Analisi dei prodotti della combustione e
misurazione in opera del
rendimento di combustione
UNI 10389-1:2009
Incontro tecnico CNA Bologna
26 ottobre 2009
AVVERTENZE
Il contenuto delle seguenti diapositive è stato ricavato dal
progetto di norma in inchiesta pubblica, pertanto potrebbero
esserci delle discordanze con quello della norma UNI 10389-1
pubblicata nel settembre 2009, unico riferimento ufficiale per
manutentori e verificatori.
INDICE
1) Scopo e campo di applicazione
2) Riferimenti
3) Definizioni e simboli
4) Operazioni preliminari
5) Misurazione in opera del rendimento di combustione
6) Calcolo del rendimento di combustione
7) Misurazione di CO e indice di fumosità
8) Rapporto di prova
1-Scopo e campo di applicazione
Rispetto alla UNI 10389:1994 lo scopo e il campo di applicazione sono
stati modificati:
•Sparisce il limite inferiore di portata termica di 4 kW;
•Sparisce la limitazione ai soli generatori di calore inseriti negli
impianti (in pratica la nuova norma si può applicare anche a stufe e
scaldabagni istantanei o ad accumulazione, per uso individuale)
•Viene meglio specificato l'elenco delle procedure, che comprende
anche la misurazione della portata termica, la misurazione della
concentrazione di O2 o di CO2, la misurazione della temperatura dei
prodotti della combustione e dell'aria comburente, oltre che,
ovviamente, la misurazione del rendimento di combustione.
Nel progetto di norma non vi sono riferimenti ad altre norme tecniche.
1-Scopo e campo di applicazione
La presente norma prescrive le procedure per eseguire in opera l’analisi dei
prodotti della combustione e la misurazione del rendimento di combustione
dei generatori di calore.
Essa si applica a tutti i generatori di calore alimentati a combustibile
gassoso e/o liquido, destinati al riscaldamento degli ambienti e/o alla
produzione di acqua calda sanitaria. Sono definite le seguenti procedure:
misurazione della portata termica del generatore di calore;
campionamento e analisi dei prodotti della combustione;
misurazione in opera della temperatura dei prodotti della combustione e
dell’aria comburente;
misurazione in opera delle concentrazioni di ossigeno (O2) o anidride
carbonica (CO2) e di monossido di carbonio (CO);
calcolo del rendimento di combustione;
misurazione in opera dell’indice di fumosità (per i soli generatori alimentati
con combustibili liquidi).
La presente norma non si applica a:
impianti inseriti in cicli di processo;
generatori di calore alimentati a combustibile solido.
3 – Termini e definizioni, simboli e unità di misura.
3.1.1
libretto di centrale: Documento a corredo di ogni
impianto termico avente potenza termica del focolare
maggiore di 35 kW, sul quale sono riportati i dati relativi
all’impianto termico e ai suoi componenti, al suo esercizio e
alla sua manutenzione.
3.1.2 libretto di impianto: Documento a corredo di ogni
impianto termico avente potenza termica del focolare non
maggiore di 35 kW, sul quale sono riportati i dati relativi
all’impianto termico e ai suoi componenti, al suo esercizio e
alla sua manutenzione.
3.1.3 rendimento di combustione: Rapporto tra la
potenza termica convenzionale e la potenza termica del
focolare.
3.1.4 potenza termica convenzionale: Potenza
termica del focolare diminuita della potenza termica persa
al camino.
3 – Termini e definizioni, simboli e unità di misura.
3.1.5
potenza termica del focolare: Prodotto del potere calorifico
inferiore del combustibile impiegato per la portata di combustibile bruciato.
Sinonimo di portata termica.
3.1.6
valore nominale di un parametro: Valore dichiarato e garantito
dal costruttore per il regime di funzionamento continuo, e riportato in targa e
nel libretto di istruzioni.
3.1.7
valore effettivo di un parametro: Valore che differisce da quello
nominale in quanto modificato su disposizione del responsabile
dell’esercizio e della manutenzione dell’impianto, nel rispetto delle
prescrizioni del fabbricante
3.1.8
valore misurato di un parametro: Valore rilevato dall’operatore.
3.1.9
rapporto di prova: Documento sul quale sono riportati i risultati
delle operazioni previste.
3 – Termini e definizioni, simboli e unità di misura.
3.1.10 strumento portatile multifunzione: Apparecchio in grado di
misurare contemporaneamente almeno temperatura dei prodotti della
combustione, concentrazioni di ossigeno (in alternativa di anidride
carbonica) e monossido di carbonio.
È stata inserita questa nuova definizione
perché nel progetto di norma si prevede
di utilizzare esclusivamente strumenti
di questo tipo, fatta salva la possibilità
di effettuare la misurazione dell'indice
di fumosità ( metodo Bacharach ) con
strumento separato (pompa manuale).
