LA PROGETTAZIONE DEI SISTEMI DI RISCALDAMENTO A BIOMASSA
Le principali tipologie di caldaie per la combustione di biomasse per il riscaldamento di
categorie di combustibili vegetali:
• legna da ardere in ciocchi,
• legno sminuzzato (cippato),
• pastiglie di legno macinato e pressato (pellet).
Un impianto di riscaldamento a cippato è costituito dai seguenti elementi:
• Caldaia;
• Contenitore o apposito locale (silo) per lo stoccaggio del cippato;
• Sistema di movimentazione del combustibile;
• Cetralina di regolazione;
• Eventuale accumulatore inerziale e bollitore per acqua sanitaria;
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piccole-medie utenze sono fondamentalmente tre, sulla base delle tre principali
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PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO
necessario che accanto al locale caldaia venga predisposto un locale (silo) per lo
stoccaggio del combustibile.
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Poiché il caricamento del combustibile in caldaia avviene in modo automatico, è
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IL LOCALE CALDAIA
centrale termica e per il deposito, che deve essere situata nelle immediate vicinanze di
questa. Il locale caldaia deve essere spazioso e ben ventilato. Oltre alla caldaia, la centrale
termica dovrebbe poter accogliere l’accumulatore inerziale, il bollitore sanitario, il quadro
elettrico e tutta l’impiantistica idraulica.
Considerando che •buona norma lasciare uno spazio libero di almeno 60 cm tutto intorno
alla caldaia, si può concludere che la superficie minima sia di 8-10 mq (m 2-2,5 x 4). Per gli
impianti oltre i 35 kW la norma prevede che siano dotati di porta di accesso indipendente
dall’esterno.
Per questi impianti •necessario anche depositare il progetto della centrale termica ai vigili
del fuoco ed effettuare comunicazione all’Istituto per la Sicurezza sul
Lavoro (ISPESL).
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Un aspetto importante da prendere in considerazione •la disponibilità di spazio per la
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IL LOCALE CALDAIA
di tutte le caldaie presenti nello stesso locale, che possono essere accese in
contemporanea.
Di conseguenza, se si installa una caldaia a biomassa da 20 kW e accanto a questa ne
viene posta una a gas da 20 kW, viene superata la soglia dei 35 kW, e si rientra nella
normativa su questa categoria di impianti.
Se nello stesso locale caldaia sono presenti una caldaia a biomassa e una a gas/ gasolio,
con possibilità di funzionamento contemporaneo, •altresì necessario che ogni caldaia sia
dotata di una propria canna fumaria indipendente.
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Ai fini della normativa sulla sicurezza viene considerata la potenza termica complessiva
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COMPONENTI CALDAIA A BIOMASSA:
 Coclee progressive
 Collegamento sferico
 Protezione contro il ritorno di fiamma
 Coclee stocker
 Motori d’azionamento
 Camera di combustione caldaia
 Servomotore dell’aria primaria
 Servomotore dell’aria secondaria
 Coclea cenere della camera di
combustione
 Coclea cenere dello scambiatore
termico
 Carrello portacenere esterno
 Scambiatore termico
 Ventilatore per i gas di scarico
 Sistema di regolazione
 Pannello di regolazione
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IL CAMINO
Un importante componente dell’impianto di riscaldamento a biomassa. La sua funzione
tiraggio adeguato, il buon funzionamento della caldaia.
Il tiraggio •tanto migliore quanto più caldi rimangono i fumi che percorrono il camino. Per
questo motivo il camino dovrebbe essere dotato di un buon isolamento termico. Un altro
motivo importante per isolare termicamente il camino • quello di evitare che la
temperatura dei fumi scenda al di sotto della soglia di condensa, nel qual caso si potrebbe
verificare un rapido sporcamento delle pareti del camino stesso, fino a giungere
all’intasamento.
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non •solamente quella di allontanare e disperdere i fumi, ma di assicurare, grazie a un
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Per i generatori di calore alimentati a legna o da altri
biocombustibili solidi, i condotti per evacuare
i fumi vanno realizzati in base alle norme vigenti e, in particolare,
secondo quanto richiesto dalle:
UNI 9615
Generatori di calore alimentati a legna o da altri biocombustibili
solidi. Requisiti di installazione.
UNI 10683
Calcolo delle dimensioni interne dei camini. Definizioni e
procedimenti di calcolo fondamentali.
Questi condotti sono essenzialmente composti:
(1) dalla canna fumaria, che convoglia i fumi verso l’esterno;
(2) dal comignolo, che serve ad evacuare i fumi in atmosfera e (3)
dal canale da fumo, che collega il generatore di calore alla canna
fumaria
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IL CAMINO
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STOCCAGGIO DEL CIPPATO
Il silo di stoccaggio del cippato dovrebbe essere posto in un locale adiacente al locale
Una delle pi•
ù importanti condizioni per la fattibilità di un impianto di riscaldamento
a cippato •la disponibilità di un locale per lo stoccaggio, situato in posizione accessibile ai
mezzi di trasporto del combustibile, con adeguato spazio per la manovra di questi.
