Speciale 52
Le ultime tecnologie per pellet, legna e biomasse
Alcuni contenuti di questo speciale:
Articolo
di Andrea Bernardi
Caldaie, stufe e idrostufe a pellet: caratteristiche ed evoluzione tecnologica
In questi anni l’introduzione delle caldaie e idrostufe alimentate a pellet di legna ha creato un nuovo mercato nel panorama del riscaldamento. Questo settore ha fatto nascere nuove aziende, mentre aziende storiche hanno convertito parte delle loro strutture verso la produzione di questa nuova tipologia di caldaie.
Questo ha creato una spinta per generare una considerevole ricerca tecnologica verso la creazione del generatore perfetto. Nel corso di cinque anni i generatori sono diventati veri e propri concentrati di tecnologia che permettono ai vari utenti di risparmiare somme ragguardevoli rispetto ai più classici combustibili gassosi o liquidi.
Ma facciamo un piccolo passo indietro per i non addetti ai lavori: il pellet di biomassa è un insieme di pezzetti cilindrici (prodotti secondo precise normative) di legno di scarto, allo stato naturale (segatura, schegge, legno residuo dalla foresta) del diametro di circa 4-8 mm e della lunghezza variabile tra i 20 e i 50 mm. Le normative europee impongo la realizzazione di questi componenti senza l’impiego di sostanze chimiche, legando questo materiale legnoso tramite fortissime pressioni, in modo tale da usare come legante una sostanza già presente nel legno: la lignina.
Parallelamente all’evoluzione delle caldaie a pellet, anche i produttori di questo combustibile hanno migliorato le miscele e le tecniche di compattamento riuscendo ad eliminare o comunque ridurre al minimo l’umidità residua nel legno e quindi creando dei pellet ad “alta densità energetica” che possono, in condizioni ottimali, fornire al cliente fino a 5 kWh/kg e contemporaneamente un’emissione di gas di scarico molto ridotta e controllata.
Per livello di frantumazione si intende la polvere che si forma durante la sollecitazione meccanica del pellet, durante il trasporto o il riempimento del serbatoio tramite l’aria compressa. Più è lucida e liscia la superficie dei pellet, meno strappi longitudinali e trasversali sono presenti nella superficie e più è bassa la formazione di polvere nella fornitura del pellet.
Fatta questa piccola parentesi su questo interessante combustibile, possiamo tornare a parlare dell’evoluzione dei generatori di calore alimentati a pellet cui abbiamo assistito in questi anni.
Il primo passo per aumentare il rendimento energetico di questi generatori è stata l’introduzione dei moduli idronici, in cui l’energia prodotta non è più trasferita nell’aria dell’ambiente, bensì in uno scambiatore ad acqua, per trasferire l’energia termica nell’impianto esistente dell’abitazione. Questo passaggio ha portato, oltre ad aumentare la resa del generatore, ad una migliore distribuzione del calore all’interno della struttura servita.
Il secondo passo è stato quello di ottimizzare la coclea trasportatrice portando così al bruciatore sempre la quantità di materiale desiderato, secondo la potenza termica desiderata. L’aria di combustione necessaria viene gestita tramite un ventilatore elettronico, cosicché nella camera di combustione possa arrivare una quantità d’aria tale da permettere un rapporto stechiometrico ottimizzato, in base alla quantità di pellet presente nel bruciatore.
L’intero sistema composto dalla coclea e dal ventilatore è gestito da un microprocessore che controlla in tempo reale tutti i valori in questione, regolando autonomamente quantità e portate tramite i dati ricevuti dalla sonda Lambda. Questa sonda normalmente risulta collocata nella parte superiore della camera di combustione della caldaia nel punto d’ingresso dei fumi di scarico in canna fumaria.
Questo controllo completamente automatico permette di mantenere chiusa la camera di combustione per tutto il tempo di funzionamento, ottenendo un adeguamento costante e autonomo delle potenze e dei rendimenti, migliorando complessivamente la resa dell’impianto.
