generatori a biomassa

Caminetti e stufe sono, a tutti gli effetti, dei generatori a biomassa in grado di apportare riscaldamento ai locali nei quali sono installati o anche a interi ambienti ed eventualmente di riscaldare acqua sanitaria.

Nella maggior parte dei casi vengono utilizzati in aggiunta a sistemi di riscaldamento tradizionali, tuttavia una parte crescente di utenti sceglie tali generatori in versioni più potenti e sofisticate, appositamente progettate per costituire la sola fonte di riscaldamento di un’abitazione.

I generatori alimentati a legna e altri biocombustibili solidi con potenza termica nominale fino ai 35 kW e i relativi sistemi di evacuazione dei fumi sono regolamentati dalla norma UNI 10683/2005 e relativa integrazione del 2012.

 

Stufe e caminetti: normativa

Il combustibile che i succitati generatori utilizzano è, come detto, una biomassa, così come definita nel D.Lgs. 3 aprile 2006 n. 152 Norme in materia ambientale (Parte II, Sezione 4) che comprende legna da ardere, pellet, cippato, altri residui legnosi nonché combustibili oleosi come bioetanolo e biodiesel. Quelli di maggior utilizzo per caminetti e stufe sono senz’altro la legna e il pellet, mentre le principali tipologie di generatori così alimentati sono:

  • camini (o caminetti): costruiti con una struttura muraria sono elementi inamovibili, richiedono sempre una presa d’aria esterna rispetto all’ambiente di installazione (secondo norma UNI 7129/2015 ) e una canna fumaria di grandi dimensioni, proporzionata alla potenza termica e quasi mai inferiore al diametro 20 cm; la loro caratteristica è di avere il focolare aperto direttamente nell’ambiente di installazione il che li rende elementi esteticamente molto gradevoli che tuttavia hanno scarso rendimento, cioè la percentuale del calore che viene effettivamente ceduta all’ambiente, variabile tra il 25 e il 30%: la maggior parte del calore si disperde verso l’alto, nella cappa e nella canna fumaria generando uno spreco termico elevato;
  • termocamini: alimentati a legna, a pellet o entrambi, sono costituiti da un inserto termico in ghisa, acciaio e refrattario da collocare nella struttura muraria e chiuso da un vetro apribile resistente alle alte temperature; il calore sviluppato viene ceduto all’ambiente circostante mediante uno scambiatore, supportato o meno da un ventilatore e il loro rendimento termico è del 65-75%;
  • stufe: alimentate a legna o a pellet o altri tipi di biomassa, hanno la caratteristica fondamentale di essere svincolate dalle mura dell’ambiente di collocazione, salvo la necessità di disporre di una canna fumaria di almeno 12/15 cm di diametro (anche soli 8 cm per quelle a pellet), il che permette una grande libertà di collocazione e la possibilità di spostarle nel corso del tempo; le stufe prefabbricate sono costruite in ghisa, acciaio, pietra refrattaria, ceramica, maiolica o una combinazione di questi materiali: i metalli si scaldano più in fretta ma si raffreddano altrettanto velocemente, operano principalmente per convezione ed in parte per irraggiamento; refrattario, ceramica e maiolica impiegano più tempo per riscaldarsi ma accumulano più calore e lo cedono lentamente per irraggiamento. Esistono inoltre stufe piene in muratura o in pietra ollare, che vengono costruite sul posto e che, naturalmente, perdono la libertà di essere ricollocate nel corso del tempo. La combustione avviene in una camera chiusa e il loro rendimento è piuttosto elevato essendo tra il 70 a oltre il 90%;
  • termostufe: molto simili alla stufa a pellet, le differenze sono soprattutto tecniche: le termostufe integrano tutte le caratteristiche della stufa, ma sono munite di uno scambiatore di calore in grado di riscaldare grandi quantità di acqua. La termostufa è collegata al sistema termoidraulico domestico e può provvedere a riscaldare i locali mediante i radiatori e a produrre acqua calda sanitaria, a tale scopo una termostufa prevede l’affiancamento di un serbatoio d’accumulo grazie al quale sarà possibile usufruire dell’acqua calda anche se il generatore è spento da molte ore;
  • caldaie a pellet/biomassa: sono collegate all’impianto termoidraulico domestico e vanno a sostituire i tradizionali generatori a gas; il meccanismo di funzionamento è il medesimo, la differenza sta, appunto, nel tipo di combustibile Anche questi generatori provvedono a riscaldare i locali mediante i radiatori e a produrre acqua calda sanitaria, tuttavia perdono la caratteristica del riscaldamento per irraggiamento del locale di installazione in quanto vige l’obbligo di installazione in un locale tecnico dedicato.

