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Schema d'installazione idraulica che mostra l'insieme dei gruppi funzionali, delle valvole di sicurezza e dei sistemi di ricircolo anticondensa obbligatori per una caldaia a biomassa a norma.DISPOSITIVI FUNZIONALI PER IMPIANTI CON CALDAIE A LEGNA

Le caldaie a legna sono un’ottima alternativa alle caldaie alimentate con combustibili tradizionali. Il fatto che la legna sia un combustibile povero ed economico non esclude che gli impianti non abbiano subito un’evoluzione tecnologica con importanti miglioramenti e lo sviluppo di nuovi dispositiviidronici che ne assicurano un funzionamento ottimale e funzionale.
Di seguito riportiamo alcuni dispositivi primari che sono insostituibili nel realizzare un efficiente impianto di riscaldamento a legna.

ACCUMULATORE TERMICO INERZIALEDisegno tecnico in sezione di un accumulatore termico (puffer) che mostra la stratificazione termica dell'acqua, con i flussi caldi in alto e quelli freddi sul fondo.

Gli accumulatori termici inerziali, comunemente chiamati “Puffer”, vengono impiegati in abbinamento alle caldaie a biomassa ed hanno la funzione di immagazzinare le grandi quantità di calore prodotto dalla combustione delle cariche di combustibile immesse nel generatore.
Sono importanti per l’ottimizzazione di un sistema di riscaldamento specialmente quando il generatore è alimentato a legna, pellet o cippato e insostituibile quando il riscaldamento avviene con corpi scaldanti a bassa temperatura. Nei paesi europei più evoluti in questo campo (Austria, Germania, Svizzera) gli accumulatori rappresentano da molti anni un’esigenza primaria, tanto che molti produttori di caldaie non rilasciano certificato di garanzia per installazioni che non se ne avvalgano o che siano sotto dimensionati. Il dimensionamento avviene in base alla potenza della caldaia rispettando il valore minimo di 55L/kw o ancor meglio se si adotta il valore consigliato di 100L/kw. Per maggiori info clicca qui ...

Immagine di un bollitore sanitario che mostra gli attacchi idraulici esterni e una spaccatura dove sono visibili i doppi scambiatori a serpentino e i diffusori di stratificazione.BOLLITORE SANITARIA

I bollitori vengono impiegati negli impianti civili residenziali in abbinamento agli accumulatori termici inerziali e sono particolarmente indicati per la produzione di acqua calda sanitaria. Hanno la prerogativa di stoccare grandi quantità di acqua riscaldata pronta all’uso e di essere rapidi nell’erogare acqua calda nei periodi critici di punta.
Possono essere utilizzati con qualsiasi tipo di generatore di calore ed essere integrati in sistemi solari. Si sviluppano in verticale e normalmente sono dotati di uno o due scambiatori fissi a serpentino in cui scorrono i liquidi che concorrono a scambiare calore con l’acqua sanitaria contenuta nel serbatoio e sono immersi a "bagnomaria" nell'acqua sanitaria dell’apparecchio stesso.
Qualitativamente si differenziano tra di loro per il trattamento superficiale interno, possono essere rivestiti con resine termoresistenti, avere un semplice trattamento di vetrificazione o i più performanti essere trattati con doppio strato di smaltatura. Migliore è il tipo di trattamento più il bollitore durerà nel tempo e sarà in grado di resistere alle alte temperature e agli acidi, ai solventi, ai detergenti e naturalmente all’acqua.

La valvola di scarico di sicurezza termica è un dispositivo di sicurezza che ha la funzione di limitare e contenere la temperatura dell'acqua all'interno di caldaie a biomassa.VALVOLA DI SICUREZZA TERMICA

La valvola di scarico di sicurezza termica è un dispositivo che ha la funzione di limitare e contenere la temperatura dell’acqua nei generatori alimentati con combustibili solidi quale la legna, provvisti di scambiatore d’emergenza incorporato nella caldaia di serie.
Per evitare l’ebollizione al raggiungimento della temperatura di 95°C dell’acqua contenuta all’interno del generatore, in cui è immerso il sensore di rilevamento, la valvola incomincia ad aprirsi e a lasciar defluire l’acqua di raffreddamento all’interno dello scambiatore d’emergenza fino al raggiungimento della temperatura del generatore entro i limiti di sicurezza. Per maggiori info clicca qui ...

LIMITATORE DI TIRAGGIODettaglio di un regolatore di tiraggio fumi automatico a sportello da installare sulla canna fumaria per stabilizzare la depressione della caldaia.