8
4 – Operazioni preliminari
All’operatore deve essere resa disponibile, per la consultazione a fini
operativi e di sicurezza, la pertinente documentazione prevista dalla vigente
legislazione, e i libretti d’uso e manutenzione del generatore di calore.
L’operatore deve inoltre assicurarsi di poter eseguire il controllo nel rispetto
della propria e dell’altrui sicurezza e senza causare guasti o
malfunzionamenti all’apparecchio o all’impianto, anche facendo riferimento a
documentazioni tecniche, schemi e certificati relativi all’impianto stesso e ai
suoi componenti e accessori, ove esistenti.
NOTA : Nel progetto di norma si chiarisce che l'operatore ha il diritto/dovere
di richiedere, documentazione quale dichiarazione di conformità o di
rispondenza, C.P.I., pratica ISPESL.
Per quanto riguarda la sicurezza, propria e
altrui, si ricorda che è in vigore il
D. Lgs. n. 81/2008 +106/2009 (prestare
attenzione per lavori a più di due metri
di altezza da una superficie stabile).
4 – Operazioni preliminari
4.1
Procedure operative particolari
A seconda che il controllo della combustione venga eseguito
da un operatore incaricato dal responsabile per l’esercizio e
la manutenzione dell’impianto o da un operatore incaricato
dall’autorità competente per gli adempimenti di legge, devono
essere seguite le seguenti diverse procedure.
4.1.1 Operatori incaricati
l’esercizio e la manutenzione
dal
responsabile
per
a)L’operatore deve effettuare le misurazioni sul generatore
regolato alla potenza termica del focolare effettiva;
b)le misure ottenute e le operazioni effettuate devono essere
riportate sul libretto di centrale o di impianto;
c) al termine delle operazioni l’operatore si accerta che il
generatore e l’impianto funzionino in modo corretto.
OK
4 – Operazioni preliminari
4.1.2
Operatori incaricati dall’autorità competente
a)L’operatore deve effettuare la misurazione alla potenza termica del
focolare effettiva; qualora essa non coincida con quella nominale,
l’operatore deve effettuare comunque la misurazione, riferendo sul
rapporto di prova della differenza; se l’operatore non può eseguire
la misurazione della portata del combustibile procede facendo
riferimento alle precedenti misurazioni eseguite dall’installatore
/manutentore oppure al dato di targa del generatore;
b)l’operatore deve effettuare la misurazione in presenza del
responsabile dell’esercizio e della manutenzione o di persona da lui
incaricata; in nessun caso deve alterare, anche mediante semplice
regolazione, il funzionamento dell’apparecchio o dell’impianto, né
effettuare alcuna operazione ad esclusione di quelle previste dalla
presente norma;può tuttavia compiere le operazioni previste dal
fabbricante dell’apparecchio e indicate sul libretto di uso e
manutenzione per l’esecuzione delle analisi di combustione,
effettuabili anche con l’ausilio di utensili di uso comune (per
esempio smontaggio del mantello di una caldaia), ripristinando
al termine delle operazioni la situazione iniziale;
4 – Operazioni preliminari
La prima precisazione si è resa necessaria per
evitare che l'operatore, non potendo effettuare la
misurazione della portata, sospenda la prova o gli
attribuisca esito negativo; la seconda vuole evitare
che l'operatore possa ritenere non effettuabile la
prova qualora l'inserimento della sonda nella caldaia
comporti la rimozione del mantello della stessa o
altra operazione che comunque non interferisca con
i parametri di combustione.
4 – Operazioni preliminari
a)se l’operatore è impossibilitato ad effettuare le misurazioni deve
segnalarlo sul rapporto di prova, specificandone il motivo;
b)se l’operatore è in grado di effettuare le misurazioni, ma con una
procedura difforme da quella indicata nella presente norma, deve
portare a termine il controllo, segnalando sul rapporto di prova i
motivi di difformità;
c)l’operatore deve impiegare un apparecchio di misura in grado di
stampare la data, l’ora della misurazione, i parametri rilevati e un
codice identificativo dello stesso apparecchio;
d)il rapporto di prova deve essere redatto conformemente a quanto
indicato nel punto 8.
e)l’operatore deve astenersi dall’inserire nel rapporto di prova
consigli o giudizi, può tuttavia segnalare sullo stesso al
responsabile dell’esercizio e della manutenzione situazioni
riscontrate che a suo giudizio pregiudicano il corretto
funzionamento dell’impianto.
