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Sostituire una vecchia caldaia murale con un modello a condensazione non obbliga a eliminare i radiatori in ghisa.
I due sistemi possono funzionare insieme e l'abbinamento può risultare efficace con un'adeguata regolazione della temperatura dell'acqua.
Il dubbio nasce dal fatto che i radiatori in ghisa vengono associati a impianti tradizionali ad alta temperatura, mentre la caldaia a condensazione raggiunge la massima efficienza quando riceve acqua di ritorno sufficientemente fredda da favorire la condensazione del vapore contenuto nei prodotti della combustione.
Classico termosifone in ghisa - Getty Images
La necessità di un radiatore in ghisa di ricevere acqua a 70, 75 o 80 °C dipende dalla quantità di calore che deve fornire alla stanza: se il radiatore è grande rispetto al fabbisogno del locale, può riscaldarlo anche con acqua molto meno calda rispetto a quella utilizzata dal vecchio generatore.
Il punto da chiarire è quanto si possa abbassare la temperatura di mandata mantenendo il comfort nelle condizioni climatiche reali.
La condensazione avviene quando i prodotti della combustione vengono raffreddati abbastanza da consentire al vapore acqueo presente nei fumi di passare allo stato liquido, liberando calore che nelle caldaie tradizionali viene in buona parte disperso attraverso il camino.
Per una caldaia alimentata a gas naturale, il fenomeno viene favorito quando la temperatura dell'acqua che ritorna allo scambiatore scende indicativamente sotto la zona dei 55 °C: è un comportamento progressivo che dipende anche dalle condizioni di combustione.
Più il ritorno rimane basso, maggiori sono generalmente le condizioni favorevoli al recupero del calore latente.
Per questo impostare soltanto una determinata temperatura di mandata non permette di sapere con certezza quanto la caldaia stia condensando.
Occorre osservare il sistema completo: temperatura di mandata, temperatura di ritorno, portata d'acqua e quantità di energia effettivamente ceduta dai radiatori.
La potenza ceduta da un radiatore dipende soprattutto dalla differenza tra la temperatura media della sua superficie e quella dell'ambiente.
Se l'acqua entra molto calda, il radiatore cede molta potenza. Riducendo la temperatura dell'acqua, la potenza diminuisce progressivamente, ma non scompare.
Caldaia a condensazione Eco Wind 24-28-35 - Ariel Energia
Un vecchio radiatore in ghisa molto grande può quindi continuare a riscaldare correttamente una stanza anche lavorando a temperature inferiori rispetto a quelle per cui era stato utilizzato in passato.
Questo accade frequentemente negli edifici che hanno subito interventi sull'involucro: serramenti nuovi, isolamento del tetto, cappotto, possono aver ridotto sensibilmente le dispersioni, mentre la superficie dei radiatori è rimasta invariata.
Il termosifone risulta ora sovradimensionato rispetto al nuovo fabbisogno.
Il sovradimensionamento dei radiatori è interessante con un generatore a condensazione perché permette di ottenere la stessa temperatura ambiente utilizzando acqua meno calda.
I radiatori in ghisa hanno una massa elevata e generalmente si riscaldano più lentamente rispetto a terminali leggeri, ma continuano anche a cedere calore per un certo periodo dopo che la caldaia ha ridotto o interrotto la produzione.
Questa caratteristica viene definita inerzia termica.
A parità di energia fornita all'ambiente, la ghisa non crea calore aggiuntivo, bensì modifica principalmente la velocità con cui il sistema reagisce alle variazioni.
L'inerzia può risultare piacevole in un'abitazione riscaldata per molte ore, perché attenua gli sbalzi di temperatura.
Diventa invece meno vantaggiosa quando si pretende di accendere l'impianto per periodi molto brevi e ottenere immediatamente una forte risposta.
Con una caldaia a condensazione è generalmente più coerente sfruttare questa inerzia mantenendo temperature dell'acqua moderate per periodi più lunghi evitando picchi di fasi brevi.
