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Generatori di calore / vettore energetico (Generatori di calore a…
Generatori di calore / vettore energetico
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Generale x vettore energetico
caratteristiche della caldaia dipendono dal combustibile usato
camera di combustione o focolare (cambia la grandezza, la lunghezza, i sistemi di sfogo dei gas di scarico, ecc)
Deflusso dei gas di scarico: dimensioni delle superfici secondarie di scambio termico
Scelta dei materiali (combustibili contenenti zolfo)
In passato passaggio da combustibili solidi a liquidi --> adattamenti --> rivestimenti in materiale refrattario. Cambiamento dei frontali: smontati e sostituiti da piastre con porte; Poi caldaie che con una semplice manipolazione passavano da un combustibile all'altro, poi caldaie a due focolari (il cliente non doveva far manovre pe ril cmabio di combustibile)
Per un singolo combustibile
Generale
Caldaie costruite per quel tipo di combustibile (eccezione bruciatore ad aria soffiata per gasolio o per gas). Non si può cambiare combustibile!
Vantaggi: focolare adatto al tipo di combustibile buon comportamento nel tempo e possibilità di regolazione, camini di diametro ridotto, economico e a basso costo
Immagine p. 2.23
Con acqua calda sanitaria (caldaia combinata)
generatore di calore sul quale è saldato o raccordato a falangi un accumulatore per l'acqua calda sanitaria (boiler)
Il riscaldamento dell'acqua sanitaria avviene con la forza di gravità (nei bollitori saldati alla caldaia), con l'ausilio di una pompa di carica (nei boiler flangiati alla caldaia)
Nei sistemi con la forza di gravità: temperatura acqua sanitaria = acqua caldaia
Nelle caldaie moderne regolazione T d'esercizio tramite termostato
Per ridurre la calcificazione la temperatura di esercizio dovrebbe essere meno di 60C
Generatori di calore a bassa T
T non maggiore di 70C, tramite accorgimenti può scendere fino 40C o meno ma lentamente
Funzionamento nettamente al di sotto del punto di condensazione
T dei gas di scarico resta normale (es: 180C)
T acqua 40C o inferiore nella camera di combustione, nelle sup. secondarie di scambio termico si forma della condensa. Se i condensati sono agressivi posso corrodere il materiale utilizzato per la costruzione --> soluzione: 1) camera di combustione calda non raffreddata con acqua, 2) superifici di scambio termico alettate 3) superifici secondarie di scambio termico in materiale multistrato 4) mantenimento della temperatura nella caldaia
Generatori di calore compatti (UNIT)
impianti compatti con: bruciatore, componenti di regolazione, gruppo idraulico (pompe, ecc). Forniti al cliente come unità pronte per l'uso. Impianto deve ssere adattato alle condizioni dell'aria (pressione atmosferica / altitudine)
Vantaggi: compatto, elementi forniti dalla stessa azienda, tutte le parti adattate fra loro, facile da montare, grazie al mantello unico si ottiene un buon grado di isoalmento --> poche eprdite di calore e un parziale riscaldamento aria comburente
Generatori di calore a gas
con bruciatore ad aria soffiata
costruzione: simili a quelli alimentati con gasolio a polverizzazione
con bruciatore atmosferico
utilizzati per piccole potenze (impianti famigliari, acqua calda sanitaria, ecc)
sono costantemente a contatto con la pressione atmosferica
la fiamma brucia in verticale: cede calore agli scambiatori sopra di lei
la caldaia comprende: bruciatore atmosferico, generatore di calore, dispositivo antiriflesso, sistema di sicurezza e regolato
Canna fumaria essenziale per l'apporto dell'aria comburente. !!! il tiraggio della canna fumaria è interrotto dal dispositivo antireflusso --> è efficace soltanto l'altezza di spinta prima del dispositivo antireflusso. In questo caso l'altezza di spinta sostituisce il tiraggio del camino
bruciatore assistito da un ventilatore
Scaldacqua instantanei a gas
adatti per il riscaldamento dell'acqua sanitaria necessaria per la cucina, il bagno e la doccia.
Funzionano in modo automatico --> si apre il rubinetto: il bruciatore parte
Durante il prelievo dell'acqua nella parte idraulica si produce una pressione differenziale sufficiente ad aprire la valvola magnetica --> il gas affluisce al bruciatore --> viene bruciato --> acqua calda!!! L'utente usa l'acqua calda necessaria --> gli apparecchi hanno fiamme pilota. In caso di impiego di bruciatori modulanti si possono usare anche valvole termostatiche
Occupano poco spazio: in pareti o armadi
caldaie istantanee combinate per il riscaldamento e la produzione di acqua sanitaria
per potenze fino a 40Kw (famigliari...)