4 – Operazioni preliminari
La segnalazione di situazioni potenzialmente pericolose o
non conformi alle vigenti norme/regole tecniche, ma non
strettamente legate allo scopo della presente norma, è
questione delicata: l'operatore da una parte è un “esperto”
in grado di individuare tali situazioni e di fornire le
necessarie indicazioni atte a prevenire situazioni di
pericolo, dall'altra lo scopo della sua visita non è quello di
sanzionare eventuali violazioni che non siano quelle
previste dal suo incarico, anche se è un incaricato di
pubblico servizio. La soluzione che la norma si propone è
quella di un avviso di irregolarità al responsabile
dell'impianto, avviso che poi l'ente competente per le
verifiche in materia di uso razionale dell'energia girerà
all'autorità competente per la materia di cui è stata
riscontrata violazione; il responsabile dell'impianto ha così
il tempo di intervenire per rimuovere le non conformità e
segnalare a tale autorità il ripristino delle condizioni di
rispetto della norma/regola tecnica, prevenendo una sua
visita formale e quindi l'altrettanto formale contestazione.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.1.
Campionamento dei prodotti
della combustione
Il campionamento dei prodotti della
combustione e la misurazione della
temperatura degli stessi devono essere
eseguiti in corrispondenza di un'apposita
presa di campionamento passante nel
condotto di evacuazione dei prodotti della
combustione fatta salva una diversa
predisposizione della stessa a cura del
fabbricante dell’apparecchio.
La presa di campionamento deve essere
dotata di chiusura a tenuta, deve avere
diametro non minore di 10 mm, deve
potere essere richiusa in modo stabile e
mantenere la tenuta dopo l’effettuazione
delle misurazioni.
Indicazione del diametro minimo del foro
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.1.
Campionamento dei prodotti
della combustione
La presa di campionamento, dove non già
presente, deve essere praticata a cura del
responsabile
per
l’esercizio
e
la
manutenzione a meno che sul generatore di
calore sia già stata praticata in precedenza
una presa di campionamento che, a giudizio
dell’operatore, consenta una misurazione,
conforme a quanto indicato dalla presente
norma.
Se il condotto di evacuazione dei prodotti
della combustione è parte integrante del
generatore di calore, il foro può essere
praticato solo su autorizzazione del
fabbricante del generatore, che deve
rilasciare le opportune istruzioni in merito.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.1.
Campionamento dei prodotti
della combustione
La presa di campionamento, dove non già
predisposta dal fabbricante del generatore di
calore, deve essere situata:
in generale il più vicino possibile al punto di
uscita dei prodotti della combustione
dall’apparecchio.
nel caso di generatori di calore a gas con
bruciatore atmosferico che dispongono di
dispositivo rompitiraggio - antivento la presa
di campionamento deve di regola essere
situata a valle di tale
dispositivo,
preferibilmente a una distanza pari a due
diametri del canale di fumo, oppure, se
all’interno di questo tratto è presente una
curva, a una distanza pari a un diametro
dopo la curva.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.1.
Campionamento dei prodotti della
combustione
Si segnala che la UNI 7129:2008 parte 3 impone ai
canali da fumo degli impianti termici ricadenti nel
proprio campo di applicazione di “essere dotati di
presa di campionamento che consenta di eseguire
correttamente la prova di combustione prevista
dalla UNI 10389; le dimensioni e le caratteristiche
di tale presa devono essere conformi alla UNI
10784”.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.1.
Campionamento
combustione
dei
prodotti
della
Se a valle del generatore sono disposti sistemi di
recupero del calore, il foro deve essere situato sul
tratto di condotto di evacuazione dei prodotti della
combustione in uscita da questi sistemi; se il calore
recuperato serve a preriscaldare l’aria comburente,
la misurazione della temperatura dell’aria
comburente deve essere effettuata prima del suo
preriscaldamento
Nel caso di scarico dei prodotti della
combustione a parete, se il collegamento fra il
generatore di calore e il terminale di tiraggio o
di scarico non consente di praticare la presa di
campionamento, e il fabbricante del generatore
non ha predisposto o indicato un apposito
punto di prelievo nel circuito fumi, il controllo
della combustione non può essere effettuato.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.1.
Campionamento dei prodotti della
combustione
Alcuni tipi di generatori di calore richiedono la
presenza di due fori, generalmente predisposti
dal fabbricante dell’apparecchio: il primo foro
consente la misurazione della temperatura
dell’aria comburente mentre il secondo foro
consente il prelievo dei prodotti della
combustione per l’analisi di combustione. In
questi casi si utilizzano strumenti multifunzione
dotati di doppia sonda di temperatura o, in
alternativa, si rileva e memorizza la
temperatura dell’aria comburente con la caldaia
a regime.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
Tutto il paragrafo relativo al campionamento dei prodotti della
combustione è stato riscritto in modo da renderlo meglio
comprensibile; l'ultimo paragrafo è stato introdotto per tenere
conto di modelli di caldaie che all'epoca dell'attuale edizione
della norma erano poco diffusi mentre oggi coprono una gran
parte del mercato.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.2.