Spesso questi microprocessori possono collegarsi anche ad internet, permettendo di avere informazioni sullo stato del generatore o sul livello di combustibile presente nel generatore o nel silos, anche sul proprio Smartphone.
Per quanto riguarda i bracieri di questi generatori, si sono formate due scuole di pensiero: la prima e forse più classica, è costituita dai produttori che usano bracieri in ghisa trattata (lega ferro-carbonio a tenore di carbonio relativamente alto); mentre la seconda scuola di pensiero è composta dai costruttori che prediligono l’acciaio.
Molte delle idrostufe di recente progettazione contengono un braciere misto, con una piastrina in acciaio forata e collegata posteriormente, in modo tale da convogliare una grande quantità d’aria, così da effettuare un’accensione immediata, eliminando il rischio di accensioni con un rapporto comburente combustibile più corretto e riducendo il rischio di generare piccole detonazioni.
In certe caldaie di alta fascia, inoltre, sono stati introdotti sistemi di auto pulizia che permettono lo svuotamento della cenere settimanalmente o mensilmente, mantenendo sempre e comunque il braciere pulito.
Concludendo, i generatori di calore funzionanti a pellet possono essere considerati un ottimo sostituto della classica caldaia a metano in abitazioni fino a 100 mq senza particolari problemi di installazione, per edifici non isolati o con superfici maggiori è giusto fare una considerazione più profonda e farsi assistere da un termotecnico, per non ritrovarsi a dover caricare la macchina ogni giorno o tralasciare le norme di sicurezza che si devono rispettare.
UNI 10683:2012: Generatori di calore alimentati a legna o altri biocombustibili solidi - Verifica, installazione, controllo e manutenzione.
UNI EN 14785:2006: Apparecchi per il riscaldamento domestico alimentati con pellet di legno - Requisiti e metodi di prova.
UNI EN 15234-2:2012: Biocombustibili solidi - Assicurazione di qualità del combustibile - Parte 2: Pellet di legno per uso non industriale.
UNI EN 15234-6:2012: Biocombustibili solidi - Assicurazione di qualità del combustibile - Parte 6: Pellet non legnoso per uso non industriale.
UNI EN 14961-6:2012: Biocombustibili solidi - Specifiche e classificazione del combustibile - Parte 6: Pellet non legnoso per usi non industriali.
Questo ha creato una spinta per generare una considerevole ricerca tecnologica verso la creazione del generatore perfetto. Nel corso di cinque anni i generatori sono diventati veri e propri concentrati di tecnologia che permettono ai vari utenti di risparmiare somme ragguardevoli rispetto ai più classici combustibili gassosi o liquidi.
Ma facciamo un piccolo passo indietro per i non addetti ai lavori: il pellet di biomassa è un insieme di pezzetti cilindrici (prodotti secondo precise normative) di legno di scarto, allo stato naturale (segatura, schegge, legno residuo dalla foresta) del diametro di circa 4-8 mm e della lunghezza variabile tra i 20 e i 50 mm. Le normative europee impongo la realizzazione di questi componenti senza l’impiego di sostanze chimiche, legando questo materiale legnoso tramite fortissime pressioni, in modo tale da usare come legante una sostanza già presente nel legno: la lignina.
Parallelamente all’evoluzione delle caldaie a pellet, anche i produttori di questo combustibile hanno migliorato le miscele e le tecniche di compattamento riuscendo ad eliminare o comunque ridurre al minimo l’umidità residua nel legno e quindi creando dei pellet ad “alta densità energetica” che possono, in condizioni ottimali, fornire al cliente fino a 5 kWh/kg e contemporaneamente un’emissione di gas di scarico molto ridotta e controllata.
Per livello di frantumazione si intende la polvere che si forma durante la sollecitazione meccanica del pellet, durante il trasporto o il riempimento del serbatoio tramite l’aria compressa. Più è lucida e liscia la superficie dei pellet, meno strappi longitudinali e trasversali sono presenti nella superficie e più è bassa la formazione di polvere nella fornitura del pellet.