 

La verifica, l’installazione, il controllo e la manutenzione relative a generatori di calore alimentati a legna ed altri biocombustibili solidi per gli impianti termici, installati all’interno dei locali, a caricamento sia manuale che automatico con potenza nominale < 35 kW sono definiti nella norma UNI 10683; per impianti con potenza superiore e/o funzionanti con combustibili diversi da quelli trattati nella UNI 10683/2012 si applicano le norme UNI TS 11278, UNI EN 1856-1 e UNI EN 1856-2 per il corretto abbinamento prodotto-generatore, in funzione del combustibile, il D.Lgs 128/10 (modifica ed integrazione del già menzionato D.Lgs 152/06 – parte II, Allegato IX – applicabile ad impianti sopra i 35 kW per tutti i tipi di combustibile), la norma UNI11528/14.

 

Legna e pellet: vantaggi e svantaggi

Un aspetto da considerare nei generatori che utilizzano combustibile solido riguarda l’alimentazione del focolare.
Negli apparecchi a legna il caricamento del combustibile e la regolazione dell’andamento della combustione avvengono in modo totalmente manuale da parte dell’utente.
Nei generatori a pellet invece il combustibile viene caricato manualmente dall’utente in un serbatoio dal quale poi, mediante sistemi regolati elettronicamente, viene prelevato e dosato automaticamente garantendo sempre l’ottimale rapporto tra aria comburente e combustibile e, di conseguenza, il massimo rendimento del generatore.

I vantaggi di camini e stufe alimentati a legna sono legati al minor costo iniziale d’acquisto e all’impossibilità di guasti date la semplicità di funzionamento e l’assenza di parti elettroniche e/o elettromeccaniche, caratteristica che rende, peraltro, la manutenzione molto semplice.
Gli svantaggi nell’utilizzo della legna consistono, innanzitutto, nello scarso rendimento della stessa dato lo sfavorevole rapporto superficie/volume nonché la non sempre facile reperibilità di legna a basso contenuto di umidità. Non è da trascurare, inoltre, lo spazio necessario allo stoccaggio di un combustibile così voluminoso.

Come già accennato, infine, i generatori alimentati a legna richiedono la continua presenza dell’utente per l’alimentazione del focolare e per la regolazione dell’andamento della combustione.

I vantaggi dei generatori alimentati pellet e altri combustibili solidi di ridotte dimensioni sono rappresentati da un più facile stoccaggio del materiale e dal fatto che questo non dev’essere continuamente caricato nel focolare (in genere i serbatoi per il pellet sono sufficienti per un’intera giornata di utilizzo se non di più). Inoltre, la reperibilità di pellet di buona qualità è più facile e il rendimento di tali generatori è senz’altro maggiore rispetto a quelli alimentati a legna.
Certamente svantaggiosi sono il costo iniziale di acquisto, la necessità di collegamento all’impianto elettrico e una manutenzione più complessa dovuta alla presenza delle parti elettromeccaniche ed elettroniche.

Queste parti, infatti, da un lato permettono l’automazione nella somministrazione del combustibile, l’autoregolazione dell’apporto di aria comburente, l’istantaneità d’innesco della combustione mediante resistenza, la distribuzione per convezione del calore prodotto nonché la possibilità di regolare temperatura, orari di accensione e spegnimento dell’apparecchio, dall’altro lato sono elementi soggetti a possibili guasti e malfunzionamenti.