Misura della temperatura dell’aria
comburente
La misurazione della temperatura dell’aria
comburente deve essere effettuata:
a) nei pressi della bocca di aspirazione
dell’aria nei generatori di calore con
bruciatore ad aria soffiata, fatto salvo il caso
di preriscaldamento dell’aria comburente
tramite recupero del calore dai prodotti della
combustione, come indicato nel punto 5.1;
a)nei pressi dell’ingresso dell’aria nei
generatori di calore a gas con bruciatore ad
aria aspirata, camera di combustione aperta
e tiraggio naturale o con ventilatore sulla
linea di scarico dei prodotti della
combustione;
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.2.
Misura della temperatura dell’aria
comburente
c) in un punto opportuno del condotto di
alimentazione dell’aria comburente nei
generatori di calore a gas con camera di
combustione stagna, a tiraggio naturale o
con ventilatore sulla linea di scarico dei
prodotti della combustione. Il punto deve
essere predisposto dal fabbricante del
generatore di calore o praticato, a cura del
responsabile
per
l’esercizio
e
la
manutenzione, seguendo le indicazioni che il
fabbricante deve fornire in proposito. Al
termine della misurazione l’operatore deve
chiudere stabilmente il foro, in modo da
garantire la tenuta del condotto.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.3.
Apparecchiatura
Le misurazioni di temperatura dei prodotti
della combustione e dell’aria comburente,
delle concentrazioni di ossigeno, anidride
carbonica, monossido di carbonio, devono
essere effettuate con uno strumento portatile
multifunzione avente i requisiti minimi di cui
al prospetto 3.
Tali strumenti devono essere gestiti,
verificati e tarati periodicamente, in
conformità alle istruzioni che devono essere
fornite dal costruttore, in modo da garantire
la riferibilità della misura ai campioni
nazionali del Sistema Nazionale di Taratura
(SNT). In assenza di tali istruzioni, lo
strumento deve essere verificato e tarato
almeno una volta ogni 12 mesi.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.3.
Apparecchiatura
L’operatore, salvo diverse indicazioni contenute
nella presente norma, deve effettuare le
misurazioni seguendo, per ciascun strumento, le
istruzioni e le avvertenze riportate dal fabbricante
sul libretto d’uso.
La misurazione dei tempi deve essere effettuata
mediante cronometro.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.3.1
Strumenti multifunzione
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
Per quanto riguarda i requisiti, si rende noto che esistono tre norme europee in
materia, di applicazione volontaria:
CEI EN 50379-1:2006 “Specifica per apparecchi elettrici portatili per la misurazione
dei parametri dei gas combusti di apparecchi per riscaldamento – Parte 1: requisiti
generali e metodi di prova”;
CEI EN 50379-2:2006 “Specifica per apparecchi elettrici portatili per la misurazione
dei parametri dei gas combusti di apparecchi per riscaldamento – Parte 2: requisiti
specifici per apparecchi impiegati in misurazioni e analisi aventi valore legale”;
CEI EN 50379-3:2006 “Specifica per apparecchi elettrici portatili per la misurazione
dei parametri dei gas combusti di apparecchi per riscaldamento – Parte 3: requisiti
specifici per apparecchi usati nel corso di controllo e manutenzione, non aventi
valore legale, di apparecchi a gas”.
Non si è voluto richiamare tali norme in quanto ciò avrebbe comportato la messa
fuori servizio di tutti gli analizzatori precedenti alla loro emanazione, ma sono stati
ripresi, per i parametri necessari alla misurazione in opera del rendimento di
combustione, i valori in essa riportati.
Per quanto riguarda invece la verifica e taratura periodica dello strumento è stata
imposta una periodicità almeno annuale, in assenza di indicazioni in merito da
parte del fabbricante.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.3.
Apparecchiatura
5.3.2
Strumento di prelievo dei prodotti
della combustione per la misura
dell’indice di fumosità
Può essere uno strumento meccanico o
elettronico a sé stante, oppure può essere
integrato nello strumento multifunzione. In
ogni caso deve essere dichiarato idoneo ai
sensi della presente norma dal fabbricante.
Per la gestione, verifica e taratura di questo
strumento si fa riferimento al punto 5.3.1 per
quanto applicabile.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.4. Condizioni di misurazione
Ogni misurazione deve essere eseguita quando
il generatore di calore si trova nello stato di
regime, alla potenza termica per la quale tale
misurazione è prevista.
Lo stato di regime si ritiene raggiunto
quando si sia stabilizzata la temperatura dei
prodotti della combustione, cioè quando la
stessa non varia più di ±2 °C.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.4. Condizioni di misurazione
Per gli apparecchi a gas collegati a canne
collettive, lo stato di regime si ritiene raggiunto
dopo almeno 10 min dall’accensione
dell’apparecchio.