Il silo va dimensionato sulla base della potenza e del rendimento della caldaia, delle
caratteristiche del combustibile e dell’autonomia richiesta. Indicativamente, il potere
calorifico netto del cippato •compreso tra 600 e 900 kWh/m3, a seconda del tipo di legno
e del contenuto di umidità.
La densità •compresa tra i 200 e i 400 kg/m3. Generalmente il cippato di conifera (pino,
abete) ha un minore potere calorifico rispetto a quello di latifoglia (faggio, quercia).
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caldaia o situato nelle immediate vicinanze di questo.
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STOCCAGGIO DEL CIPPATO
Il silo di stoccaggio può essere ricavato da un locale preesistente o costruito ex novo.
In ogni caso deve essere accuratamente protetto da infiltrazioni di acqua.
Sul fondo del silo viene posizionato l’estrattore del cippato, che preleva il combustibile
e lo convoglia nel canale della coclea di trasporto.
Nei piccoli impianti, per potenze fino a 300 - 500 kW, e capienze fino a circa 100 m3,
viene generalmente usato un estrattore a braccio rotante, che richiede una sezione del
silo circolare o quadrata.
Per impianti di maggiore potenza vengono usati estrattori a fondo mobile, costituiti da
una o più•rastrelliere parallele ad azionamento idraulico che, con un lento movimento
avanti e indietro spingono il cippato nel canale della coclea.
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PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO
Al fine di facilitare le operazioni di scarico del cippato dai mezzi di trasporto, il silo •situato
automaticamente e convogliato, per mezzo di una coclea dosatrice, nella caldaia, dove
avviene la completa combustione mediante l’immissione di aria primaria e secondaria.
La combustione avviene in caldaie a griglia che può essere:
•
fissa, per bruciare materiali fini e a basso contenuto di umidità
•
mobile, per bruciare combustibili a pezzatura grossolana e ad alto contenuto di ceneri ed
umidità (fino al 50% in peso di acqua), quali le biomasse forestali fresche di taglio.
Nei sistemi più•avanzati il flusso di cippato e la combustione sono regolati in continuo da
un microprocessore in base alla richiesta di energia dell’utenza e alla temperatura e
concentrazione di ossigeno dei fumi (regolazione lambda).
Il sistema può modulare la potenza erogata mantenendo la combustione ottimale
anche con combustibili diversi, sia con pieno o minimo carico.
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spesso al di sotto del piano stradale. Dal silo di alimentazione il cippato viene estratto
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PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO
I generatori a combustibile solido, nelle fasi di forte rallentamento della combustione,
Per porre rimedio a tale situazione sono possibili, almeno in teoria, due soluzioni.
La prima è quella (talvolta consigliata) di caricare i generatori solo con una quantità di
legna correlata alle effettive esigenze termiche dell’impianto.
È però, in pratica, una soluzione non gestibile.
La seconda consiste, invece, nel dotare gli impianti di idroaccumulatori per poter
immagazzinare il calore prodotto in eccesso dalla caldaia e poterlo utilizzare in seguito
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abbassano notevolmente la loro resa e producono molti fumi densi ed inquinanti.
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Le Energie Alternative
Progetto BIOMASS
IL PROGETTO BIOMASS – L’IMPIANTO PILOTA
deposito
caldaia
estrattore automatico
(fonte: Biocompact, Ecoenergie srl, Vicenza)
Le Energie Alternative
Progetto BIOMASS
IL PROGETTO BIOMASS – L’IMPIANTO PILOTA
Accumulatore-puffer
Deposito
Coclea
Caldaia
Impianto di
riscaldamento
Le Energie Alternative
Progetto BIOMASS
IL PROGETTO BIOMASS – L’IMPIANTO PILOTA
Le Energie Alternative
Progetto BIOMASS
IL PROGETTO BIOMASS – L’IMPIANTO PILOTA
Accumulatore-puffer
Deposito cippato
Coclea
Caldaia
Le Energie Alternative
Progetto BIOMASS
IL PROGETTO BIOMASS – L’IMPIANTO PILOTA
Ing Gianluca Farina – Sistemi di produzione e distribuzione del calore
IPOTESI DI PROGETTO BIOMASS+ : ISTITUTO SCIENTIFICO SORGONO
Ing Gianluca Farina – Sistemi di produzione e distribuzione del calore
IPOTESI DI PROGETTO BIOMASS+ : ISTITUTO SCIENTIFICO SORGONO
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IPOTESI DI PROGETTO BIOMASS +
Ing Gianluca Farina – Sistemi di produzione e distribuzione del calore
IPOTESI DI PROGETTO BIOMASS +
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IPOTESI DI PROGETTO BIOMASS +
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IPOTESI DI PROGETTO BIOMASS +
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INCENTIVI
L’Italia incentiva la installazione di caldaie a pellet, pezzi di legna e cippato con incentivi
principali informazioni per accedere a tali incentivi.
Incentivato vengono la sostituzione di qualsiasi generatore di calore con una caldaia a
pellet,a pezzi di legna o a cippato Il conto energia termico è un primo passo importante
per facilitare l’accesso dell’uomo alle fonti rinnovabili.