Non esiste una temperatura di mandata corretta per tutti gli impianti con radiatori in ghisa.
Una casa poco isolata in una zona climatica fredda può richiedere temperature elevate durante le condizioni più gravose.
Un appartamento circondato da locali riscaldati o un edificio riqualificato può mantenere il comfort con valori molto inferiori.
Il principio utile è semplice: la temperatura di mandata dovrebbe essere la più bassa possibile tra quelle che consentono di raggiungere e mantenere la temperatura ambiente desiderata.
Nelle giornate miti può essere sufficiente lavorare con mandata nell'ordine dei 45-50 °C in un impianto che dispone di terminali generosi.
Con temperature esterne inferiori può diventare necessario salire a 55-60 °C e, negli edifici più disperdenti o con radiatori insufficienti, anche oltre.
Indubbiamente, una caldaia regolata permanentemente a 70 °C perde gran parte della possibilità di adattarsi al carico stagionale.
È frequente leggere che una caldaia a condensazione deve funzionare necessariamente con acqua a 50 o 55 °C: questa affermazione non considera però la temperatura di mandata e quella di ritorno.
Si può avere un impianto nel quale l'acqua parte, per esempio, a una temperatura relativamente elevata e ritorna sensibilmente più fredda dopo aver ceduto calore ai radiatori.
In tale condizione la caldaia può ancora lavorare almeno in parte in condensazione.
Il rendimento sarà generalmente più favorevole con temperature complessivamente inferiori, ma non esiste una soglia della mandata oltre la quale una caldaia a condensazione si trasformi improvvisamente in una caldaia tradizionale.
Non bisogna rinunciare alla tecnologia a condensazione soltanto perché nelle giornate più fredde l'impianto necessita occasionalmente di temperature alte.
Infatti, la caldaia murale a condensazione può lavorare a valori inferiori per una parte molto più ampia della stagione e aumentare la mandata soltanto quando il carico dell'edificio lo richiede.
Se l'acqua entra nei radiatori a 60 °C e ritorna alla caldaia quasi alla stessa temperatura, significa che il circuito sta cedendo relativamente poco calore rispetto alla portata che lo attraversa.
Se il ritorno è sensibilmente più freddo, i terminali stanno prelevando una maggiore quantità di energia per unità di acqua circolante.
Il salto termico non deve però essere aumentato arbitrariamente chiudendo valvole o rallentando al minimo il circolatore, infatti, è importante che questi fattori rientrino nel range del progetto dell'impianto:
Una portata troppo elevata può ridurre il salto termico e aumentare i consumi della pompa.
Una portata insufficiente può invece causare cattiva distribuzione, rumori, surriscaldamenti locali e funzionamento anomalo della caldaia.
Una delle modalità più efficaci per sfruttare la condensazione è evitare di impostare una temperatura di mandata fissa per tutta la stagione.
Con una sonda esterna e una regolazione climatica, la caldaia modifica automaticamente la temperatura dell'acqua in funzione delle condizioni esterne.
La caldaia può lavorare con acqua relativamente tiepida nelle mezze stagioni, mentre raggiunge temperature maggiori soltanto nelle condizioni realmente necessarie, in presenza di clima più rigido.
Grande termosifone in ghisa - Pinterest
Si tratta di una strategia particolarmente adatta ai radiatori in ghisa perché la loro inerzia si abbina bene a un funzionamento regolare.
Invece di aspettare che la casa si raffreddi per inviare improvvisamente acqua molto calda, l'impianto fornisce continuamente o per periodi più lunghi la quantità di energia coerente con le dispersioni del momento.
La curva climatica collega la temperatura esterna alla temperatura di mandata richiesta all'impianto.
La sua impostazione iniziale viene definita in base alle peculiarità dell'edificio e dei terminali, ma la taratura definitiva richiede spesso alcuni aggiustamenti in base alle esigenze di chi vive la casa.
Ad esempio, se durante giornate fredde tutte le stanze faticano a raggiungere la temperatura desiderata, la curva potrebbe essere troppo bassa.