Fatta questa piccola parentesi su questo interessante combustibile, possiamo tornare a parlare dell’evoluzione dei generatori di calore alimentati a pellet cui abbiamo assistito in questi anni.
Il primo passo per aumentare il rendimento energetico di questi generatori è stata l’introduzione dei moduli idronici, in cui l’energia prodotta non è più trasferita nell’aria dell’ambiente, bensì in uno scambiatore ad acqua, per trasferire l’energia termica nell’impianto esistente dell’abitazione. Questo passaggio ha portato, oltre ad aumentare la resa del generatore, ad una migliore distribuzione del calore all’interno della struttura servita.
Il secondo passo è stato quello di ottimizzare la coclea trasportatrice portando così al bruciatore sempre la quantità di materiale desiderato, secondo la potenza termica desiderata. L’aria di combustione necessaria viene gestita tramite un ventilatore elettronico, cosicché nella camera di combustione possa arrivare una quantità d’aria tale da permettere un rapporto stechiometrico ottimizzato, in base alla quantità di pellet presente nel bruciatore.
L’intero sistema composto dalla coclea e dal ventilatore è gestito da un microprocessore che controlla in tempo reale tutti i valori in questione, regolando autonomamente quantità e portate tramite i dati ricevuti dalla sonda Lambda. Questa sonda normalmente risulta collocata nella parte superiore della camera di combustione della caldaia nel punto d’ingresso dei fumi di scarico in canna fumaria.
Questo controllo completamente automatico permette di mantenere chiusa la camera di combustione per tutto il tempo di funzionamento, ottenendo un adeguamento costante e autonomo delle potenze e dei rendimenti, migliorando complessivamente la resa dell’impianto.
Spesso questi microprocessori possono collegarsi anche ad internet, permettendo di avere informazioni sullo stato del generatore o sul livello di combustibile presente nel generatore o nel silos, anche sul proprio Smartphone.
Per quanto riguarda i bracieri di questi generatori, si sono formate due scuole di pensiero: la prima e forse più classica, è costituita dai produttori che usano bracieri in ghisa trattata (lega ferro-carbonio a tenore di carbonio relativamente alto); mentre la seconda scuola di pensiero è composta dai costruttori che prediligono l’acciaio.
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Caratteristiche positive di un braciere in acciaio: | |
Caratteristiche positive di un braciere in ghisa: |
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Molte delle idrostufe di recente progettazione contengono un braciere misto, con una piastrina in acciaio forata e collegata posteriormente, in modo tale da convogliare una grande quantità d’aria, così da effettuare un’accensione immediata, eliminando il rischio di accensioni con un rapporto comburente combustibile più corretto e riducendo il rischio di generare piccole detonazioni.
In certe caldaie di alta fascia, inoltre, sono stati introdotti sistemi di auto pulizia che permettono lo svuotamento della cenere settimanalmente o mensilmente, mantenendo sempre e comunque il braciere pulito.
Concludendo, i generatori di calore funzionanti a pellet possono essere considerati un ottimo sostituto della classica caldaia a metano in abitazioni fino a 100 mq senza particolari problemi di installazione, per edifici non isolati o con superfici maggiori è giusto fare una considerazione più profonda e farsi assistere da un termotecnico, per non ritrovarsi a dover caricare la macchina ogni giorno o tralasciare le norme di sicurezza che si devono rispettare.
Normativa
UNI 10683:2012: Generatori di calore alimentati a legna o altri biocombustibili solidi - Verifica, installazione, controllo e manutenzione.
UNI EN 14785:2006: Apparecchi per il riscaldamento domestico alimentati con pellet di legno - Requisiti e metodi di prova.
UNI EN 15234-2:2012: Biocombustibili solidi - Assicurazione di qualità del combustibile - Parte 2: Pellet di legno per uso non industriale.
UNI EN 15234-6:2012: Biocombustibili solidi - Assicurazione di qualità del combustibile - Parte 6: Pellet non legnoso per uso non industriale.
UNI EN 14961-6:2012: Biocombustibili solidi - Specifiche e classificazione del combustibile - Parte 6: Pellet non legnoso per usi non industriali.