 

Stufe e caminetti: il valore del tiraggio

La differenza tra il funzionamento dei generatori aperti (caminetti) e quelli dotati di sportello, si riflette sul valore del tiraggio della canna fumaria asservita all’uno a all’altro apparecchio.
Nel caso del caminetto, la cui bocca è sempre aperta e di dimensioni piuttosto grandi, stabilire un buon valore del tiraggio è più difficoltoso e si gioca tra la buona progettazione della canna fumaria e il controllo dell’andamento della combustione ottenuto aggiungendo o sottraendo legna durante l’utilizzo.
Nella bocca del camino le perdite di temperatura e di pressione sono frequenti e di sensibile entità, i fumi da evacuare pertanto non mantengono una temperatura elevata e di conseguenza la differenza di pressione con l’ambiente esterno ha valori molto bassi.
E’ quindi consigliabile che la canna fumaria:

  • Sia circolare.
  • Sia costruita con materiali che facilitino la risalita dei fumi (canne fumarie circolari in acciaio inox).
  • Garantisca il mantenimento della differenza di temperatura tra l’interno del condotto fumario e l’ambiente esterno (coibentazione di canne fumarie in doppia parete).
  • Abbia un andamento prevalentemente verticale possibilmente senza cambi di direzione.

Più semplice è ottenere un buon valore di tiraggio nel caso di apparecchi che, lavorando a camera chiusa e avendo soltanto un minimo apporto d’aria al focolare, sono in grado di mantiene alta la temperatura dei fumi da scaricare che pertanto tendono naturalmente a salire con maggiore velocità e sono meno soggetti a perdite di carico.
Va ricordato, inoltre, che nelle stufe a pellet il tiraggio delle canne fumarie è forzato, ossia indotto da una ventola di espulsione che spinge i fumi nel condotto di evacuazione.

 

La collocazione

I caminetti e le stufe che vengono utilizzati in aggiunta a un sistema di riscaldamento tradizionale sono in grado di sviluppare un calore sufficiente a riscaldare un ambiente anche di 40/50 mq, tuttavia, allontanandosi dalla fonte, altri ambienti o zone del medesimo locale possono risultare non omogeneamente riscaldate o, addirittura, fredde.

È pertanto necessario che venga ben studiato il posizionamento del caminetto o della stufa all’interno dell’ambiente che si intende riscaldare.

La dimensione della stanza determina la dimensione del camino sia in termini estetici che tecnici: un grande focolare in una piccola stanza può essere insopportabile per gli occupanti perché tende a sviluppare troppo calore rispetto al necessario, mentre un piccolo focolare in un grande ambiente non è in grado di svilupparne a sufficienza.

Un posizionamento funzionale ed efficace richiede il corretto dimensionamento del focolare e la giusta collocazione. Porre, per esempio, la bocca di un caminetto troppo vicino ad una porta può dar luogo a correnti d’aria sufficienti a provocare sbuffi di fumo, in quanto possono formarsi refoli di vento ogni volta che la porta viene aperta.

La dimensione e la forma dell’ambiente sono entrambi importanti per la collocazione della fonte riscaldante e per determinarne la grandezza: una stanza piccola offrirà poche possibilità, mentre una stanza molto grande lascerà una maggiore scelta.
Se la stanza è di forma pressoché quadrata il camino o la stufa possono essere collocati con uguale efficacia su qualunque parete o in un angolo, un focolare collocato all’estremità di una stanza lunga e stretta, invece, difficilmente irraggerà il suo calore sino all’altra estremità perciò nelle stanze rettangolari si tende a posizionarlo al centro di uno dei lati lunghi.

Infine, le stanze di forma irregolare presentano particolari problemi poiché è necessario trovare una collocazione che dia al focolare la possibilità di irraggiare la maggior parte possibile dell’ambiente.

Riassumendo si possono distinguere le seguenti collocazioni:

  • Posizionamento centrale: soluzione tradizionale che colloca il caminetto/la stufa al centro di una delle pareti della stanza. Ottima per riscaldare l’ambiente e per conferire al focolare un carattere dominante rispetto all’arredo.
  • Posizionamento ad angolo: vantaggioso per ambienti di piccole dimensioni poiché l’irraggiamento è favorito dalla posizione e perché non rappresenta un grande vincolo per le soluzioni d’arredo offrendo, anzi, la possibilità di soluzioni più originali. Questa posizione, così come la precedente, semplifica la realizzazione e la collocazione della canna fumaria.
  • Caminetto bifrontale: elemento divisorio, può essere parte di una parete divisoria attrezzata, posta tra due ambienti differenti (per esempio cucina e sala da pranzo). Come nel caso del camino centrale, bisogna fare particolare attenzione alle correnti d’aria, che questi camini soffrono maggiormente e alle cappe aspiranti delle cucine che possono creare una depressione tale da prevalere sul tiraggio della canna fumaria.
  • Posizionamento ad isola: il camino isolato centrale ricorda gli antichi focolari domestici ed è un’ottima soluzione per la propagazione del calore generato. Tale collocazione è tuttavia impegnativa in quanto caratterizza fortemente il locale in cui è installato non solo esteticamente ma anche tecnicamente e strutturalmente per il posizionamento del canale da fumo/canna fumaria.
  • Integrato: il camino inserito nell’arredo è una soluzione contemporanea che tuttavia penalizza la capacità di fornire riscaldamento in quanto questi focolari sono in genere di dimensioni ridotte. Fondamentale per questo tipo di installazione è l’isolamento termico del camino rispetto agli elementi adiacenti.