Se invece la casa tende costantemente a surriscaldarsi e le valvole termostatiche rimangono quasi sempre chiuse, la curva può essere eccessivamente alta.
Valvola termostatica calorifero - Getty Images
È opportuno osservare il comportamento per periodi sufficientemente lunghi.
Nel funzionamento tradizionale il termostato ambiente viene spesso utilizzato in modo molto netto: raggiunta la temperatura impostata spegne completamente il generatore; quando il locale si raffredda lo riaccende.
Con una caldaia moderna modulante e radiatori ad alta inerzia, una gestione esclusivamente on/off può non essere la più adeguata.
La regolazione climatica permette alla caldaia di ridurre la propria potenza prima che sia necessario interrompere completamente la produzione.
Il risultato da ricercare è un funzionamento stabile, nel quale la caldaia modula e mantiene il fabbisogno anziché alternare continuamente partenze alla massima potenza e lunghi periodi di arresto.
Poiché la posizione del comando ambiente influenza tutta la regolazione, è importante evitare che il termostato si trovi vicino a un grande radiatore, in una stanza particolarmente calda o in una zona esposta al sole, perché potrebbe rilevare troppo presto la temperatura impostata e interrompere il riscaldamento mentre altri ambienti sono ancora freddi.
Il problema è particolarmente evidente negli impianti vecchi non bilanciati dove il soggiorno può raggiungere rapidamente 20 °C mentre una camera da letto esposta a nord rimane sensibilmente più fredda.
Valutare attentamente dove collocare il termostato ambiente in casa - Getty Images
Aumentare la temperatura della caldaia non risolve necessariamente il problema: rende ancora più rapido il surriscaldamento del locale di riferimento.
Prima di intervenire sulla mandata, conviene verificare posizione del termostato, bilanciamento e dimensionamento dei singoli radiatori.
Le valvole termostatiche modificano la portata di acqua attraverso ogni radiatore in funzione della temperatura del locale.
Sono utili perché permettono di ridurre il calore dove non è necessario, tuttavia, non dovrebbero però essere costrette a correggere continuamente una mandata molto più alta del necessario.
Se quasi tutte le valvole rimangono per gran parte del tempo quasi chiuse, mentre la caldaia produce acqua a 70 °C, il sistema sta generando calore a una temperatura superiore a quella che i locali riescono ad assorbire.
La procedura corretta è abbassare la temperatura generale e utilizzare le valvole per le correzioni stanza per stanza.
La presenza delle valvole termostatiche modifica continuamente la rete idraulica.
Quando molte valvole chiudono contemporaneamente, la portata richiesta all'impianto diminuisce e cambia la pressione disponibile sui terminali rimasti aperti.
Le caldaie moderne dispongono normalmente di circolatori modulanti e sistemi di gestione evoluti, ma l'impianto deve comunque essere compatibile con il campo di funzionamento previsto.
Valutazione: non è opportuno utilizzare le valvole come semplici rubinetti, lasciando magari un solo piccolo radiatore completamente aperto e chiudendo tutto il resto per lunghi periodi, senza conoscere il comportamento idraulico della caldaia.
Molti impianti con radiatori in ghisa sono stati realizzati decenni fa e possono essere stati modificati più volte.
Sono stati aggiunti o eliminati radiatori, sostituite valvole, spostate pareti o cambiate pompe e il risultato di questi interventi parziali e frazionati nel tempo potrebbe essere una distribuzione molto irregolare.
Un caso tipico è quello in cui i radiatori vicini alla caldaia ricevono molta acqua e diventano rapidamente caldi, mentre quelli più distanti si scaldano lentamente oppure soltanto nella parte superiore.
Intervenire aumentando la temperatura di mandata, oltre a non risolvere il problema alla fonte, provoca un aumento dei consumi.
Un riscaldamento non efficiente implica maggiori costi - Getty Images
Le valvole di ritorno, i detentori, i regolatori e il circolatore devono essere tarati per raggiungere il bilanciamento complessivo della rete che significa impartire la quantità necessaria ad ogni terminale.