Raggiunto lo stato di regime, l’operatore deve
verificare che non vi sia alcun riflusso, anche
parziale, dei prodotti della combustione in
ambiente. Se questa condizione non è
soddisfatta, le operazioni di misurazione dei
parametri di combustione, e conseguentemente
il successivo calcolo del rendimento di
combustione, non possono avere luogo.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.4. Condizioni di misurazione
L’operatore deve quindi rilevare la temperatura
del fluido in mandata dal generatore di calore,
utilizzando
la
strumentazione
disponibile
sull’impianto o sull’apparecchio. Tale valore deve
essere indicato sul rapporto di prova o sulla
documentazione eventualmente prevista dalla
vigente legislazione. In mancanza di tale
strumentazione di misura della temperatura,
l’operatore procede in ogni caso all’analisi dei
prodotti della combustione ed alla misura del
rendimento di combustione segnalando per
iscritto tale situazione.
È stata fornita una definizione di “stato di regime”, in precedenza assente, ed è
stato esplicitato che in condizione di rigurgito dei prodotti della combustione in
ambiente, indice di evidente funzionamento anomalo – e in caso di generatore di
calore in ambiente presidiato anche pericoloso – l'operatore non porta a termine la
prova. È stato aggiunto anche l'obbligo di segnalare l'assenza del termometro per
la misurazione della temperatura dell'acqua in caldaia.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.4. Condizioni di misurazione
Qualora non sia possibile, anche escludendo il
termostato ambiente, raggiungere lo stato di
regime alla massima potenza termica del focolare
effettiva per un periodo di tempo sufficiente a
effettuare le misurazioni di cui alla presente
norma:
- se il generatore è di tipo combinato, lo si fa
funzionare in produzione di acqua calda sanitaria;
il rendimento così ottenuto è allora riferito alla
potenza termica del focolare effettiva durante la
produzione di acqua calda sanitaria;
- se il generatore ha solo la funzione
riscaldamento, il controllo della combustione deve
essere effettuato alla potenza termica del focolare
massima ottenibile, costante per il tempo
necessario alla effettuazione delle misurazioni; il
rendimento ottenuto deve essere riferito a tale
potenza.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.5. Grandezze e misurazioni
5.5.1
Generalità
L’operatore deve evitare l’ingresso di aria dal
foro durante la prova, in quanto la
misurazione della temperatura e delle
concentrazioni potrebbero venire alterate
rispettivamente dall’ingresso di un fluido più
freddo e dalla conseguente diluizione dei
prodotti della combustione.
La sonda di campionamento deve essere
introdotta nel condotto di evacuazione dei
prodotti della combustione ad una profondità
tale che l’elemento sensibile possa rilevare la
temperatura dei prodotti della combustione
nel punto più caldo.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.5. Grandezze e misurazioni
5.5.2
Determinazione del rendimento di
combustione
Ai fini della determinazione del rendimento di
combustione devono essere rilevati almeno i
seguenti parametri:
temperatura dei prodotti della combustione;
temperatura dell’aria comburente;
concentrazione di ossigeno o, in alternativa, di
anidride
carbonica,
nei
prodotti
della
combustione;
concentrazione di ossido di carbonio nei
prodotti della combustione;
indice di fumosità (per i soli generatori
alimentati con combustibili liquidi).
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.5. Grandezze e misurazioni
5.5.3. Modalità di misurazione dell’indice di
fumosità (solo per impianti alimentati con
combustibili liquidi)
La determinazione dell’indice di fumosità If deve
essere il risultato di tre singole misure.
La prova si ritiene superata se almeno due delle tre
misure forniscono risultati non superiori a quello limite.
La misurazione dell’indice di fumosità If si effettua con
un apposito strumento in grado di fornire un risultato
esprimibile nella scala di Bacharach.
Se la carta da filtro risultasse anche parzialmente
bruciata o umida per effetto della condensa, la
misurazione deve essere ripetuta. Per eventuali altri
sistemi di prelievo seguire le istruzioni del fabbricante
dell’apparecchio.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.5.4.
Risultati
La misurazione di ogni singolo parametro deve essere effettuata almeno tre volte, a
intervalli di tempo eguali nel periodo di prova ritenuto necessario dall’operatore, e
ogni volta almeno 120 s dopo l’inizio del campionamento. La durata della prova e il
numero di misurazioni effettuate per ogni parametro possono essere aumentati a
giudizio dell’operatore qualora riscontri misurazioni anomale o valori non
significativi.
La determinazione del valore di ogni singolo parametro, escluso l’indice di
fumosità, è ottenuto dalla media aritmetica delle prime tre misure significative.
Eventuali misure anomale non devono essere prese in considerazione per la
determinazione del valore misurato; tuttavia, se a giudizio dell’operatore sono
riconducibili alle condizioni di esercizio dell’impianto, ne deve fare menzione nel
rapporto di controllo.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
Si rammenta che la ripetizione della misurazione, per un complessivo
“onere di tempo” di ben quattro minuti, è necessaria per individuare,
soprattutto nei generatori di grossa taglia, situazioni di regime non
ancora completamente raggiunte.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.6.
