Generatori di Calore: Funzionamento e Tipologie

Il generatore di calore è essenziale per il funzionamento di un impianto di riscaldamento. Esistono molti modi e molti apparecchi per generare calore all’interno di un ambiente, garantendo le condizioni di comfort termico adeguato ad un’abitazione e tutti si basano sulla presenza di un generatore di calore.

Progettare un impianto termico infatti significa, a seguito del calcolo dei carichi termici della struttura, scegliere la tipologia di generatore di calore più adatta e di seguito dimensionarla e dimensionare le reti di distribuzione dell’impianto stesso.

Cosa si intende per generatore di calore?

Il generatore di calore è il fulcro dell’impianto di riscaldamento: è capace di soddisfare il fabbisogno di riscaldamento degli ambienti trasferendo energia termica al fluido termovettore.

Il luogo in cui il generatore viene installato sovente prende il nome di “centrale termica”, nel caso di strutture pubbliche e terziarie queste possono essere vere e proprie stanze dedicate solo al generatore. Mentre, nel caso delle civili abitazioni, la centrale termica spesso coincide con ripostigli, lavanderie o balconi.

Classificazione dei generatori di calore

I generatori di calore possono essere classificati in funzione:

Leggi anche: Guida ai generatori di calore a biomassa

• della fonte energetica utilizzata per produrre calore (come gas, elettricità o biomassa);
• dello stato in cui il combustibile utilizzato è reso disponibile (gassoso/liquido/solido nel caso delle caldaie);
• della modalità di installazione;
• del fluido termovettore in uscita dal generatore e che circola nell’impianto, generalmente aria o acqua.

Tipologie di generatori di calore

I generatori di aria calda sono un macchinario professionale che viene utilizzato per diffondere calore in modo alquanto rapido in ambienti grandi, medi o piccoli. La loro struttura è in genere di forma tubolare ed è realizzata in acciaio inox refrattario che garantisce elevate prestazioni in termini di scambio termico oltre che una notevole resistenza alle alte temperature. Di solito sono dotati di ruote e di una maniglia per spostarli da una zona all’altra in modo facile e veloce. Vengono azionati tramite un pannello di controllo situato sotto o lateralmente al generatore.

I generatori di aria calda sono disponibili in varie tipologie e si differenziano in base al tipo di carburante che impiegano. In relazione a esso varia anche la modalità di combustione.

I differenti tipi di generatore di aria calda si suddividono sulla base del combustibile di alimentazione usato per metterli in funzione. Le differenze tra i diversi modelli sono sostanziali in termini di struttura, caratteristiche tecniche e finalità di utilizzo.

I generatori di calore più diffusi sul mercato sono:

1. la caldaia;
2. l’impianto a biomassa;
3. la pompa di calore;
4. il sistema ibrido.

1. Caldaia

La caldaia è il generatore di calore più comunemente utilizzato nelle abitazioni. Essa permette la generazione ed il trasferimento di energia termica al fluido termovettore grazie alla combustione di vari prodotti.

Leggi anche: Tutto sui generatori di calore a gasolio

Il combustibile reagisce con l’ossigeno contenuto nell’aria atmosferica e genera una reazione chimica di ossidazione, producendo calore e prodotti gassosi di combustione.

Le caldaie possono essere classificate in funzione:

• del combustibile utilizzato;
• dell’evacuazione dei prodotti di combustione;
• della gestione del calore.

Tipologie di caldaie in base al combustibile

In base al combustibile utilizzato, le caldaie si distinguono in:

