I camini a legna con focolare aperto sono senz'altro più caratteristici dei camini a focolare chiuso, la resa estetica è eccezionale, ma quella termica è invece molto scarsa, in quanto solamente il 10-15% dell'energia consumata viene ceduta all'ambiente come calore e ben l'80-90% si disperde attraverso la canna fumaria.
Tuttavia esistono dei particolari sistemi che, con facili installazioni, permettono di recuperare gran parte del calore che altrimenti andrebbe disperso, aumentando il rendimento del vostro camino a legna.
Sono i cosiddetti recuperatori di calore, in commercio se ne trovano di diverse tipologie, alcuni esempi sono: i termoventilatori, i sistemi a doppio focolare e gli inserti denominati caminetti-stufa.
Sistemi di Recupero del Calore
I sistemi di recupero del calore o estrattori di calore consentono di diffondere il calore prodotto dal camino a focolare aperto in tutti i locali della casa. Il suo principio di funzionamento è semplice: recupera aria calda per diffonderla.
In pratica un rendimento del camino ottimizzato, comodità interna migliorata e un buon risparmio energetico.
Leggi anche: Come funziona lo scambiatore di calore auto?
Il principio di base per un sistema di recupero del calore ad aria per camino, è costituito dal fatto che l'aria del locale viene aspirata da un sistema di ventilazione e verrà rivolto fino al corpo di riscaldamento, collocato al centro del focolare del camino, tramite una guaina flessibile.
Il corpo riscaldante, o camera di riscaldamento, può essere collocato tra le braci o, se ci sono, sugli alari; il ventilatore deve essere invece posizionato fuori dal camino, a destra o a sinistra e viene azionato mediante collegamento alla presa elettrica.
Il corpo in ghisa e il ventilatore sono collegati da una guina metallica flessibile.
Il funzionamento è semplice: il ventilatore aspira l'aria della stanza, la manda nella guaina flessibile, poi passa nella camera di riscaldamento dove si scalda e infine viene rimandata nella stanza mediante la prolunga telescopica che fuoriesce dal corpo riscaldante, garantendo una temperatura omogenea anche lontano dal caminetto.
Caminetto Ventilato
In alternativa ad essi si può optare per il caminetto ventilato. Si tratta di un camino che ha l'aspetto dei classici camini aperti, ma è dotato di scambiatori di calore che permettono di generare una quantità maggiore di aria calda.
Leggi anche: Soluzioni Scambiatore di Calore Auto
Il caminetto ventilato è caratterizzato da intercapedini poste sul basamento e sul fondo del focolare, nelle quali circola l'aria prelevata dall'interno o dall'esterno, si riscalda e poi fuoriesce in apposite bocchette e viene diffusa nei locali.
Al posto delle intercapedini ci possono essere delle lastre in ghisa che fungono da riscaldatori dell'aria e vi sono modelli funzionanti a circolazione forzata, ovvero accessoriati di ventilatori che migliorano ulteriormente il rendimento termico.
Sono dei dispositivi da posizionare nel focolare che aspirano l'aria fredda della stanza dove è posto il camino, la scaldano e poi la rimettono in circolo e la diffondono nell'ambiente.
Sistema a Doppio Focolare
Tale sistema consiste nel posizionamento di un recuperatore di calore al di sotto del caminetto che opera come una stufa a legna.
In pratica si creano due focolari: uno a vista e uno al di sotto, separati da due piastre in ghisa scorrevoli.
Leggi anche: Tutto sugli Scambiatori di Calore
Il funzionamento si articola in ben 4 fasi, basati sul principio di aspirazione delle fiamme nella parte bassa, con la produzione di maggior aria calda che fuoriesce dalle bocchette e che viene proiettata nei locali, mentre i fumi vengono evacuati sia dalla canna fumaria principale che da un condotto secondario.
Il rendimento è di ben oltre l'80%.
Caminetto-Stufa (Inserto)
Si può anche scegliere un inserto funzionante con un combustibile diverso dalla legna, per esempio a pellet.
Grazie alla presenza di uno o di due ventilatori e di bocchette poste sul fondo dell'apparecchio e frontalmente, il caminetto-stufa è in grado di prelevare l'aria dall'esterno, facendola riscaldare a contatto con le lastre di ghisa, per poi rigettarla nella stanza.
Camini ad Acqua e Scambiatori di Calore
Un camino ad acqua è un dispositivo tradizionale ma innovativo, che consente di sfruttare in modo efficiente l’energia termica nel processo di riscaldamento. È costruito in modo diverso rispetto a un camino tradizionale, poiché ha doppie pareti attraverso cui scorre l’acqua.
La combustione di legna o carbone nel focolare genera calore, che viene assorbito dall’acqua nelle pareti. L’acqua nel rivestimento si riscalda e trasferisce il calore al sistema di riscaldamento.
Questo modo di operare permette al camino ad acqua di non essere solo un elemento decorativo, ma anche un mezzo efficace e piuttosto economico per riscaldare gli ambienti.
Inoltre, il camino ad acqua consente anche di recuperare il calore dai gas di scarico, poiché il rivestimento è costituito anche da tubi con acqua riscaldata posizionati sopra il focolare, aumentando così la sua efficienza.