Misurazione della potenza termica del focolare
La misurazione della potenza termica del focolare si effettua come segue.
5.6.1.
Impianti termici alimentati a combustibile gassoso
Se l’impianto è dotato di contatore volumetrico, si rileva la portata in volume q, in
metri cubi/ora, e la si moltiplica per i seguenti poteri calorifici inferiori convenzionali
riferiti alle condizioni 15 °C e 1,013 bar:
a) gas naturale 9,45 kWh/m3,
b) gas di petrolio liquefatti (GPL)
32,25 kWh/m3, butano;
26,78 kWh/m3, miscela composta da butano (30%) e propano (70%);
24,44 kWh/m3, propano.
Se l’impianto è alimentato con altro combustibile gassoso i parametri necessari alla
verifica devono essere forniti dall’azienda erogatrice.
Sono stati introdotti, al posto di parametri adimensionali, i corretti valori dei poteri
calorifici dei combustibili, liquidi e gassosi, da moltiplicare per le portate rilevate in
modo da ottenere le portate termiche. Per i GPL sono riportati i valori relativi a
butano, propano e propano commerciale.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
La portata in volume q si ricava rilevando dal contatore, quando il generatore di
calore è a regime, il volume di gas erogato in almeno 120 s.
Se l’impianto non è dotato di contatore volumetrico o di altro sistema di misura
della portata, si assume come potenza termica del focolare misurata quella
nominale dichiarata dal fabbricante.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
In alternativa, se la procedura è stata prevista dal
fabbricante dell’apparecchio e le opportune indicazioni
sono state riportate sul libretto di uso e manutenzione,
l’operatore incaricato dal responsabile dell’esercizio e
manutenzione può risalire alla potenza termica del
focolare tramite la misura della pressione del gas alle
apposite prese, avendo l’accortezza di controllare che
l’apparecchio sia alimentato almeno alla minima
pressione, indicata dal fabbricante, per avere la potenza
termica nominale del focolare.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.6.2.
Impianti termici alimentati a combustibile liquido
Note la portata nominale dell’ugello e la pressione di polverizzazione, si ricava la
portata massica G, in kilogrammi/ora, dalle tabelle o dalle curve fornite dal
fabbricante dell’ugello e la si moltiplica per i seguenti poteri calorifici inferiori
convenzionali:
a)
gasolio
11,86 kWh/kg, per ottenere la potenza termica del focolare in kilowatt;
b)
olio combustibile
11,47 kWh/kg, per ottenere la potenza termica del focolare in kilowatt;
Se l’impianto è alimentato con altro combustibile liquido, i parametri necessari alla
verifica devono essere forniti dall’azienda erogatrice.
Nel caso di misurazione eseguita dall’operatore incaricato dalla competente
autorità è compito del responsabile dell’impianto
provvedere a fare trovare installato un opportuno manometro che
consenta la lettura della pressione di polverizzazione del combustibile;
provvedere a fornire le informazioni sulla portata nominale dell’ugello
installato all’interno della testa di combustione.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
Sia per i combustibili gassosi sia per i combustibili
liquidi è considerata accettabile una differenza tra
la potenza termica del focolare misurata e la
potenza termica del focolare nominale non
maggiore del 10% della potenza termica del
focolare nominale. Se la potenza termica del
focolare misurata è maggiore del 10% della
potenza termica del focolare nominale il
responsabile dell’impianto deve provvedere ad una
corretta regolazione prima di procedere con la
misurazione. Se la potenza termica del focolare è
stata volutamente ridotta, tale nuova regolazione
deve essere annotata nel libretto di impianto o di
centrale.
10%
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.6.3
Misurazione in opera del rendimento di
combustione di generatori di calore in batteria, moduli
termici e generatori modulari
5.6.3.1 Moduli termici, generatori di calore modulari e
generatori di calore in batteria - definizioni
Un modulo termico è un generatore di calore costituito da
due o più elementi termici da esso inscindibili.
Un elemento termico è costituito da uno scambiatore di
calore e da un bruciatore (o porzione).
Un generatore di calore modulare è costituito da uno o più
moduli termici predisposti dal fabbricante per funzionare
singolarmente o contemporaneamente in un unico circuito
idraulico.
L’impianto con generatori in batteria è costituito da più
generatori non predisposti dal fabbricante per funzionare
contemporaneamente in un unico circuito idraulico.