La situazione cambia notevolmente nel caso dei termocamini e delle termostufe.

Il calore prodotto da questi generatori, oltre al riscaldare l’ambiente di installazione, può essere distribuito negli altri ambienti mediante un sistema di canalizzazione all’interno del quale l’aria calda viene soffiata, affiancando così al funzionamento ad irraggiamento quello a convezione. Infine, al medesimo scopo, termocamini e termostufe funzionanti ad acqua possono alimentare un tradizionale impianto a radiatori o a pavimento. In entrambi i casi il calore prodotto viene sfruttato al meglio aumentando notevolmente il rendimento del generatore.

 

L’evacuazione dei fumi

L’evacuazione dei fumi dei generatori alimentati a combustibile solido/biomassa, secondo la norma UNI 10683, deve avvenire a tetto. La stessa norma prescrive le caratteristiche per il canale da fumo, che deve:

  • Essere sempre coibentato ed ispezionabile.
  • Permettere il recupero della fuliggine e la pulizia.

Sono inoltre prescritti i requisiti minimi dei materiali per la sua realizzazione affinché abbia adeguata tenuta ai prodotti della combustione e delle condense nonché i principi per il suo dimensionamento e conformazione.

La medesima norma prescrive altresì tutte le caratteristiche (funzionamento, requisiti dei materiali, geometria e dimensionamento, tipologie di installazione) riguardo al camino/canna fumaria, il cui il condotto deve:

  • Lavorare sempre con pressione negativa.
  • Essere installato attenendosi alle distanze di sicurezza per l’attraversamento dei materiali combustibili (nel caso di installazione interna).
  • essere adibito ad uso esclusivo dello scarico dei fumi.
  • rispondere alle caratteristiche di tenuta rispetto ai prodotti della combustione (temperatura, pressione, fuoco di fuliggine, corrosione).
  • avere adeguata resistenza all’umidità e alle sollecitazioni meccaniche.

Sono preferibili i condotti a sezione circolare: nel caso di sezioni rettangolari il rapporto tra i lati deve essere, al massimo, di 1,5 e gli angoli interni devono essere arrotondati, l’andamento deve essere prevalentemente verticale con un massimo di 2 curve per cambio direzione secondo un angolo di 45°.

Il dimensionamento della canna fumaria va effettuato secondo i metodi di calcolo termico e fluido dinamico della UNI 13384. II comignolo deve quindi:

  • Essere posizionato in modo da garantire un’adeguata dispersione e diluizione dei prodotti della combustione.
  • Avere sezione interna equivalente a quella del camino, sezione utile di uscita non inferiore al doppio di quella interna del camino.
  • Essere costruito in modo da impedire la penetrazione di pioggia, neve, corpi estranei ed in modo che anche in caso di venti di ogni direzione e inclinazione sia comunque assicurato o scarico dei prodotti della combustione.
  • Essere privo di mezzi meccanici di aspirazione.

La quota di sbocco si troverà al di fuori della zona di reflusso, tenendo conto della presenza in copertura di volumi edilizi, lucernari, abbaini ed altri elementi ostacolanti secondo la norma UNI 7129/2015alla quale la UNI 10683 rimanda per lo specifico calcolo propedeutico al corretto posizionamento.

L’articolo 8 del DPR 74/2013 e le norme UNI 10389/2009 e UNI 10683 definiscono la procedura per il controllo dell’efficienza energetica del generatore di calore mediante il controllo dei fumi di combustione dei sistemi fumari.

Leave a Reply

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Close