• Generatori a metano: possono essere a camera aperta o stagna e necessitano di una rete di distribuzione di gas metano nelle vicinanze. Ingombrano poco, generalmente se ne preferisce l’installazione all’esterno e sono economici.
• Generatori a GPL: rappresentano una valida soluzione dove non arriva il gas metano, ma richiedono uno spazio dedicato e sicuro per il serbatoio di stoccaggio del Gas Propano Liquido. Il GPL è considerato pulito e non inquinante. Il compito di una caldaia a GPL è quello di mantenere la potenza della miscela di gas e aria costante, assicurando così standard elevati di rendimento.
• Generatori a gasolio: sono impiegate dove risulta difficile reperire altri combustibili. Sono generalmente caratterizzate da emissioni più alte e rendimenti più bassi, di contro il costo del combustibile è estremamente ridotto. Necessitano di uno spazio dedicato per il serbatoio di stoccaggio del combustile che a volte può anche essere incorporato.
• Generatori elettrici: non hanno il bruciatore, ma utilizzano delle resistenze elettriche per riscaldare acqua, che va all’impianto, oppure aria, che poi viene trasferita e direzionata attraverso un ventilatore.

Tipologie di caldaie in base all'evacuazione dei prodotti di combustione

In base all’evacuazione dei prodotti di combustione, le caldaie si distinguono in:

• Generatore di tipo A: detto anche a camera aperta, non è collegato ad un condotto per l’evacuazione di fumi, ciò significa che prende l’aria dal locale in cui è inserita ed espelle i prodotti di combustione nello stesso locale.
• Generatore di tipo B: è sempre a camera aperta, e quindi preleva l’aria dal locale in cui è inserito, ma presenta un condotto di evacuazione dei fumi che espelle i prodotti di combustione all’esterno. Il tiraggio può essere naturale o forzato, in questo secondo caso è un ventilatore a garantire l’espulsione dei fumi.
• Generatore di tipo C: chiamato anche a camera stagna o a tiraggio forzato, possiede una camera di combustione isolata. Ormai tutte le caldaie a condensazione in commercio sono di questo tipo.

Tipologie di caldaie in base alla gestione del calore

In base alla gestione del calore, le caldaie si distinguono in:

Leggi anche: Come funziona lo scambiatore di calore auto?

• Generatori a temperatura costante: quando sono in funzione mantengono una temperatura fissa.
• Generatori a temperatura variabile: si attivano in funzione della richiesta e delle condizioni climatiche. Questi ultimi caratterizzati generalmente da valori di efficienza più alti.

Nel corso degli anni si è passato ad un uso massivo della caldaia a gas fino all’uso della caldaia a condensazione, visto il suo rendimento molto più alto.

Le caldaie a condensazione sono generatori progettati per massimizzare l’efficienza energetica recuperando energia dai fumi di scarico. In queste caldaie, il vapore acqueo presente nei fumi viene raffreddato fino al punto di rugiada, trasformandolo così in condensa. Questo processo permette di recuperare energia latente che viene utilizzata per riscaldare l’acqua destinata al sistema di riscaldamento o alla produzione di acqua calda sanitaria.

2. Caldaie a biomassa

Con una caldaia a biomassa si produce energia termica rinnovabile dalla combustione della biomassa, materiali residui e di scarto di origine biologica e vegetale.

I generatori di questa categoria più diffusi sono le caldaie a pellet o a cippato: entrambi trovano origine dagli scarti della lavorazione del legno non trattato, ma il pellet si origina dalla pressatura di questi scarti, una volta essiccati, mentre il cippato semplicemente triturato e trasformato in pezzi uniformi di piccole dimensioni.

Una caldaia a biomassa permette la generazione di energia termica rinnovabile perché, se bruciato correttamente, il legno emette la stessa quantità di anidride carbonica assorbita dalla pianta durante la sua formazione, quindi non altera l’equilibrio ambientale.

3. Pompa di calore

La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore da un ambiente a temperatura più bassa ad un sistema a temperatura più alta.

La pompa di calore preleva calore da una fonte naturale, l’aria, l’acqua o il terreno per trasferirlo all’ambiente da condizionare.

Si configura come un circuito chiuso, composto da quattro componenti: un compressore, un condensatore, una valvola di espansione ed un evaporatore.

Il rendimento di una pompa di calore elettrica (denominato COP) è sempre superiore a quello di una caldaia a gas, questo generatore, infatti, si configura come una soluzione sostenibile ed in grado di ridurre i consumi energetici riuscendo a soddisfare tutte le esigenze di climatizzazione, eventualmente anche quella estiva.