(Definizioni riprese dalla norma UNI 10412 parte 1)
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.6.3.2 Batterie di generatori di calore non a condensazione
Il campionamento dei prodotti della combustione e la misurazione in opera del
rendimento di combustione devono essere eseguiti secondo le modalità di cui
ai punti 5.1, 5.2, tramite apparecchiature conformi al punto 5.3, e nelle
condizioni di prova di cui ai punti 5.4 e 5.5, su ogni singolo generatore
costituente la batteria.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
Il rendimento di combustione per ogni singolo
generatore di calore deve essere calcolato in
conformità al punto 6.1, sulla base dei valori
misurati, con gli altri generatori non in
funzione, se ogni generatore è collegato a un
proprio camino, in funzione se i prodotti della
combustione dei generatori di calore in
batteria confluiscono in un collettore.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.6.3.3 Batterie di generatori a
condensazione
Si procede operativamente secondo le
modalità del precedente punto 5.7.3, mentre
il rendimento di combustione per ogni
singolo generatore di calore deve essere
calcolato in conformità al punto 6.2.
5 – Misurazione in opera del rendimento di combustione
5.6.3.4 Moduli termici e generatori modulari
Il campionamento dei prodotti della combustione e la
misurazione in opera del rendimento di combustione devono
essere eseguiti secondo le modalità indicate dal fabbricante
degli stessi. In assenza di tali indicazioni e nell’impossibilità
di reperirle, le operazioni di cui sopra devono essere
condotte considerando il generatore modulare come un
unico generatore nel caso sia presente un’unica targa ed un
unico condotto fumi, altrimenti deve essere trattato, ai fini
della misura, come una batteria.
6 – Calcolo del rendimento di combustione
6.1
Calcolo del rendimento di combustione per caldaie non
condensanti
La potenza termica persa al camino si ricava con le seguenti formule
convenzionali:
Qs = [A1 /(21 - O2) + B] x (tf - ta)
nel caso di misurazione della concentrazione dell’ossigeno nei prodotti della
combustione;
Qs = [A2 /CO2 + B] x (tf - ta)
nel caso di misurazione della concentrazione dell’anidride carbonica nei prodotti
della combustione
dove:
A1, A2, B sono i coefficienti, dati dal prospetto 4, per i diversi combustibili.
6 – Calcolo del rendimento di combustione
6.1
Calcolo del rendimento di combustione per caldaie non condensanti
Prospetto II - Coefficienti per il calcolo del rendimento di combustione
Combustibile
A1
A2
B
0,66
0,38
0,010
gas naturale
0,63
0,42
0,008
propano/GPL/butano
0,68
0,50
0,007
gasolio
0,68
0,52
0,007
oli combustibili
Il valore di Qs ottenuto deve essere arrotondato al primo decimale dopo la virgola.
Il rendimento di combustione del generatore riferito alla potenza termica del
focolare alla quale è stata effettuata la misurazione, è dato da:
ηcomb = 100 - Qs
Per quanto concerne l’incertezza di misura, sono in corso sperimentazioni per una
sua definizione strutturata. Allo stato attuale si ritiene accettabile riportare il valore
di ηcomb con un’incertezza di ± 2,0, salvo trattazione più accurata.
6 – Calcolo del rendimento di combustione
6.2
Calcolo del rendimento di combustione per caldaie a condensazione
La procedura descritta si applica quando la temperatura media dei prodotti della
combustione all’uscita dalla caldaia è minore della temperatura di rugiada del vapore
d’acqua negli stessi. Se tale condizione non è verificata si utilizza la procedura di
misurazione già illustrata nel punto 6.1.
Il prospetto 5 mostra il valore che assume la temperatura di rugiada nei prodotti della
combustione, in funzione dell’indice d’aria (o in alternativa del contenuto di ossigeno
O2) e del tipo di combustibile.
La misurazione in opera del rendimento di combustione può essere eseguita sia
in funzionamento per riscaldamento sia, quando possibile, in funzionamento per
produzione di acqua calda sanitaria.
6 – Calcolo del rendimento di combustione
6.2
Calcolo del rendimento di combustione per caldaie a condensazione
L’operatore deve procedere al rilievo delle seguenti grandezze fisiche:
la temperatura dei prodotti della combustione in uscita dalla caldaia, tf, in °C;
la temperatura dell’aria comburente in ingresso alla caldaia, ta, in °C;
la concentrazione di ossigeno nei prodotti della combustione secchi, O2, in
percentuale in volume.
L’operatore deve anche annotare, quando sono installati i termometri necessari per
le misurazioni, sia la temperatura di ingresso dell’acqua in caldaia, sia la
temperatura dell’acqua in uscita dalla caldaia durante la procedura di misurazione.
6 – Calcolo del rendimento di combustione
1.Calcolare il rendimento di combustione hcomb, in presenza di condensazione,
con la formula:
hcomb = 100 – Qs + ET
Per quanto concerne l’incertezza di misura, sono in corso sperimentazioni per
una sua definizione strutturata. Allo stato attuale si ritiene accettabile riportare il
valore di ηcomb con un’incertezza di ±2,0, salvo trattazione più accurata.