Costruiti completi di vaso di espansione, pompa di circolazione e bruciatore, anche modulante
Generatori di calore a gas (tipo a pavimento) come caldaie combinate o per riscaldamento centrale
equipaggiata con un serbatoio scaldacqua riscaldato in modo indiretto tramite uno scambiatore di calore
se il tiraggio del camino è sufficiente , l'impianto può essere provvisto di un bruciatore atmosferico
Vantaggio: funzionamento silenzioso
Necessario un dispositivo antireflusso. Nei modelli a pavimento: collocato direttamente nell'apparecchio (non sopra la caldaia)
Scaldacqua ad accumulazione
solo per scaldare l'acqua sanitaria
In case plurifamiliari per docce, bagni cucine, + ristoranti + centri sportivi, ecc.
Spesso in case plurifamiliari: combinazione generatori di calore a gas + scaldaacqua ad accumulazione
Differenza tra scaldacqua ad accumulazione e istantaneo: a parità di fabbisogno di acqua calda è necessaria una minor potenza in quando l'acqua non viene riscaldata solo al momento dell'apertura del rubinetto
Comando a cascata dei generatori di calore
per elevate potenze si possono allacciare in serie più caldaie a gas x raggiungere una potenza calorifica "illimitata"
Comando a cascata: si inserisce la caldaia 1, la 1 e la 2 o la 1,2,3, quando necessario
Dispositivo antireflusso
separa la caldaia dal camino per quanto riguarda le differenze di pressione --> per questa ragione gli effetti provocati sulla caldaia e sul bruciatore atmosferico dalle variazioni di tiraggio del camino si indeboliscono --> si ottengono condizioni di combustione costanti
Funzioni v. p. 230
Tiraggio eccessivo: il tiraggio viene ridotto e non può influire troppo sul bruciatore
Rigurgito: per un breve periodo i gas di scarico possono defluire nel locale di riscaldmento
Riflusso: per un breve periodo i gas di scarico e il riflusso del camino raggiungono il locale di riscaldamento --> !! necessaria una buona ventilazione
Generatori di calore a condensazione
Nati dal progresso degli ultimi anni: Tramite il raffreddamento del vapore acqueo e della condensazione che è contenuta nel gas di scarico si recupera il calore latente di ebollizione contenuto nel vapore acqueo. Al combustibile non è sottratto solo il calore sensibile am anche una parte del calore latente! MEGLIO!!
Calore utile: quantità di calore liberata dalla combustione completa di 1kg di combustibile solido/liquido o 1m3 di gas quando i prodotti della combustione sono raffreddati alla temperatura d'origine --> il vapore acqueo condensa e cede il calore latente.
I costruttori di questi generatori calcolano il potere calorifico pari al 100% e aggiungono poi una pate del calore latente --> ecco perché + del 100%
Vedi tabella p. 232
vedi p. 233 parti generatori di calore a condensazione
Vantaggi: elevati rendimenti tecnici della combustione, risparmio di combustibile, minor inquinamento ambientale, temperature d'esercizio inferiori, perdite minori per convezione e irraggiamento
Svantaggi: + costoso perché --> qualità di materiali alta (acciaio inossidabile), superfici riscaldanti ampie, scarico del condensato, ventilatore dei gas di scarico (a 20°-40° gradi la spinta termica è molto ridotta)
Particolarmente adatti i combustibili con un elevato tenore di H --> es: gas
Caldaie a gas a condensazione
Diff. dalle normali caldaie a gas: + superficie degli scambiatori di calore, diverso scarico del condensato, necessario ventilatore di espulsione (necessario x le basse T e per contrastare le resistenze interne della caldaia)
Principio di funzionamento: scambio termico maggiore avviene nello scambiatore primario (vedi foto) --> poi i gas di scarico si condensano a seconda della T dell'acqua di ritorno e del vapore acqueo in essi contenuti --> recupero di calore --> rendimento tecnico della combustione più elevato
Possono essere teoricamente integrate in ogni impianto di riscaldamento ma ! il risparmio energetico dipende in larga parte dal dimensionamento del sistema di riscaldamento
più bassa è la T di ritorno, maggiore il calore recuperabile!
Particolarmente adatti i sistemi di riscaldamento a bassa T
Lo sfruttamento del calore utile inizia solo al raggiungimento del punto di rugiada dei gas di scarico v. p. 235 --> risultati migliori con generatori di calore con T modulante dell'acqua in caldaia collegati a impianti a bassa T. Se funziona sotto il punto di rugiada si raggiunge un grado di utilizzazione fino al 105%
Caldaie a gasolio a condensazione
diverso da quelle a gas a cond.: meno recupero di calore, condensazione solo con T del sistema di riscaldamento più basse
vedi immagine p. 236
Generatori con recupero del calore
recuperatore: scambiatore di calore tra il gas di scarico e l'acqua di ritorno. Il sistema è collegato a un circuito idraulico esterno alla caldaia. --> con il recupero del restante calore dei gas di scarico: Miglioramento del rendimento tra il 15-18%
inizialmente creato per le grandi potenze, oggi si usa ovunque p. 237