La distribuzione della temperatura sulla superficie del radiatore fornisce indicazioni sul suo funzionamento.
Quando l'acqua attraversa il radiatore, cede energia alla stanza e progressivamente si raffredda, quindi, una certa differenza tra ingresso e uscita è accettabile.
Temperatura non uniforme del termosifone - Getty Images
Una parte superiore molto calda e una inferiore sensibilmente più fredda può essere compatibile con una bassa portata, ma se il locale non raggiunge la temperatura desiderata occorre controllare il circuito.
Un radiatore freddo nella parte alta può invece far pensare alla presenza di aria, mentre zone irregolari possono essere associate anche a depositi interni.
Gli impianti molto vecchi possono contenere ossidi, fanghi e residui derivanti dalla corrosione interna.
Questi depositi possono limitare la circolazione attraverso alcuni radiatori e raggiungere lo scambiatore o altri componenti della nuova caldaia.
In fase di sostituzione è quindi necessario:
Montare una caldaia nuova su una rete molto sporca senza controllarla significa affidare lo scambiatore moderno alle condizioni di un impianto costruito molti anni prima.
Ridurre la mandata migliora le condizioni per la condensazione, ma comporta inevitabilmente una diminuzione della potenza dei radiatori.
Se un terminale riusciva appena a coprire il fabbisogno della stanza con acqua molto calda, portare improvvisamente la mandata a 50 °C può rendere impossibile raggiungere la temperatura desiderata nelle giornate fredde.
Per radiatori di cui è noto produttore e modello si possono utilizzare i dati tecnici; nei vecchi elementi in ghisa privi di documentazione il tecnico può stimare la potenza sulla base della tipologia, delle dimensioni e del numero delle colonne e degli elementi.
È sempre utile confrontare la potenza con il fabbisogno della stanza.
Questa comparazione permette di individuare i pochi terminali che eventualmente impediscono all'intero impianto di lavorare a temperatura più bassa.
Si può incontrare un'abitazione nella quale quasi tutte le stanze raggiungono senza difficoltà 20 °C con una mandata di 55 °C, mentre una camera d'angolo rimane a 18 °C.
Portare l'intera caldaia a 70 °C riscalderebbe certamente quella stanza, ma costringerebbe tutti gli altri radiatori a lavorare a una temperatura superiore al necessario.
Le valvole termostatiche degli altri locali chiuderebbero rapidamente e la temperatura di ritorno potrebbe aumentare.
In una situazione simile, è necessario indagare sulle ragioni per cui quella camera costituisce il limite.
Il radiatore potrebbe essere piccolo rispetto al fabbisogno: aumentarne la superficie, quando tecnicamente possibile, può consentire a tutto l'impianto di continuare a lavorare con una mandata inferiore.
Nei vecchi impianti capita spesso di trovare radiatori composti da molti elementi.
In passato erano richieste potenze elevate perché gli edifici avevano serramenti meno performanti e involucro poco isolato.
Se le dispersioni sono state successivamente ridotte, quella grande superficie radiante ora può essere sfruttata per abbassare la temperatura dell'acqua.
Prima di sostituire i radiatori in ghisa, pertanto, è opportuno verificarne potenza, stato e compatibilità con la nuova regolazione.
La sostituzione può avere senso per ragioni di spazio ed estetica, ma non è un requisito generale per poter installare una caldaia a condensazione.
Nelle abitazioni con vecchie caldaie si è spesso abituati a programmare due o tre brevi fasce giornaliere con acqua molto calda.
La caldaia parte, i radiatori raggiungono rapidamente temperature elevate, la casa si scalda e l'impianto viene successivamente spento.
Con una caldaia modulante a condensazione Ariel Energia può essere interessante valutare un funzionamento più lungo a temperatura inferiore.
Ciò non equivale a mantenere necessariamente il riscaldamento acceso 24 ore su 24; significa evitare di chiedere al generatore continui recuperi molto rapidi dopo forti abbassamenti della temperatura interna.