4. Sistema ibrido

Un impianto ibrido combina due generatori di calore: una pompa di calore ed una caldaia a condensazione. La prima, generalmente alimentata elettricamente, mentre la seconda, alimentata a metano o GPL.

Avere due generatori di calore significa scegliere in ogni momento il funzionamento più conveniente, proprio grazie alla presenza di un dispositivo di controllo e regolazione che dà priorità ad una macchina rispetto ad un’altra in funzione delle reali esigenze di riscaldamento e delle condizioni esterne.

Questo impianto si adatta bene a qualsiasi situazione climatica, inoltre può essere collegato direttamente all’impianto esistente, prevedendo solo la sostituzione del precedente generatore di calore.

Tipicamente, con temperature esterne alte a funzionare è solo la pompa di calore, via via che ci si avvicina a temperature prossime allo 0 il sistema funziona in maniera combinata, con l’attivazione sia della pompa di calore che della caldaia a condensazione, per temperature molto rigide invece funziona solo la caldaia a condensazione.

In questo modo si va a minimizzare il consumo di gas ed energia elettrica ed a ridurre contestualmente le emissioni di CO2, ottenendo vantaggi economici e ambientali.

Generatori di aria calda: tipologie

I generatori di aria calda sono un valido strumento per riscaldare spazi ampi o piccoli. Nell'articolo ti raccontiamo le loro caratteristiche e funzioni.

I generatori di aria calda possono rappresentare una perfetta alternativa al riscaldamento tradizionale nei magazzini, capannoni industriali e cantieri edilizi. Sono un ottimo macchinario anche per favorire l’asciugatura di materiali che necessitano del calore come l’intonaco, la colla o la vernice.

I generatori ad aria calda in vendita si distinguono l’uno dall’altro in base al combustibile.

1. Generatori di aria calda a gasolio

I generatori aria calda a gasolio sono alimentati a diesel e sono utilizzati per il riscaldamento di ambienti di grandi dimensioni come porzioni di capannoni e cantieri edili, generalmente vengono impiegati come strumenti di riscaldamento a livello professionale o industriale.

I generatori aria calda diesel a combustione diretta garantiscono un rendimento termico del 100%. Ciò è dovuto perché i fumi di scarico non vengono espulsi separatamente, ma vengono convogliati insieme al getto di aria calda. Questo fa sì che essi NON POSSONO ESSERE UTILIZZATI IN AMBIENTI CHIUSI, generando gas di scarico nocivi.

La loro peculiarità di utilizzo quindi è quella in ambienti aperti o ben ventilati come grandi magazzini, capannoni, edifici in costruzione (l’edilizia è infatti uno dei campi di applicazione più frequente). Nella fattispecie questi riscaldatori diesel diretti possono essere utilizzati in varie situazioni professionali: per asciugare verniciature, per essiccare e naturalmente riscaldare ambienti di lavoro durante l’inverno. Oltre all’edilizia sovente vengono utilizzati nell’agricoltura ed anche negli allevamenti.

I riscaldatori diesel diretti possono presentarsi in versione carrellata dotata di manici e ruote. Queste versioni risultano essere pratiche ed efficienti, facilmente trasportabili e quindi ancor più comode in campo professionale.

Il generatore di aria calda a combustione indiretta è progettato appositamente per essere utilizzato in ambienti chiusi. Questi infatti sono dotati dello speciale sistema di separazione fumi dal getto di aria calda. I gas di scarico vengono espulsi tramite il camino, basterà applicare un tubo di prolunga allo stesso camino per far convogliare i fumi all’esterno dell’ambiente che si vuole riscaldare.

Tutti i generatori di aria calda a gasolio hanno la possibilità che vi venga applicato il termostato: grazie ad esso è possibile impostare una temperatura, quando la temperatura ambiente scende al di sotto di essa il generatore di aria calda entrerà in funzione.