I limitatori di tiraggio sono dispositivi che permettono di mantenere costante il tiraggio in qualsiasi condizione ambientale, di taratura e portata della combustione dell’apparecchio, senza alcuna ostruzione del passaggio fumi.
L’efficienza di un impianto fumario è soggetta agli influssi delle caratteristiche specifiche dei fumi e alle condizioni climatiche che possono variare, indipendentemente tra di loro, nell’arco della giornata e/o durante il periodo di funzionamento dell’impianto di riscaldamento. Una condizione importante per avere un buon funzionamento del sistema è quella di avere sempre all’interno del generatore uno stato stabile al fine di poter agevolmente controllare le emissioni e poter andare a variare eventualmente quei parametri che ne ottimizzano il funzionamento. Per maggiori info
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Dettaglio di una valvola miscelatrice termostatica anticondensa installata sulla tubazione di ritorno di una caldaia a combustibile solido.VALVOLA ANTICONDENSA

Quando si usano caldaie a legna il combustibile solido legnoso può contenere una percentuale variabile di umidità che, durante il ciclo di funzionamento del generatore, si trasforma in vapore all’interno della camera di combustione. Questo vapore acqueo, al contatto con le superfici interne fredde, crea uno strato di condensa che, unita agli scarti della combustione ed alla fuliggine, forma uno strato di incrostazione altamente infiammabile e nocivo per l’integrità del generatore stesso, in quanto attacca chimicamente le superfici metalliche limitandone la durata e l’efficienza.
La valvola anticondensa consente di mantenere le pareti del generatore a temperature relativamente alte, superiori al punto di rugiada, limitando in questo modo tale fenomeno e migliorando l’efficienza della combustione. 

Vista frontale di un gruppo di ricircolo anticondensa preassemblato dotato di valvola miscelatrice termostatica a punto fisso, circolatore elettronico, valvole con termometro integrato e guscio di isolamento termico.STAZIONE ANTICONDENSAVista frontale di un gruppo di ricircolo anticondensa preassemblato dotato di valvola miscelatrice termostatica a punto variabile, circolatore elettronico, valvole con termometro integrato e guscio di isolamento termico.

La stazione anticondensa ha la stessa funzione dell’omonima valvola e serve a mantenere il generatore di calore a una temperatura sempre al di sopra del punto di rugiada, qualunque sia la condizione d'utilizzo, prevenendo la condensa di vapore acqueo sulle strutture interne del generatore e sulle pareti della canna fumaria, migliorandone così l’efficienza della combustione, aumentandone la durata e riducendone le emissioni inquinanti. La stazione d’innalzamento della temperatura consente di collegare direttamente il generatore a combustibile solido all’accumulatore termico inerziale o, in casi particolari, al sistema di riscaldamento senza l’ausilio di altri dispositivi. Il sistema è pre-assemblato con tutti i componenti, circolatore, termometri e valvole d’intercettazione racchiusi in un unico box termo isolato ed è particolarmente indicato quando serve una stazione compatta con ingombri ridotti. Per maggiori info clicca qui

Cronotermostato elettronico digitale installato a parete per il controllo della temperatura interna, che mostra il display di programmazione e comanda l'avvio del circolatore di riscaldamento.SISTEMA REGOLAZIONE IMPIANTOQuadro di controllo elettronico in grado di gestire un gruppo di miscelazione idraulico con valvola motorizzata a tre vie e circolatore per la gestione della temperatura dell'acqua di mandata.

La regolazione dell’impianto di riscaldamento può essere eseguita:
  • a punto fisso, cioè con una temperatura di mandata fissa e indipendente dalle condizioni climatiche esterne. E’ il sistema di regolazione più semplice, la temperatura di mandata dell’acqua viene regolata manualmente con una valvola miscelatrice su cui si imposta di volta in volta la temperatura desiderata ed un termostato ambiente che ne attiva o meno il circolatore
  • a punto variabile o con curva climatica, cioè con un adeguamento costante della temperatura di mandata in funzione della temperatura esterna. E’ il sistema di regolazione più efficiente, la temperatura viene regolata automaticamente con una valvola miscelatrice azionata da un attuatore elettrico che varia in continuo la temperatura di mandata in base alla temperatura esterna. E’ il sistema che garantisce il maggior risparmio energetico, il minor costo gestionale e il miglior comfort.

Schema generico cicuito termo idraulico con caldaia legna ed accumulatore termico e sistema pannelli solari termiciSCHEMI CIRCUITI TERMO IDRAULICI PER CALDAIA A LEGNA CON LA TECNICA DELL'ACCUMULO

Come leggere senza difficoltà uno schema idraulico per capire un impianto

Come leggere e interpretare correttamente i circuiti termo idraulici nel mondo dell'impiantistica e dell'automazione industriale è una competenza fondamentale. La rappresentazione grafica di un circuito permette a chi lo consulta di avere una visuale completa e di comprendere all’istante il movimento del fluido, il tipo di trasmissione dell'energia e come i vari componenti interagiscono tra di loro.
In questo articolo, che ha una funzione puramente indicativa, analizzeremo i principali schemi termoidraulici che rappresentano graficamente il collegamento delle tubazioni e di tutti i componenti funzionali dell’impianto. Mostreremo i simboli dei principali dispositivi funzionali, quali: generatori di calore, accumulatori termici (puffer), bollitori, circolatori, valvole e attuatori e cercheremo di individuare la logica di funzionamento che governano i circuiti più diffusi nel settore.

