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La caldaia è il cuore dell'impianto di riscaldamento e la sua efficienza è un elemento di primaria importanza del sistema edificio-impianto ai fini del contenimento dei consumi e delle emissioni inquinanti in atmosfera.
Al di là delle diverse tipologie di generatori, è fondamentale un corretto dimensionamento della caldaia sulla base del reale fabbisogno termico dell'edificio. Una caldaia di potenza superiore a quella effettivamente necessaria comporta una diminuzione dell'efficienza del sistema e conseguentemente più consumi di combustibile.
Le caldaie tradizionali, anche le più moderne, riescono a utilizzare solo una parte del calore: il loro rendimento è infatti nell'ordine del 91-93%.
La caldaia a condensazione, invece, è in grado di recuperare gran parte del calore contenuto nei fumi espulsi attraverso il camino e raggiunge rendimenti superiori al 100% in quanto il calore latente, che nelle caldaie tradizionali viene perso sotto forma di vapore acqueo nei fumi della combustione, viene recuperato.
Nelle caldaie a condensazione la temperatura di uscita dei fumi è quindi molto bassa: circa 50° C rispetto ai 130° C delle caldaie tradizionali.
Le caldaie a condensazione esprimono il massimo delle prestazioni quando vengono utilizzate con impianti di riscaldamento a bassa temperatura (30-50° C), come ad esempio quelli a pannelli radianti. In questi casi raggiungono risparmi del 30% e anche maggiori.
Tuttavia, funzionano bene anche con i radiatori tradizionali purché l'impianto venga gestito in maniera corretta, mantenendo temperature di ritorno dell'acqua di riscaldamento al di sotto dei 55° C.
La biomassa in campo energetico è un materiale organico di origine vegetale (legna, legna cippata, pellet...) dal quale si può produrre energia.
Nelle caldaie a biomassa, il materiale stoccato nel silos a forma cilindrica viene fatto avanzare automaticamente nella camera di combustione mediante un apposito condotto azionato da una coclea movimentata da motore elettrico.
La fiamma che si sviluppa lambisce le pareti della caldaia e cede calore all'acqua contenuta nell'intercapedine appositamente realizzata. Questa dopo che ha aumentato la sua temperatura, comincia a circolare nel circuito.
I fumi invece, attraverso un percorso a tre giri, raggiungono la cappa fumi e vengono espulsi attraverso la canna fumaria. Tutto il funzionamento della caldaia è controllato da una centralina elettronica che viene impostata a seconda dell'utilizzo.
Le tecnologie più recenti garantiscono elevata affidabilità e comfort (estrazione automatica delle ceneri, caricamento automatico di pellet e cippato e pulizia automatica degli scambiatori di calore, regolazione della potenza tramite telecomando, serbatoio di accumulo, integrazione con i pannelli solari).
Garantiscono risparmio dal 20% al 50% rispetto ai sistemi tradizionali a metano e a gasolio.
L'apporto di CO2 nell'atmosfera è nullo.
Lo strumento per la termoregolazione del calore è la valvola termostatica, un dispositivo che rende indipendente il funzionamento dei vari termosifoni all'interno dell'abitazione.
Un buon sistema di regolazione dell'impianto di riscaldamento è fondamentale per il risparmio di energia perché:
. assicura una temperatura costante nell'abitazione, a prescindere dalle condizioni climatiche esterne;
. consente di sfruttare gli apporti termici gratuiti (es.: il sole attraverso le finestre, la presenza di persone, il funzionamento di elettrodomestici, etc.) evitando fenomeni di surriscaldamento della casa;
. permette di differenziare la temperatura nelle varie stanze a seconda dell'uso.
L'installazione delle valvole termostatiche è semplice e consente un risparmio di energia del 10%.
L'installazione delle valvole termostatiche è obbligatoria nei nuovi edifici e quando si ristrutturano quelli vecchi.
Il modo più efficiente per il riscaldamento dell'abitazione sono i sistemi radianti che, a differenza dei radiatori, non hanno bisogno di un'elevata temperatura dell'acqua. Nelle serpentine collocate sotto il pavimento (o a parete) scorre l'acqua calda proveniente dalla caldaia (o pompa di calore, con temperatura di utilizzo più basso).
