLANT che regola e monitorizza elettronicamente la combustione per assicurare sempre il minor consumo di gas garantendo il massimo rendimento; la caldaia infatti si regola automaticamente ed in modo continuo, come se fosse assistita ogni 30 secondi.
 


La maggior parte delle caldaie è a gas metano o a GPL. Le caldaie a gas metano sono molto diffuse perché la distribuzione della rete del gas metano è capillare mente quelle a GPL (che necessitano di una cisterna per immagazzinare il gas) sono usate dove non arriva il metano. Generalmente la scelta del tipo di combustibile da utilizzare viene fatta secondo una stima dei costi/rendimenti che ogni tipo di caldaia offre.
 
Tra le caldaie a gas metano c’è CONDEXA PRO di Riello che consente di avere elevati rendimenti e basse emissioni inquinanti.
 


Le caldaie elettriche funzionano in maniera simile a quelle a gas, la differenza sostanziale risiede nel fatto che sono alimentate dalla corrente elettrica. Dato il costo maggiore dell’energia elettrica rispetto al gas sono sconvenienti dal punto di vista economico; possono però risultare convenienti se usate in abbinamento ad un impianto fotovoltaico. Le caldaie elettriche infatti possono essere considerate ad emissioni zero perché non producono fumi nell’ambiente (perché non vi è combustione). Inoltre non ci sono vincoli normativi stringenti per l’installazione o la manutenzione (a differenza di quanto accade per quelle a gas) in quanto basta un semplice allacciamento alla rete elettrica con contatore.
 
Un esempio di caldaia integrata con tecnologia solare è SOLAR BOX di BERETTA un sistema integrato termoautonomo ad incasso che consente di avere, nel minore spazio possibile, un sistema solare completo.
 

 
Tra i sistemi intelligenti per il riscaldamento troviamo anche ELFOSystem GAIA Maxi di Clivet che gestisce il riscaldamento, il raffreddamento, la produzione di acqua calda sanitaria, il rinnovo e purificazione aria di abitazioni di grandi dimensioni, privilegiando l’impiego delle fonti rinnovabili.
 

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Pompe di calore

Le pompe di calore (PdC) sono apparecchiature che prelevano calore da un ambiente e, innalzandone la temperatura, lo rendono disponibile ad un ambiente più caldo. Ad esempio, per il riscaldamento invernale di un edificio, una pompa di calore opera sottraendo calore all’ambiente esterno, per fornirlo agli spazi interni, mantenendoli al caldo. Per far avvenire questo processo, opposto a quello spontaneo in cui il calore si trasferisce da un corpo più caldo a uno più freddo, le pompe di calore consumano una certa quantità di energia che può essere fornita, a seconda della tecnologia impiegata, sottoforma di energia elettrica oppure di gas. Esistono pompe di calore che prelevino calore dall’aria, dall’acqua o dal terreno. Tali soluzioni sono particolarmente indicate in abbinamento ad impianti radianti.
 
Lo scaldacqua a pompa di calore è un’ulteriore applicazione della pompa di calore elettrica, che consente di produrre ed accumulare l’acqua calda sanitaria in sostituzione dei comuni boiler elettrici. Alcune pompe di calore possono anche funzionare per il raffrescamento estivo degli ambienti e in questo caso vengono dette reversibili.
 
Se si vuole utilizzare per il riscaldamento una pompa di calore si potrebbe optare per SHERPA di OLIMPIA SPLENDID una pompa aria-acqua che cattura l’energia presente nell’aria e la moltiplica; per ogni KW consumato, ne produce cinque di energia termica. Inoltre la logica di funzionamento tiene conto della stagione climatica, della richiesta di carico termico e regola di conseguenza le frequenze del motore sulla base della differenza tra temperatura dell’ambiente esterno e temperatura di mandata dell’acqua.
 

 
Se si volesse integrare il sistema con “comandi intelligenti” si può optare per la pompa di calore ad alta efficienza di REHAU capace di raggiungere temperature di mandata fino a 62°C e dotata di NAVIGATOR, un sistema di regolazione intelligente ed intuitivo con contatore di calore incorporato per il calcolo della resa termica, collegabile ad internet per il controllo e la gestione a distanza da smartphone, tablet o notebook.
 

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Termocamini

Il termocamino è un sistema di riscaldamento domestico che prevede l’utilizzo di legna o pellet come combustibile, ai quali possono essere affiancati anche quelli tradizionali (gpl, metano o gasolio). Si tratta di un camino a camera chiusa, con uno sportello di vetro termico richiudibile, che consente maggiore efficienza rispetto a quello a camera aperta, grazie al recupero di buona parte del calore prodotto che altrimenti si disperderebbe nella canna fumaria.