Principali componenti degli schemi termo idraulici:

  • Generatori di calore - Rappresentano la fonte primaria per la produzione dell'energia termica da trasmettere all'acqua dell'impianto, i principali generatori possono essere: caldaie a legna, caldaie tradizionali, pompe di calore, termocamini, ecc ...
  • Sistemi di accumulo termico - Sono serbatoi altamente coibentati e studiati specificatamente per la conservazione in un tempo medio per la conservazione dell'acqua calda fino al momento dell'utilizzo
  • Bollitore sanitaria - Sono serbatoi dedicati esclusivamente alla produzione di acqua calda sanitaria
  • Collettori di distribuzione - Sono moduli preassembati preposti a miscelare, sia manualmente che automaticamente, l'acqua calda prodotta dal generatore o stoccata nel puffer per poi inviarla ai circuiti del riscaldamento.
  • Tubazioni di mandata - Sono linee teoriche, solitamente di colore rosso, che trasportano l'acqua calda verso gli utilizzatori
  • Tubazioni di ritorno - Sono linee teoriche, solitamente di colore blu, che trasportano l'acqua raffreddata dagli utilizzatori finali alla caldaia o all'accumulatore.
  • Dispositivi funzionali - Sono apparecchi che servono per garantire la sicurezza, la protezione e il controllo degli impianti, sono definiti da norme tecniche specifiche prestabiliti dagli organi competenti.

SCHEMA TERMO IDRAULICO CALDAIA LEGNA + PUFFER

Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata ad un accumulatore termico inerziale (Puffer) per solo riscaldamento.
Per maggiori info sui componenti principali:
Schema del circuito termoidraulico per caldaia a legna a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata a un puffer di accumulo termico per riscaldamento.
 
Schema del circuito termoidraulico per caldaia a legna a fiamma inversa BLAZE GREEN BG con puffer, bollitore sanitario a doppio serpentino e integrazione solare termico.
SCHEMA TERMO IDRAULICO CALDAIA LEGNA + PUFFER + BOLLITORE PE
Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata ad un accumulatore termico inerziale (Puffer) per solo riscaldamento e ad un bollitore con doppio scambiatore a serpentino, uno per la produzione di acqua sanitaria e l'altro per l'integrazione con un sistema solare termico o con un generatore secondario.
Per maggiori info sui componenti principali:
 
SCHEMA TERMO IDRAULICO CALDAIA LEGNA + PUFFER + SCALDAACQUA IN POMPA DI CALORE HPM
Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata ad un accumulatore termico inerziale (Puffer) per solo riscaldamento e ad una pompa di calore con un solo scambiatore a serpentino per la produzione di acqua sanitaria.
Per maggiori info sui componenti principali:

NB: Lo scalda acqua in pompa di calore ha solo una funzione illustrativa e bisogna fare riferimanto al modello che verrà adottato.

Schema del circuito termoidraulico per caldaia a legna BLAZE GREEN BG con puffer e integrazione pompa di calore per acqua sanitaria.
   
Schema del circuito termoidraulico per caldaia a legna BLAZE GREEN BG con puffer, pompa di calore e integrazione solare termico.

SCHEMA TERMO IDRAULICO CALDAIA LEGNA + PUFFER + SCALDAACQUA IN POMPA DI CALORE HPD

Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata ad un accumulatore termico inerziale (Puffer) per solo riscaldamento e ad una pompa di calore con doppio scambiatore a serpentino, uno per la produzione di acqua sanitaria e l'altro per l'integrazione con un sistema solare termico o con un generatore secondario. 
Per maggiori info sui componenti principali:

NB: Lo scalda acqua in pompa di calore HPD ha solo una funzione illustrativa e bisogna fare riferimento al modello che verrà adottato.

   

SCHEMA TERMO IDRAULICO CALDAIA LEGNA + PUFFER + BOLLITORE "TANK in TANK"

Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata ad un accumulatore termico inerziale (Puffer) per solo riscaldamento e ad un bolitore di tipo "TANK in TANK" per la produzione di acqua sanitaria; qualora venga scelto il modello con due scambiatori si potrà collegare sia un generatore di calore secondario e/o un sistema  di pannelli solari termici. Il bolitore è predisposto a ricevere una resistenza per l'eventuale collegamento con un sistema di pannelli fotovoltaici.
Per maggiori info sui componenti principali:
Schema del circuito termoidraulico per caldaia a legna BLAZE GREEN BG con puffer, bollitore Tank in Tank a doppio scambiatore e predisposizione fotovoltaico.
   