Una casa lasciata raffreddare molto durante la notte può richiedere al mattino un'elevata temperatura di mandata per recuperare velocemente.
Una riduzione notturna moderata può invece permettere una ripresa più graduale.
Per sfruttare al meglio le caldaie a condensazione non c'è una sola strategia universale: dipende dall'inerzia dell'edificio, dagli orari di occupazione e dal livello di isolamento.
Programmare temperature diverse durante la giornata resta utile, soprattutto quando l'abitazione rimane vuota per molte ore.
Bisogna considerare però che i radiatori in ghisa non reagiscono istantaneamente: spegnere la caldaia poco prima di uscire può non ridurre subito la temperatura perché i radiatori continueranno a cedere energia.
Allo stesso modo, riaccendere l'impianto pochi minuti prima del rientro può non essere sufficiente.
La programmazione dovrebbe quindi essere adattata all'inerzia reale.
Riduzioni eccessive della temperatura ambiente possono inoltre obbligare la caldaia a lavorare con mandata più alta durante la ripresa.
Una caldaia domestica viene spesso scelta osservando la sua potenza massima, in realtà, per il funzionamento quotidiano può essere altrettanto importante la potenza minima alla quale riesce a modulare.
Gran parte della stagione l'abitazione richiede molto meno calore rispetto alla potenza di progetto.
Se la caldaia non riesce a scendere abbastanza, raggiunge rapidamente la temperatura impostata, spegne il bruciatore e lo riaccende poco dopo.
Questi cicli possono diventare più frequenti quando molte valvole termostatiche chiudono.
Caldaia a condensazione Eco Wind Wall Slim - Ariel Energia
Una caldaia capace di ridurre sensibilmente la propria potenza può invece continuare a lavorare con fiamma bassa, mantenendo più stabile la temperatura dell'acqua.
Attenzione: la potenza richiesta dalla produzione istantanea di acqua calda sanitaria va distinta da quella effettivamente necessaria per il riscaldamento.
Una caldaia da 30 kW installata vent'anni fa non dimostra che l'edificio disperda 30 kW: potrebbe essere stata scelta per produrre rapidamente acqua calda sanitaria oppure semplicemente con un ampio margine.
Sostituirla automaticamente con un'altra della stessa potenza significa mantenere un dimensionamento che potrebbe non avere relazione con il carico termico reale.
Per il riscaldamento occorre conoscere le dispersioni dell'edificio.
In base a tale riscontro, è possibile stabilire anche se i radiatori in ghisa risultano grandi o piccoli rispetto alla potenza richiesta oggi.
Quando la vecchia caldaia è ancora funzionante, è possibile raccogliere un'informazione preziosa osservando come si comporta la casa a temperature inferiori:
In questo modo è possibile capire quanto margine possiedano i radiatori.
Se la casa rimane confortevole con acqua meno calda, la futura caldaia a condensazione avrà condizioni favorevoli.
L'abitudine ai vecchi impianti porta spesso a valutare il funzionamento appoggiando la mano sul radiatore.
Se è molto caldo, si pensa che l'impianto stia lavorando bene, al contrario, se è soltanto tiepido, si teme che la caldaia non stia producendo abbastanza.
In realtà, un radiatore con molti elementi che rimane tiepido per molte ore può fornire continuamente la potenza necessaria a compensare le dispersioni della stanza.
Il risultato è che l'ambiente resta stabile e la caldaia può lavorare con temperature di ritorno favorevoli alla condensazione.
Portare i radiatori a temperature molto alte soltanto per ottenere una sensazione immediata al tatto non aumenta necessariamente il comfort e può peggiorare l'efficienza del generatore.
Le caldaie moderne dispongono generalmente di pompe elettroniche con possibilità di modulazione.
La regolazione del circolatore influenza portate, consumo elettrico, rumore delle valvole e salto termico tra mandata e ritorno.
Non esiste un'unica impostazione ideale per tutti gli impianti.
Negli impianti vecchi è particolarmente importante evitare di trasferire automaticamente le regolazioni della precedente pompa al nuovo generatore.