Questa soluzione è conveniente per le nuove costruzioni o in presenza di radicali ristrutturazioni dell'edificio esistente.
Esistono inoltre sistemi radianti a soffitto o a pavimento che possono essere installati anche in locali abitati.
L'uso dei pannelli solari termici è il sistema migliore oggi disponibile per produrre acqua calda sanitaria risparmiando soldi ed energia.
I pannelli solari termici hanno raggiunto elevati livelli di affidabilità e convenienza. Tuttavia, essendo l'energia solare una fonte aleatoria, essi forniscono direttamente solo una parte dell'energia necessaria a scaldare l'acqua e quindi vanno integrati con la caldaia.
L'energia prodotta dai pannelli solari può anche servire ad integrare il fabbisogno dell'impianto di riscaldamento oltre che la produzione di acqua calda per uso sanitario.
Un impianto solare richiede poca manutenzione. Installato a regola d'arte e dimensionato in modo ottimale, fa risparmiare fino al 70% del costo dell'energia necessaria per la produzione di acqua calda sanitaria.
Le stufe a pellet hanno raggiunto un'evoluzione tale da permettere una gestione della produzione del calore simile a quella che si può ottenere con una caldaia a gas.
Il pellet è un combustibile derivato del legno (segatura vergine essiccata compressa in panetti cilindrici). Inserito nell'apposito serbatoio, viene caricato automaticamente nella camera di combustione.
È possibile programmare le ore di accensione e spegnimento del generatore, variare la potenza in base alle necessità di riscaldamento e anche produrre l'acqua calda sanitaria.
Il rendimento di questi generatori è mediamente superiore all'85%.
Ulteriori vantaggi del pellet sono: il costo contenuto che, a parità di calore prodotto, è di circa il 30% inferiore a quello del gas metano; le emissioni inquinanti molto ridotte; ceneri residue minime; praticità e comodità.
Sono tecnologie che sfruttano il calore della terra: a qualche decina di metri di profondità dalla superficie terrestre il terreno mantiene una temperatura quasi costante durante tutto l'anno; questo permette in inverno di recuperare calore per riscaldare l'abitazione e d'estate di cedere calore per raffrescarla.
Questo scambio di calore avviene attraverso sonde geotermiche abbinate a pompe di calore, alimentate da energia elettrica o da gas metano.
I vantaggi di questa tecnologia sono la disponibilità pressoché infinita di energia insieme a costi di manutenzione molto bassi.
Nel settore residenziale i sistemi geotermici sono consigliati in edifici a medio-alta efficienza energetica considerando gli alti costi di perforazione.
Dove ci sono falde acquifere superficiali, utilizzabili, la pompa di calore geotermica viene sostituita dalla pompa di calore acqua-acqua più economica nell'installazione e nella gestione. Sta crescendo l'utilizzo della pompa aria-acqua grazie al perfezionamento delle tecnologie che ne hanno migliorato l'efficienza energetica anche nel periodo invernale.
La tecnologia fotovoltaica consente di trasformare direttamente in energia elettrica l'energia solare, sfruttando il cosiddetto effetto fotovoltaico.
Esso si basa sulle proprietà di alcuni materiali semiconduttori (fra cui il silicio) che, opportunamente trattati, sono in grado di generare elettricità una volta colpiti dalla radiazione solare (senza, quindi, l'uso di alcun combustibile).
La resa energetica dei sistemi fotovoltaici è in funzione della disponibilità di luce solare e dell'inclinazione dei pannelli fotovoltaici, ma in genere è molto bassa e si attesta intorno al 15%.
Grazie agli incentivi pubblici (conto energia) è possibile utilizzare questa tecnologia per generare energia elettrica, con contratto di scambio, a servizio di tutti gli edifici civili e non.
I vantaggi principali della tecnologia fotovoltaica riguardano la sua flessibilità di impiego, la sua semplicità di utilizzo, le ridotte esigenze di manutenzione e, soprattutto, l'impatto ambientale praticamente nullo.