Schema del circuito termoidraulico per caldaia a legna BLAZE GREEN BG con accumulatore e bollitore tipo puffer flangiato e scambiatori intercambiabili in rame.

SCHEMA TERMO IDRAULICO CALDAIA LEGNA + PUFFER + BOLLITORE PSF2

Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata ad un accumulatore termico inerziale (Puffer) per solo riscaldamento e ad un bolitore di tipo "PUFFER FLANGIATO" per la produzione di acqua sanitaria; qualora vengano montate sulle flange gli scambiatori in rame si potrà collegare sia un generatore di calore secondario e/o un sistema  di pannelli solari termici. Il bolitore è predisposto a ricevere una resistenza per l'eventuale collegamento ad un sistema di pannelli fotovoltaici.
Per maggiori info sui componenti principali:
   
SCHEMA TERMO IDRAULICO CALDAIA LEGNA + PUFFER + BOLLITORE "SPIRA"
Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata ad un accumulatore termico inerziale (Puffer) per solo riscaldamento e ad un bollitore di tipo "SPIRA" per la produzione di acqua sanitaria in continuo; qualora venga scelto il modello con due scambiatori si potrà collegare sia un generatore di calore secondario e/o un sistema di pannelli solari termici. Il bolitore è predisposto a ricevere una resistenza per l'eventuale collegamento ad un sistema di pannelli fotovoltaici.
Per maggiori info sui componenti principali:
Schema del circuito termoidraulico per caldaia a legna BLAZE GREEN BG con puffer e bollitore tipo Spira per produzione acqua sanitaria in continuo.
   
Schema del circuito termoidraulico per caldaia a legna BLAZE GREEN BG con accumulatore combinato Tank in Tank e integrazione solare termico.
SCHEMA TERMOIDRAULICO CALDAIA LEGNA + ACCUMULATORE COMBINATO "TANK in TANK"
Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata ad un accumulatore termico combinato per riscaldamento e produzione di acqua sanitaria secondo il sistema "TANK inTANK". Questo accumulatore può avere al suo interno due scambiatori a serpentino, uno per collegare un secondo generatore di calore esterno ed il secondo scambiatore per collegare un sistema  di pannelli solari termici. L'accumualtore è predisposto a ricevere una resistenza per l'eventuale collegamento ad un sistema di pannelli fotovoltaici.
 
Per maggiori info sui componenti principali:
   

SCHEMA TERMOIDRAULICO CALDAIA LEGNA + ACCUMULATORE COMBINATO PSF2

Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata ad un accumulatore termico combinato per riscaldamento e produzione di acqua sanitaria secondo il principio di produzione in contuno. Il puffer viene fornito con due flange a cui possono essere applicati due scambiatori a serpentino in rame, uno per collegare un eventuale secondo generatore di calore ed il secondo per collegare un sistema  di pannelli solari termici. L'accumulatore è predisposto per ricevere una resistenza per un eventuale collegamento ad un sistema di pannelli fotovoltaici.
Per maggiori info sui componenti principali:
Schema del circuito termoidraulico per caldaia a legna BLAZE GREEN BG con puffer flangiato combinato e produzione acqua sanitaria in continuo.
   
Schema del circuito termoidraulico per caldaia a legna BLAZE GREEN BG con accumulatore combinato TOTAL sistema inox Spira per acqua sanitaria in continuo.

SCHEMA TERMOIDRAULICO CALDAIA LEGNA + ACCUMULATORE COMBINATO "SPIRA"

Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata ad un accumulatore termico combinato per riscaldamento e produzione di acqua sanitaria in continuo secondo il sistema "SPIRA". L'accumulatore combinato TOTAL, oltre a servire al riscaldamento, serve per la produzione di acqua sanitaria in continuo; qualora venga scelto il modello con due scambiatori si potrà collegare sullo scambiatore superiore un generatore di calore secondario e su quello inferiore un sistema d'integrazione con pannelli solari termici. Il bollitore è predisposto a ricevere una resistenza per l'eventuale collegamento ad un sistema di pannelli fotovoltaici.
Per maggiori info sui componenti principali:
   

SCHEMA TERMOIDRAULICO CALDAIA LEGNA + ACCUMULATORE TERMICO PS1 + PS2

Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata a due accumulatori termicio inerziali (Puffer) per solo riscaldamento. I puffer vengono collegati in serie e, prima che l'acqua calda di mandata della caldaia venga immessa nell'accumulatore questa, se richiesto dalla distribuzione alle varie utenze, può essere prelevata direttamente dal sistema di distribuzione. Impiegando questo tipo di collegamento è interessante osservare che, nel caso in cui il sistema sia freddo come nelle prime fasi di combustione, e con valvola anticondensa aperta, l'acqua calda viene subito distribuita agli appartamenti e solo in una seconda fase stoccata nei serbatoi.
Per maggiori info sui componenti principali:
Schema del circuito termoidraulico per caldaia a legna BLAZE GREEN BG con puffer combinato flangiato e scambiatori in rame per acqua sanitaria in continuo.
   
