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Oct 08, 2023

Zona Hydronics: L'evoluzione delle caldaie a biomassa

FIGURE 1: One way to avoid short-cycling issues is to install a thermal

FIGURA 1:Un modo per evitare problemi di cicli brevi è installare un serbatoio di accumulo termico tra la caldaia alimentata a pellet, come mostrato qui.

FIGURA 2:Un serbatoio con collegamenti errati delle tubazioni non si stratificherà correttamente.

Per coloro che desiderano bruciare legna da ardere, le moderne caldaie a gassificazione del legno offrono efficienze di combustione a stato stazionario pari alla metà dell’80% ed efficienze a ciclo completo comprese tra il 70 e il 75%. Si tratta di un valore molto più elevato – quasi il doppio – dell’efficienza media del ciclo di combustione ottenuta dai forni a legna all’aperto che utilizzano la combustione a stadio singolo.

Le moderne caldaie a biomassa sono diverse dalle caldaie a legna della generazione precedente quanto gli smartphone lo sono dai loro predecessori con quadrante rotante. Ad esempio, le moderne caldaie a pellet possono funzionare senza sorveglianza per diverse settimane. Trasportano automaticamente i pellet dal deposito sfuso alla camera di combustione, li accendono e modulano il processo di combustione in base alla temperatura dell'acqua e al contenuto di ossigeno dei gas di scarico. Alcuni modelli comprimono addirittura la piccola quantità di cenere prodotta, allungando il tempo tra una pulizia e l'altra.

Molte delle caldaie a pellet ora disponibili in Nord America possono funzionare con efficienze di combustione stazionarie di almeno l’85%. I modelli attualmente utilizzati in Europa possono aumentare questo valore di un altro 5-7% condensando i gas di combustione prima che vengano scaricati dalla caldaia.

Il costo tendente al rialzo, e spesso imprevedibile, dell’olio combustibile n. 2 e del propano, comunemente utilizzati negli edifici rurali e semi-rurali, ha alimentato l’interesse per le caldaie a biomassa a base di legno ad alta efficienza. Ciò è particolarmente vero nel nord-est degli Stati Uniti, dove la combustione della legna per il riscaldamento domestico è una pratica radicata nella cultura e già utilizzata in decine di migliaia di case.

L’appaltatore medio di impianti di riscaldamento potrebbe presumere che installare una caldaia a biomassa ad alta efficienza sia semplice come collegarla al sistema insieme a una caldaia esistente alimentata a gasolio o propano. Presuppone che la caldaia a biomassa fornisca il carico quando è in funzione e trasferisca automaticamente il carico alla caldaia convenzionale se rimane senza carburante. Anche se questo sembra logico, ed è parzialmente vero in alcuni sistemi, spesso trascura i requisiti operativi specifici delle caldaie a biomassa che devono essere rispettati se si vuole ottenere la massima prestazione.

Per ottenere un’elevata efficienza termica, basse emissioni e un comfort insuperabile, tutte le caldaie a biomassa devono essere abbinate ad un sistema bilanciato e opportunamente progettato. Quest'ultimo si riferisce a tutti gli aspetti del sistema di riscaldamento completo diversi dalla caldaia a biomassa. Alcuni dei componenti principali dell'equilibrio del sistema includono un serbatoio di accumulo termico adeguatamente dimensionato e collegato, un sistema di controllo opportunamente configurato, circolatori ad alta efficienza, valvole miscelatrici e trasmettitori di calore a bassa temperatura.

Se uno qualsiasi di questi componenti o sottosistemi viene selezionato o installato in modo improprio, è probabile che la caldaia a biomassa non funzioni al massimo del suo potenziale. Ciò si rifletterà in un aumento del consumo di carburante, in emissioni più elevate e in un comfort compromesso. Sebbene di solito la colpa sia della caldaia, in genere non è la causa principale della maggior parte dei problemi operativi.

Molte caldaie a pellet di ultima generazione, ad esempio, sono in grado di modulare la produzione di calore fino a circa un terzo della loro capacità nominale. E, sebbene ciò migliori la loro capacità di abbinare la produzione di calore con la domanda di calore, non elimina la possibilità di cicli brevi in ​​condizioni di basso carico, soprattutto se la caldaia alimentata a pellet fornisce un sistema di distribuzione altamente zonalizzato con un basso consumo termico. -emettitori di calore di massa. Un esempio di tale sistema di distribuzione sarebbe un sistema di distribuzione homerun che serve diversi radiatori a pannelli, ciascuno dotato di una valvola termostatica.

Per mettere questo in prospettiva, hai mai osservato il ciclo breve di una moderna caldaia mod-con alimentata a gas quando è collegata direttamente a un sistema di distribuzione altamente suddiviso in zone senza serbatoio tampone? Rivolgo spesso questa domanda agli appaltatori che frequentano i miei seminari di formazione. Considerando le risposte che ricevo, sembra che il ciclo breve rimanga un problema piuttosto pervasivo nel nostro settore.