SOGGETTI AMMESSI
Il meccanismo di incentivazione è rivolto a due tipologie di soggetti:
Amministrazioni pubbliche
Soggetti privati, intesi come persone fisiche, condomini e soggetti titolari di reddito di
impresa o di reddito agrario.
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fino a 8.500 €, quali Vi saranno versati sul Vostro conto entro 2 anni. Quí sotto trovate le
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INCENTIVI: REQUISITI EDIFICI E IMPIANTI
Solo sostituzione di impianti di Climatizzazione in qualsiasi tipo di edificio esistente, parti
serre), dotati di Impianto di riscaldamento esistenti alimentati a biomassa, carbone,
gasolio, btz, (esclusi: GPL, gas metano, elettrici) (esclusi impianti che generano calore di
processo lavorativo)
(Possono essere anche sostituite stufe, camini aperti, termocucine) con una caldaia anche
se l’impianto si trovano in zona metanizzata. (l’importante è che il metano non alimenti la
caldaia attuale).
L’installazione deve sostituire integralmente l’impianto già presente nell’edificio. La
sostituzione parziale è consentito solo se già l’impianto preesistente era dotato di più
generatori di calore. (Per impianti che necessitano di caldaia backup va anche prevista la
sostituzione del backup stesso)
Va mantenuta la potenza del generatore sostituito con una maggiorazione possibile del
10%.
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di edifici esistenti o unità immobiliari esistenti (registrati al catasto!) (comprese le
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1. Impianti a caldaie fino a 35 Kw EN 12828 (2003)
Impianti di riscaldamento negli edifici. Progettazione dei sistemi di riscaldamento ad
acqua.
2. Impianti a dispositivi domestici fino a 35 kW UNI 10412-2 (2009)
Impianti di riscaldamento ad acqua calda.
Requisiti specifici per impianti con apparecchi per il riscaldamento di tipo domestico
alimentati a combustibile solido con caldaia incorporata e con potenza del focolare
complessiva non maggiore di 35 kW.
Nota:
La norma si applica ai circuiti idraulici degli impianti termici serviti con generatori di calore
per il riscaldamento di tipo domestico: stufe, caminetti e termocucine con caldaia incorporata, funzionanti a
combustibili solidi non polverizzati.
3. Impianti a caldaie oltre 35 kW Specifiche tecniche applicative del Titolo II DM 1.12.75.
Raccolta R. CAP. R.3.C. (ed. 2009)
Impianti con generatori alimentati con combustibili solidi non polverizzati.
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NORME DI SICUREZZA
Attualmente, in relazione al tipo di generatore e alla potenzialità termica dell’impianto
vanno rispettate le seguenti norme:
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NORME DI SICUREZZA
essere aperto o chiuso; (2) alle modalità di carico del combustibile solido, che possono
essere manuali o automatiche; (3) alla tipologia di circolazione del fluido, che può essere
naturale o forzata e (4) al tipo e collegamento dei generatori, che possono essere singoli o
in batteria con altri generatori.
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Le norme di cui sopra classificano gli impianti in base (1) al sistema di espansione, che può
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NORMATIVA
impianti dotati di vaso di espansione aperto. Questo obbligo risale a molti decenni fa, ed
era motivato da ragioni di sicurezza, a causa della relativa facilità con cui le caldaie a legna
possono raggiungere la temperatura di ebollizione.
Il vaso di espansione aperto deve essere posto nel punto pi•
ù alto dell’impianto di
riscaldamento (tipicamente nel solaio) e collegato direttamente alla caldaia da un tubo,
denominato tubo di sicurezza, il cui percorso non deve presentare alcun tratto in discesa.
In caso di emergenza il tubo di sicurezza deve consentire al vapore sviluppatosi in caldaia
di fluire liberamente senza incontrare ostacoli fino al vaso di espansione aperto.
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La legge italiana prevede che le caldaie a biomassa possono essere installate soltanto in
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Nel caso in cui la caldaia sia posta in un locale separato dal fabbricato principale, può
risultare impossibile collocare il vaso di espansione aperto nel fabbricato da riscaldare, a
In questi casi •necessario realizzare due circuiti di riscaldamento separati, di cui uno
primario a vaso aperto nel locale caldaia e uno secondario a vaso chiuso nel fabbricato da
riscaldare. Tra i due circuiti viene interposto uno scambiatore di calore a piastre, che
consente lo scambio termico evitando il contatto diretto dell’acqua tra i due circuiti.
In questi casi l’aggravio di costi dell’impianto a legna rispetto a quello convenzionale a
gas/gasolio •ingente e la presenza dello scambiatore di calore riduce le prestazioni e i
rendimenti dell’impianto.
La tecnologia attuale (scambiatore di calore di emergenza e valvola di sicurezza termica)
rende ormai inutilmente penalizzante e anacronistico l’obbligo del vaso di espansione
aperto nelle caldaie a legna, ed •auspicabile che si giunga quanto prima a una revisione
della normativa giuridica e tecnica in materia.
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causa della difficoltà di installare il tubo di sicurezza senza tratti in discesa.