Schema idraulico con caldaia legna, due accumulatori termici collegati in serie con prelievo diretto per la distribuzione e bollitore sanitario.
SCHEMA TERMO IDRAULICO CALDAIA LEGNA + ACCUMULATORI TERMICI PS1+PS2 + BOLLITORE PE
Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata a due accumulatori termici per riscaldamento e un bollitore con uno o due scambiatori fissi a serpentino per la produzione di acqua sanitaria. I puffer vengono collegati in serie e, prima che l'acqua calda di mandata della caldaia venga immessa nell'accumulatore questa, se richiesto dalla distribuzione alle varie utenze, può essere prelevata direttamente dal sistema di distribuzione. Impiegando questo tipo di collegamento è interessante osservare che, nel caso in cui il sistema sia freddo come nelle prime fasi di combustione e con valvola anticondensa aperta, l'acqua calda viene subito distribuita alle utenze e solo in una seconda fase stoccata nei serbatoi.
 Per maggiori info sui componenti principali:
   
SCHEMA TERMO IDRAULICO CALDAIA LEGNA + ACCUMULATORI TERMICI PS1+PS2 + BOLLITORE PE + GAS
Schema circuito termo idraulico con caldaia alimentata a legna con gassificazione a fiamma inversa BLAZE GREEN BG abbinata a due accumulatori termici per riscaldamento e un bollitore con uno o due scambiatori fissi a serpentino per la produzione di acqua sanitaria.  I puffer vengono collegati in serie e, prima che l'acqua calda di mandata della caldaia venga immessa nell'accumulatore questa, se richiesto dalla distribuzione alle varie utenze, può essere prelevata direttamente dal sistema di distribuzione. Impiegando questo tipo di collegamento è interessante osservare che, nel caso in cui il sistema sia freddo come nelle prime fasi di combustione e con valvola anticondensa aperta, l'acqua calda viene subito distribuita al riscaldamento e solo in una seconda fase stoccata nei serbatoi.
 Per maggiori info sui componenti principali:
NB: La caldaia gas ha solo una funzione illustrativa e si deve fare riferimanto al modello che verrà adottato.
Schema idraulico con caldaia legna, due accumulatori termici collegati in serie con prelievo diretto per la distribuzione, bollitore sanitario e integrazione a gas.

Una catasta di legna da ardere spaccata e ordinata in fase di stagionatura all'aperto, sollevata da terra e protetta da una tettoia superiore per ridurre l'umidità.LEGNA DA ARDERE: LA PREPARAZIONE

Per avere una combustione ottimale è basilare avere della legna ben stagionata con una ridotta umidità. Per far perdere progressivamente l’umidità il legno viene conservato all’aperto, al riparo dalla pioggia, fino al raggiungimento dell’umidità ambientale d’equilibrio. Normalmente un'essiccazione media ottimale per la legna da ardere è di due anni o meglio quando l’umidità raggiuge meno del 20%.

ABBATTIMENTO DELL'ALBERO

Un buon processo di stagionatura inizia dal periodo in cui si abbatte l’albero, un tempo questo meccanismo era noto e veniva rispettato, si sapeva dell’importanza delle stagioni e in particolar modo dell’influenza delle fasi lunari. La regola diceva che la si doveva tagliare in ottobre, nel primo quarto di luna crescente, nei primi sette giorni dunque dopo la luna nuova di ottobre.
Più in generale si può affermare che la legna da ardere andrebbe tagliata dopo il solstizio d’inverno in luna calante, cioè quando inizia l’inverno e le giornate incominciano ad allungarsi (giorno in cui la durata delle ore diurne è minima e quella delle ore notturne massima), cioè il 21 dicembre.
Nonostante ciò non esiste una luna migliore in assoluto per il taglio di alberi destinati alla combustione, ma questo dipende dall’essenza della legna e dall’utilizzo che se ne vuole fare, più specificatamente:Catasta di legna da ardere posta ad essiccare sotto una tettoia, questa procedura serve a far asciugare la legna e ad abbassare l’umidità al 20%

  • la legna da camino andrebbe abbattuta in luna calante fino al mese di febbraioo e non nello stesso periodo della legna impiegata in altri tipi di generatori di calore. La tipologia di questa combustione richiede una fiamma abbastanza voluminosa e vivace, altrimenti non riesce a svilupparsi soddisfacentemente in un ambiente a camera aperta e dove l’aria comburente è convogliata e prelevata alla base del fuoco
  • La legna da stufa andrebbe abbattuta in luna crescente poiché in fase di luna crescente il legno è maggiormente irrorato di linfa la quale con il taglio si libera velocemente lasciando le fibre vuote e questo consente una buona resa combustiva anche in condizioni di scarsa ventilazione come all'interno di una stufa tradizionale
  • la legna da caldaia ha bisogno di avere una grande resa calorica e questa prerogativa si ottiene tagliando a novembre, febbraio o l'ultima decade di marzo, sempre nel rispetto delle fasi lunari.