L'acqua del circuito dei termosifoni si riscalda circolando nello scambiatore di calore all'interno dell'intercapedine del termocamino e rientra in circolo nell'impianto di riscaldamento. Questo sistema di riscaldamento permette infatti la diffusione del calore in casa ottimizzando i costi e offrendo numerosi vantaggi in termini di efficienza.
 
Tra i termocamini a legna c’è FORMA T95 DX/SX WOOD di MCZ GROUP dal funzionamento a convezione naturale e con apertura saliscendi del vetro. E' possibile abbinarlo al sistema Comfort Air che consente di canalizzare l’aria calda in più ambienti anche non comunicanti.
 


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Impianti di riscaldamento: terminali di trasmissione del calore

In un impianto di riscaldamento, dopo aver prodotto il calore è necessario diffonderlo nei vari ambienti e per farlo si utilizzano degli scambiatori di calore acqua-aria. Generalmente questi terminali sono di tre tipi: i termosifoni (o radiatori), in cui lo scambio di calore avviene soprattutto per convezione, i ventilconvettori, con scambio essenzialmente convettivo in regime di convezione forzata e i pannelli radianti (sistema più invasivo dei primi due), con trasmissione del calore soprattutto per via radiativa e in parte convettiva.
 

Radiatori

I radiatori sono i terminali di un impianto di riscaldamento, posti in ogni stanza della casa, che hanno lo scopo di cedere il calore all’ambiente. Il termosifone è costituito infatti da tubature collegate alla caldaia grazie alle quali è possibile lo spostamento del calore creato dalla combustione del gas. I principali materiali utilizzati per realizzare un radiatore sono: la ghisa, l'acciaio e più recentemente l'alluminio.
 
Le forme dei termosifoni possono essere diverse ma è importante dimensionarli adeguatamente e scegliere il corretto posizionamento nell’ambiente valutando alcuni parametri come la geometria del locale, il rapporto tra le superfici vetrate ed opache e le esigenze architettoniche e di arredo. Solitamente sono rettangolari e ultimamente, per meglio distribuire il calore nella stanza sono stati realizzati dei termosifoni tubolari che riescono a massimizzare la resa termica.
 
Un esempio di radiatore tubolare è offerto da ARDESIA di CORDIVARI studiato in modo da massimizzare le rese termiche, facilitare la sua pulizia ed assicurare un corpo scaldante adatto a soddisfare le esigenze più varie, sia in caso di nuove installazioni che di ristrutturazioni. 
 

 
Tra i radiatori attenti al design ci sono i Termoarredi, una soluzione ottimale per riscaldare la casa arredandola.
 
Tra quelli con funzionamento a bassa temperatura c’è TT | Termoarredo orizzontale di ANTRAX IT radiators & fireplaces, soluzione ottimale all’interno di abitazioni ad alta efficienza termica (casa passiva, classe A e B) e in caso di sostituzione o ristrutturazione di edifici esistenti.
 

 
Infine una soluzione innovativa per il riscaldamento degli ambienti è CERAMIC HYBRID INFRARED PANEL di Infralia, un pannello ceramico ibrido a infrarossi che emana calore quanto una pietra calda, non seccando l'aria e con un risparmio di elettricità del 30%. Il pannello infatti combina due tipi di riscaldamento: infrarossi a onda lunga e convezione termica, in questo modo riscalda uniformemente l'ambiente e mantiene un microclima confortevole.
 

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Ventilconvettori

I ventilconvettori sono corpi scaldanti che, grazie ad a un ventilatore elettrico, diffondono negli ambienti aria calda o fredda, assicurando un buon ricambio d’aria e una buona climatizzazione, con una temperatura abbastanza uniforme in ogni ambiente. Inoltre a differenza dei radiatori (che trasmettono parte del calore alle pareti su cui sono installati) i ventilconvettori cedono calore direttamente all’aria circostante che in questo modo si riscalda.
 
Anche il loro posizionamento è più versatile rispetto ai termosifoni; possono essere posti a pavimento e a soffitto; nel caso di installazione a pavimento, la mandata dell’aria può avvenire lateralmente o verso l’alto, mentre la ripresa può essere effettuata lateralmente o dal basso.
 
I ventilconvettori inoltre consentono un buon risparmio energetico infatti funzionano con acqua calda alla temperatura di circa 45-50 °C (inferiore ai 60-70 °C che servono per i radiatori). Date le temperature di esercizio sono adatti per funzionare in abbinamento a caldaie a condensazione, pompe di calore e impianti solari termici.
 
Un esempio di ventilconvettore per riscaldare e raffrescare è WARM COIL di Termal Group che consente di trasmettere calore sia per convezione forzata sia per effetto radiante, unendo silenziosità e compattezza (solo 13 cm di profondità).
 

 
Per coloro che preferiscono soluzioni ad incasso c’è Bi2 SLI di OLIMPIA SPLENDID GROUP, un ventilconvettore ad incasso che riscalda, climatizza e deumidifica in 12,6 cm di spessore, incassabile a muro o a soffitto.
 

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