Prospetto IV - Temperatura di rugiada in °C
Indice d’aria n
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
2
O2 (%)
0
1,91
3,5
4,85
6
7
10,5
CH4
59
57,2
55,5
54
52,5
51,2
45,8
C3H8
54,7
52,9
51,2
49,7
48,3
47
41,7
GPL (30/70)
54,5
52,7
51
49,5
48,1
46,8
41,5
C4H10
54
52,1
50,4
48,9
47,5
46,5
41
Gasolio
52
50,4
48,7
47,3
45,9
44,6
39,3
7 – Misurazione CO e indice di fumosità.
Il valore rilevato di CO deve essere riportato alla condizione di
prodotti della combustione secchi e senz’aria moltiplicando il valore
misurato per il valore dell’indice di aria n che si ottiene da uno dei
seguenti rapporti:
n = 21 / (21 - O2)
se è stata rilevata la concentrazione di ossigeno nei prodotti della
combustione;
n = CO2t/CO2
se è stata rilevata la concentrazione di anidride carbonica nei prodotti
della combustione.
I valori convenzionali di CO2t da inserire nella formula sono riportati
nel prospetto 8, in funzione dei diversi combustibili.
7 – Misurazione CO e indice di fumosità.
Prospetto IV - Contenuto teorico di CO2 nei prodotti della combustione secchi
Combustibile
CO2t
gas naturale
11,7
propano/GPL/butano
13,9
gasolio
15,1
olio combustibile
15,7
Per altri combustibili il valore di CO2t deve essere indicato dal fornitore del
combustibile stesso.
Se la concentrazione di CO riportata alla condizione di prodotti della combustione
secchi e senz’aria risulta maggiore di 0,1% (1 000 ppm)*, e non è possibile
ricondurla al disotto di questo valore, l’esito del controllo della combustione è da
considerarsi negativo, a prescindere dal valore misurato del rendimento di
combustione.
7 – Misurazione CO e indice di fumosità.
Per i generatori di calore alimentati a combustibile liquido se la verifica dell'indice
di fumosità If è negativa, e non è possibile migliorare la combustione, l'esito del
controllo della combustione è da considerarsi negativo, a prescindere dal valore
misurato per il rendimento di combustione.
L'indice di fumosità If si misura con le modalità riportate nel punto 5.5.3 ed i valori
limite di tale indice sono 2 per il gasolio e 6 per l'olio combustibile.
*Il valore di 1 000 ppm è riportato solo ai fini della correttezza della misura del
rendimento.
7 – Misurazione CO e indice di fumosità.
La precisazione relativa ai 1000 ppm di CO vuole rammentare all'operatore che di
norma, se la combustione avviene correttamente, la percentuale di CO nei fumi
secchi e senz'aria non supera, per gli apparecchi a gas con bruciatore
atmosferico, i 50 ppm. Concentrazioni più elevate, anche se consentono di
ottenere un risultato accettabile del rendimento di combustione, indicano
generalmente funzionamenti non ottimali del generatore di calore e soprattutto, in
caso di rigurgito in ambiente dei prodotti della combustione, comportano rischi di
intossicazione anche mortale delle persone presenti.
Si ricorda che in atmosfera inquinata da 1000 ppm di CO una persona in normali
condizioni di salute perviene alla perdita di conoscenza, al coma e alla morte nel
giro di qualche decina di minuti.
7 – Rapporto di prova
Al termine delle operazioni di cui alla presente norma l’operatore rilascia un
rapporto di prova. Il rapporto deve contenere i risultati di tutte le misurazioni
effettuate dall’operatore e le informazioni essenziali affinché il controllo possa
essere ripetuto nelle medesime condizioni.
In particolare, il rapporto di prova deve contenere:
i dati identificativi dell’operatore;
i dati identificativi dell’impianto sottoposto a controllo e del suo responsabile;
il riferimento alla presente norma;
i dati identificativi degli apparecchi di misura;
i risultati di prova;
le stampe prodotte dagli apparecchi di misura;
le informazioni supplementari che, a giudizio dell’operatore, abbiano una
relazione con i contenuti tecnici del rapporto e i suoi possibili usi;
la data di esecuzione del controllo;
le firme leggibili dell’operatore e del responsabile dell’impianto o della persona da
lui delegata.
Nell’appendice A è riportato un esempio di modello di rapporto di prova; tale
modello prevede di riportare le sole informazioni strettamente necessarie ai fini
della misurazione effettuata in campo del rendimento di combustione.
7 – Rapporto di prova
L'obbligo di rilasciare il rapporto di prova, di cui all'appendice
informativa del progetto di norma, vale per il verificatore pubblico.
Quello incaricato dal responsabile dell'esercizio e della
manutenzione dell'impianto riporta i risultati sul libretto di impianto o
di centrale, e non è obbligato a redigere un rapporto di prova
(anche se, beninteso, nessuno gli impedisce di farlo!)