ESSICCAZIONE

A prescindere dal periodo di abbattimento dell’albero il legno presenta comunque un contenuto d’acqua abbastanza elevato che varia in base all’essenza.  Dato per scontato che è innegabile l’utilizzo di legna che abbia un basso indice d’umidità è importante di conseguenza eseguire una buona essicazione, indicativamente è consentita un’umidità massima del 25%, anche se è consigliata che sia inferiore al 20%.

LA RIDUZIONE DEL CONTENUTO D'ACQUA NELLA LEGNA DA ARDERE AVVIENE IN DUE FASI:

  • la prima lasciando i tronchi accatastati all’aperto per circa un anno. Sarebbe opportuno coprirli superiormente con un telo o delle lamiere, lasciando liberi i fianchi in modo che l’aria possa circolare liberamente. Ancor meglio sarebbe ridurre i tronchi in spacconi da 1 metro, l’essiccazione sarebbe più rapida03 400x360 Misurazione umidita legna da rdere
  • la seconda stagionatura avviene dopo quando la legna viene ridotta in ciocchi.

IL PROCESSO D'ESSICCAZIONE E' INFLUENZATO DA DIVERSI FATTORI AMBIENTALI:

  • calore: in base alla temperatura dell’aria l’evaporazione dell’acqua è più o meno veloce
  • umidità relativa: determina la capacità di essicazione, la temperatura dell’aria è inversamente proporzionale all’umidità relativa dell’aria. All’aumentare della temperatura diminuisce l’umidità relativa
  • moto dell’aria: il movimento dell’aria, meglio se calda, asciuga più velocemente i pezzi di legna in quanto l’evaporazione dell’acqua superficiale viene velocizzata e questo permette a quella contenuta negli strati più interni di affiorare più velocemente per capillarità ed a sua volta di evaporare

PER AVERE UNA BUONA ESSICCAZIONE E' OPPORTUNO SEGUIRE ALCUNE REGOLE AUREE:

  • non posizionare la legna spaccata direttamente sul pavimento, ma leggermente sollevata da terra. Quest’accortezza permette la circolazione dell’aria ed evita il contatto con il pavimento che potrebbe essere umido. Una soluzione potrebbe essere quella di posizionare la catasta su dei pallet o su delle stanghe di legno perpendicolari ai ciocchi
  • non addossare la legna alla parete posteriore del deposito, ma lasciare uno spazio di circa 10cm in modo da creare un’intercapedine ventilata
  • dare stabilità alla catasta intercalando ogni tanto dei pezzi di legna che siano a contatto con la parete posteriore del deposito o con la pila precedente
  • legare le varie pile tra di loro con dei pezzi di legno posti a cavallo delle stesse
  • incrociare i ciocchi di legno nelle zone di testata per conferire stabilità alla struttura. Per una maggiore sicurezza ed evitare eventuali cedimenti laterali si può interporre ad ogni metro d’altezza delle assicelle o degli spezzoni di lunghezza 100/150cm
Differenza tra fiamma inversa e fiamma assiale

Confronto tecnico tra sistemi di combustione della legna. Scopri come funzionano le caldaie a fiamma inversa e a fiamma assiale contro il creosoto.CONFRONTO TRA GASSIFICAZIONE A FIAMMA ASSIALE E FIAMMA INVERSA

In una caldaia a legna con il sistema di combustione tradizionale il vano di carico e la camera di combustione sono un’unica cosa e tutta la legna in essa contenuta viene integralmente coinvolta nel processo di decomposizione termochimico. Nella combustione a fiamma inversa il vano di carico e la camera di combustione sono due vani distinti, il luogo dove viene stoccata la legna è posto nella parte alta della caldaia e la camera di combustione è nella parte sottostante, nel frammezzo è posto un piano di divisione con la feritoia per il passaggio della fiamma.
Nella combustione a fiamma assiale il vano di carico e la camera di combustione sono anch’essi due vani distinti, ma lo stoccaggio della legna è posto nella parte anteriore della caldaia e la camera di combustione in quella posteriore; la divisione dei due vani è costituita dalla parete verticale della camera di combustione opportunamente sagomata e con la feritoia per lasciar passare la fiamma posta frontalmente.

DESCRIZIONE GASSIFICAZIONE A FIAMMA INVERSASezione tecnica longitudinale di una caldaia a legna a fiamma assiale che mostra lo sportello di carico superiore, il vano anteriore del combustibile, la feritoia inferiore per il passaggio della fiamma verso la camera di combustione posteriore e il relativo giro fumi terminale.