2. Generatori di aria calda a gas

I generatori di aria calda a gas sono alimentati a GPL. Non è quindi possibile alimentarli con gas metano. Questi riscaldatori sono dotati di un bruciatore integrato e presentano una combustione diretta. I cannoni ad aria calda che hanno un’alimentazione a gas sono una soluzione economica e pratica per riscaldare ambienti difficilmente riscaldabili con sistemi tradizionali, anche ambienti industriali.

Parliamo di prodotti sicuri e semplici da utilizzare: basta infatti collegare questi generatori di aria calda a comuni bombole del gas per poterli prontamente utilizzare, tutti i modelli hanno in dotazione tubi di collegamento e valvole di sicurezza.

I generatori di aria calda a GPL dotati di ACCENSIONE ELETTRICA hanno dal canto loro un notevole vantaggio: la possibilità di applicarci il TERMOSTATO. Il termostato permette di controllare accensione e spegnimento del riscaldatore.

3. Generatori di aria calda elettrici

I generatori di aria calda elettrici sono i modelli più semplici della categoria. Questi strumenti risultano essere versatili e pratici e possono essere utilizzati per le esigenze di riscaldamento più disparate.

I generatori di aria calda ad alimentazione elettrica, monofase o trifase, possono essere utilizzati in ambienti dove non possono essere usate fiamme libere ed è necessaria una potente fonte di calore indirizzabile e mobile. Questi riscaldatori non sono dotati di bruciatore, ma il calore viene creato tramite resistenze in acciaio e poi spinto in flusso d’aria dalla ventola. L’assenza di emissioni di fumi e gas rendono questi generatori di aria calda elettrici adatti per ambienti chiusi, anche di dimensioni piuttosto piccole e privi di areazione, questi infatti non consumano ossigeno.

I riscaldatori monofase sono adatti al riscaldamento di qualsiasi ambiente, anche chiuso e di piccole dimensioni, d’altro canto presentano una potenza termica piuttosto limitata.

Non possono invece essere utilizzati per i riscaldamenti domestici i generatori di aria calda elettrici TRIFASE. La presa trifase è per definizione la presa industriale e non la troviamo quindi nelle comune abitazioni. I riscaldatori elettrici trifase vengono quindi impiegati in ambienti professionali, come cantieri edili e magazzini. Vanno bene per locali industriali e civili in genere, luoghi pubblici e perfino ambienti umidi. La loro trasportabilità e messa in funzione automatica li rendono efficaci per qualsiasi condizione. Hanno la scocca in acciaio e garantiscono così robustezza e durabilità.

Il termostato, generalmente presente in dotazione con i generatori di aria calda elettrici, gestisce la temperatura evitando il rischio di surriscaldamento per lavori anche di entità prolungata.

Infine è importante aggiungere che possono essere semplicemente usati come ventilatori disabilitando le resistenze di riscaldamento per, ad esempio, areare i locali dopo particolari tipi di lavorazioni: verniciatura.

Campi di applicazione dei generatori di aria calda

Le basse temperature possono rappresentare un ostacolo significativo in diversi contesti, influenzando non solo il comfort di chi lavora o frequenta un ambiente, ma anche l’efficienza operativa e la qualità del servizio offerto.

Edilizia

L'edilizia rappresenta uno dei campi principali in cui i generatori di aria calda vengono utilizzati. Sicuramente in questo campo verranno impiegati riscaldatori di livello professionale, adatti ad un uso prolungato ed intensivo in ambienti esterni. Un aspetto importante da considerare è la capacità di questi attrezzi di poter funzionare in condizioni difficili, quindi la loro resistenza e robustezza fa la differenza.

Nei cantieri di lavoro all’aperto i generatori di aria calda più utilizzati sono sicuramente quelli alimentati a gasolio con combustione diretta e quelli con alimentazione a gas gpl.

Un cenno particolare va fatto per la scocca. Oltre alla consueta scocca in acciaio smaltato, alcuni modelli possono presentare la scocca in acciaio Inox: molto più resistente alle intemperie della precedente e che consente un’idoneo utilizzo della macchina in ambienti aperti anche con condizioni climatiche avverse.

tags: #generatori #di #calore #elettrici #funzionamento #e