Una prevalenza troppo elevata può causare rumori quando le valvole termostatiche iniziano a chiudersi.
Una prevalenza insufficiente può lasciare freddi i terminali più lontani.
Alcuni vecchi sistemi con radiatori in ghisa utilizzano circuiti monotubo: l'acqua attraversa o alimenta in successione diversi terminali e la temperatura disponibile cambia lungo il percorso.
Di conseguenza, abbassare molto la mandata senza analizzare il circuito può penalizzare maggiormente gli ultimi radiatori.
Anche la sostituzione delle valvole deve rispettare la configurazione idraulica del monotubo e i bypass previsti per un impianto che differisce da quello moderno a collettori.
La condensazione può essere sfruttata anche in questi sistemi, ma temperatura e portata devono essere definite conoscendo l'effettiva struttura della distribuzione.
Nelle caldaie combinate lo stesso generatore produce riscaldamento e acqua calda sanitaria, ma le due funzioni richiedono regolazioni differenti.
La necessità di avere acqua calda per doccia e lavabi non obbliga a mantenere il circuito dei radiatori alla stessa temperatura.
Caldaia a condensazione per produrre acqua calda sanitaria - Getty Images
La centralina gestisce separatamente le due regolazioni.
È quindi possibile utilizzare il riscaldamento con una mandata relativamente bassa e chiedere alla caldaia condizioni differenti durante la produzione sanitaria.
Quando la caldaia lavora correttamente in condensazione produce acqua, quindi, la presenza di condensa non indica un difetto ma semplicemente una conseguenza del recupero energetico.
L'apparecchio deve essere collegato a un sistema di scarico realizzato secondo le condizioni applicabili all'impianto.
Assolutamente imprescindibili efficienza ed accessibilità di sifone, tubazione e percorso; in caso contrario, si incorre in blocchi o anomalie nello smaltimento che possono causare problemi di funzionamento.
Durante la manutenzione della caldaia non dovrebbe quindi essere controllata soltanto la combustione, ma anche la corretta gestione della condensa.
Al verificarsi di queste situazioni, è opportuno controllare la regolazione della caldaia:
Un altro segnale è rappresentato da cicli molto brevi del bruciatore: la caldaia raggiunge velocemente la temperatura, si arresta e riparte poco dopo.
Ma in questo caso potrebbe dipendere da un sovradimensionamento o da una portata non corretta.
L'utente può rilevare queste informazioni e osservare il comportamento dei radiatori, invece, le impostazioni tecniche della combustione, della pompa e dei parametri protetti devono essere eseguite dal tecnico specializzato.
Il segnale più evidente è l'incapacità dell'abitazione di raggiungere il setpoint durante un funzionamento sufficientemente prolungato.
Se tutte le stanze rimangono al di sotto della temperatura desiderata durante una giornata fredda, può essere necessario aumentare la curva o la temperatura di mandata.
Se il problema interessa soltanto alcuni locali, è preferibile verificare questi circuiti prima di aumentare la temperatura per tutta la casa.
Le possibili cause sono molteplici: aria nei radiatori, detentori troppo chiusi, valvole bloccate, depositi o terminali sottodimensionati possono spiegare il problema.
La regolazione corretta è quella che soddisfa anche il locale più sfavorito senza costringere tutti gli altri a disperdere energia attraverso valvole quasi completamente chiuse.
Una caldaia può essere perfettamente manutenuta dal punto di vista della combustione e trovarsi collegata a un impianto regolato male.
Dopo la sostituzione del generatore è utile verificare il comportamento dell'impianto durante la prima stagione di esercizio.
Le regolazioni iniziali possono infatti essere corrette sulla base delle temperature realmente raggiunte nei diversi locali.
Taratura dell'impianto eseguita da un tecnico specializzato - Getty Images
Analisi dei prodotti della combustione, pulizia dello scambiatore e controllo dei dispositivi di sicurezza sono attività essenziali, ma non sostituiscono il bilanciamento dei radiatori o la taratura della curva climatica.
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