Le caldaie a legna con gassificazione a fiamma inversa o rovesciata sono generatori di calore alimentati con legna pezzata. Esistono due tipologie di caldaie: le soffiate e le aspirate, nel primo caso il ventilatore è posto nella parte frontale, mentre nelle seconde è posto posteriormente, sul condotto di uscita dei fumi, in questo caso sarebbe più corretto parlare di aspiratore invece di ventilatore.
In entrambi i casi le fiamme non potendosi sviluppare verso l’alto non coinvolgono nel ciclo di combustione tutto il carico di legna, ma solo la parte inferiore. I gas che si generano a seguito della pirolisi sono spinti (caldaia soffiata) o aspirati (caldaia aspirata), attraverso una feritoia posta alla base del vano di carico, nella parte sottostante dove è posta la camera di combustione, qui i gas vengono miscelati con l’aria comburente secondaria e si incendiano sviluppando grandi quantità di calore con temperature elevatissime che possono raggiungere i 1000÷1100°C. Data l’elevata temperatura raggiunta nella fase di combustione la camera di combustione deve necessariamente essere in materiale refrattario ad alta resistenza termoDettaglio tecnico della zona di combustione e della camera inferiore in refrattario delle caldaie a fiamma inversa. Funzione dell'ugello e aria secondaria. meccanica. Una camera di combustione in metallo, anche se in acciaio refrattario, subirebbe delle deformazioni permanenti e le lamiere e le saldature sarebbero sottoposte a tensioni tali che porterebbero in breve tempo a gravi cedimenti strutturali.
Una caldaia a legna con gassificazione a fiamma inversa, rispetto ad una caldaia a fiamma assiale, presenta alcune differenze:
  • il carico del combustibile avviene frontalmente
  • la camera di combustione è posta sotto al vano di carico, ne deriva che l’altezza totale della caldaia è maggiore
  • la cenere si deposita nella camera di combustione, non è possibile raccoglierla direttamente in un cassetto; le alte temperature lo accartoccerebbero
  • la pulizia della camera di combustione dovrebbe essere giornaliera per non avere troppa cenere che vi staziona regolarmente
  • non è possibile utilizzare scarti derivanti dall'industria del legno, quali: trucioli, segatura, ecc… , ma solo scarti di grande pezzatura perché quelli piccoli potrebbero passare attraverso la feritoia
  • la fiamma ha uno sviluppo innaturale, dall’alto verso il basso, e la sua lunghezza è abbastanza ridotta

DESCRIZIONE GASSIFICAZIONE A FIAMMA ASSIALESpaccato caldaia a legna con gassificazione a fiamma assiale

Le caldaie a legna con gassificazione a fiamma assiale sono generatori di ultima generazione alimentati con legna pezzata, vengono impropriamente definite “a doppia camera di combustione”, perché il vano di carico viene scambiato come prima camera di combustione e la parte posteriore come seconda. Il fraintendimento deriva dal fatto che nella parte bassa del vano di carico ha inizio la prima parte del ciclo di combustione e anche se sono presenti le fiamme dell’accensione non si può considerare questa come camera di combustione, in quanto si ha una bassa produzione di calore con temperature di soli ~300÷400°C. E’ nel vano posteriore completamente in refrattario ad alta resistenza termo meccanica, la cosiddetta “seconda camera di combustione”, dove avviene il vero e proprio processo di trasformazione in energia termica con lo sviluppo di grandi quantità di calore e il raggiungimento di temperature superiori ai 1000÷1100°C. Nella caldaia a fiamma inversa un ventilatore aspirante posto sul condotto d'uscita dei fumi obbliga la fiamma a “rovesciarsi” e a invertire il suo andamento naturale che è dal basso verso l’alto. Nella caldaia a fiamma assiale invece la fiamma viene traslata lateralmente e poi lasciata sviluppare in modo naturale dal basso verso l’alto.Dettaglio del passaggio fiamma nelle caldaie a legna con gassificazione a fiamma assiale.
Una caldaia a legna con gassificazione a fiamma assiale, rispetto ad una caldaia a fiamma inversa, presenta alcune differenze:
  • il carico del combustibile è più agevole in quanto avviene dall'alto
  • la camera di combustione è posteriore al vano di carico, per questa ragione l’altezza del corpo caldaia è minore
  • il cassetto della cenere è posto sotto alla griglia del vano di carico e ne raccoglie la cenere mano a mano che cade
  • è possibile utilizzare scarti derivanti dall'industria del legno, quali: trucioli, segatura e altri scarti del legno, a patto che vengano intercalati alla legna
  • la fiamma si sviluppa naturalmente in verticale dal basso verso l’alto
  • la camera di combustione verticale consente di avere un percorso più lungo garantendo ai gas un tempo maggiore di permanenza e quindi una combustione più completa

Antica caldaia a basamento in ghisa per il riscaldamento a legna e carbone dei primi del Novecento, con sportelli di carico massicci e struttura modulare pesante.EVOLUZIONE DELLE CALDAIE A LEGNA

La continua ricerca, l’evoluzione tecnologica e l’esperienza accumulata dai costruttori di caldaie, specialmente austriaci e tedeschi, ha permesso di sviluppare generatori di calore sempre più evoluti, più performanti e meno inquinanti.  Si è passati dalle caldaie a fiamma tradizionale, ormai obsolete, a quelle di ultima generazione con gassificazione a fiamma inversa o assiale. Questi ultimi generatori di calore hanno un controllo ottimale delle varie fasi della combustione e quando abbinati ad un accumulatore termico inerziale, opportunamente dimensionato, raggiungomo prestazioni inimmaginabili fino a pochi decenni addietro. 

                                         

 CALDAIA A FIAMMA TRADIZIONALESchema in sezione di una caldaia a legna tradizionale a fiamma naturale, con evidenza del focolare unico in cui tutta la legna brucia contemporaneamente con produzione di elevate emisssioni inquinanti.

Nelle caldaie a legna con combustione a fiamma tradizionale il combustibile contenuto nel vano di carico viene integralmente coinvolto nel processo di combustione e tutta la carica entra a far parte del processo termochimico, con una grande produzione di calore, difficile da controllare, e una produzione consistente di residui carboniosi. Questo tipo di combustione è troppo squilibrata perché non è possibile avere una regolazione ottimale dell’aria comburente secondaria. Quando la regolazione è adatta alla componente gassosa non può esserlo per la parte solida e viceversa, di conseguenza ne risulta un basso rendimento, una elevata produzione di scarti, ancora in grado di fornire elevate quantità di energia termica, ed elevati indici di emissioni inquinanti. 

 

CALDAIA A FIAMMA SEMI ASSIALESchema in sezione di una caldaia a legna a fiamma semi-assiale, che mostra il vano di carico unico abbinato a un condotto verticale posteriore in materiale refrattario per la post-combustione.

Le caldaie a legna con combustione a fiamma “semi-assiale” sono l'evoluzione di quelle a fiamma tradizionale e sono l'anello di congiunzione con quelle più moderne a fiamma assiale. Viene richiesto un maggior tiraggio alla canna fumaria anche se continua ad essere di tipo naturale. La camera di combustione corrisponde ancora al vano di carico e gli scambiatori sono posti sempre nella parte superiore della caldaia. Si può notare la presenza di un condotto verticale di post combustione in materiale refrattario, un sistema innovativo per i tempi passati che cercava di controllare e gestire al meglio i gas infiammabili. L'applicazione del condotto posteriore è una geniale intuizione, preludio al passaggio definitivo della gassificazione a fiamma assiale. Con il sistema “semi-assiale” il rendimento viene migliorato, la percentuale dei gas incombusti diminuisce, ma la combustione è instabile con fasi alterne e non è ancora ottimale.

 

CALDAIA CON GASSIFICAZIONE A FIAMMA ASSIALESchema in sezione longitudinale di una caldaia a gassificazione a fiamma assiale, con evidenza del vano di carico anteriore per la pirolisi e della camera refrattaria posteriore ad alta temperatura.

Le caldaie a legna con gassificazione a fiamma assiale sono generatori di ultima generazione alimentati con legna pezzata e vengono impropriamente definite “a doppia camera di combustione”, perché il vano di carico viene inteso come prima camera di combustione e la parte posteriore come seconda. Il fraintendimento è dovuto al fatto che nella parte bassa del vano di carico, sulla griglia, si intravedono braci e fiamme, ma in questa fase le temperature sono medio/basse ed è in questa fase che si generano i vari gas, altamente infiammabili, che si liberano in seguito al processo di pirolisi. Una volta aspirati nella parte posteriore i gas vengono incendiati ed è qui che si completa il processo termochimico, con il raggiungimento di temperature superiori ai 1000°C.

 
CALDAIA CON GASSIFICAZIONE A FIAMMA INVERSACaldaia a Fiamma Inversa: Ventilatore e giro fumi.

Le caldaie a legna con gassificazione a fiamma inversa o rovesciata sono generatori alimentati con legna pezzata. La fiamma è obbligata a migrare verso il basso attraverso una feritoia posta inferiormente sul vano di carico, L’inversione della fiamma si può ottenere per depressione con un ventilatore aspirante posto posteriormente, dopo la camera di combustione, o per soffiatura con un ventilatore premente, posto anteriormente alla camera di combustione. Pur essendo entrambi i sistemi validi, nelle caldaie di alta qualità viene preferito il sistema aspirato perché, anche se più costoso, tende a staccare molto meno la fiamma dalla brace e la combustione è più fluente e continua.

 

 

 

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