Funzione dello Scambiatore di Calore
In molte configurazioni di riscaldamento, per un camino ad acqua è necessario collegare uno scambiatore di calore per garantire il corretto funzionamento dell’intero sistema di riscaldamento. Lo scambiatore di calore svolge un ruolo fondamentale nel riscaldamento dell’edificio con un camino ad acqua.
Uno dei motivi principali per cui è indispensabile è la necessità di proteggere l’intero sistema di riscaldamento dal surriscaldamento.
Il collegamento del camino ai radiatori tramite uno scambiatore di calore fa sì che l’acqua nel circuito aperto (del camino) non si mescoli con l’acqua del circuito chiuso (dei radiatori). In questo modo si evitano surriscaldamenti e danni all’impianto di riscaldamento.
Un altro motivo per cui è consigliabile utilizzare uno scambiatore di calore è la possibilità di evitare un aumento eccessivo della pressione dell’acqua nel rivestimento del camino.
Durante la combustione della legna, l’acqua nel rivestimento si riscalda, provocando un aumento della pressione. Lo scambiatore di calore consente di controllare e dissipare il calore in eccesso, prevenendo un eccessivo aumento della pressione nel rivestimento.
Il collegamento di un camino ad acqua con i radiatori mediante uno scambiatore di calore permette una distribuzione efficace e uniforme del calore nelle stanze dell’intero edificio.
Gli scambiatori di calore per camini ad acqua sono dispositivi che permettono di trasferire il calore dal camino all'impianto di riscaldamento centralizzato.
Lo scambiatore è installato tra il caminetto dotato di una speciale camicia d’acqua e l’impianto di riscaldamento centralizzato. Grazie a questa installazione, è possibile separare il sistema aperto del camino dal sistema chiuso dell'impianto di riscaldamento.
Questo sistema consente al camino di funzionare in un circuito aperto, in cui l’aria necessaria per la combustione viene prelevata dall’ambiente e i prodotti della combustione vengono espulsi all’esterno tramite il camino. Invece, l'acqua che circola attraverso lo scambiatore di calore è contenuta in un circuito chiuso dell'impianto di riscaldamento.
Questo significa che le fiamme del camino non entrano in contatto diretto con l'acqua che circola nel sistema chiuso. Grazie a questa configurazione, il camino ad acqua è sicuro da utilizzare.
Inoltre, il calore generato dal camino viene efficacemente utilizzato per riscaldare l’acqua, scaldare l’ambiente o alimentare l’intero sistema di riscaldamento.
Funzionamento dello Scambiatore di Calore per Termocamino ad Acqua
Lo scambiatore di calore per termocamino ad acqua è un dispositivo che permette di sfruttare il calore generato dalla combustione della legna come fonte di acqua calda sanitaria.
Il processo inizia con l’assorbimento del calore generato dalla combustione, che viene trasferito al fluido nella camicia d’acqua del camino.
Successivamente, grazie a una pompa, l’acqua calda della camicia viene trasferita alla valvola, che regola il flusso verso il circuito di riscaldamento centralizzato.
In questo momento, l’acqua calda del camino può cedere il suo calore all’acqua del circuito di riscaldamento, riscaldando così l’impianto domestico.
È importante notare che lo scambiatore di calore opera in un circuito chiuso, il che significa che l'acqua del camino non si mescola direttamente con l'acqua sanitaria.
Questo garantisce un utilizzo sicuro e igienico del dispositivo. Inoltre, consente un uso efficiente del calore che, altrimenti, verrebbe disperso inutilmente attraverso il camino (perdite di calore).
Scambiatori di Calore a Piastre
Un esempio di scambiatori di calore per camini ad acqua / termocamini - sono gli scambiatori di calore a piastre, come quelli che compaiono tra i paragrafi di questo articolo.
Il principale vantaggio di questo tipo di scambiatori è la possibilità di utilizzare un camino già esistente per ottenere una fonte di calore aggiuntiva per la casa. Inoltre, gli scambiatori di calore a piastre sono facili da installare e non richiedono grandi modifiche alla struttura del camino. Sono anche relativamente economici rispetto ad altri sistemi di riscaldamento.
Scegliere lo Scambiatore di Calore Giusto
Per far sì che lo scambiatore di calore funzioni correttamente in combinazione con un camino ad acqua, è necessario scegliere uno scambiatore adatto alla potenza del camino e con una superficie di scambio termico adeguata.
Nella scelta dello scambiatore, bisogna considerare la potenza del camino, poiché maggiore è la potenza, maggiore sarà la necessità di trasmettere il calore. Lo scambiatore dovrebbe avere anche una superficie di scambio termico sufficientemente ampia (numero di piastre) per trasferire efficacemente il calore dal camino all'impianto di riscaldamento centralizzato.
Lo scambiatore a piastre per camino ad acqua deve essere adatto sia alle dimensioni del camino sia alle esigenze degli ambienti dell'edificio da riscaldare.
Una scelta non corretta dello scambiatore può portare a un trasferimento di calore inefficiente, con conseguente riscaldamento insufficiente degli ambienti.
Nordic Tec, che offre scambiatori di calore a piastre per termocamini, fornisce un semplice metodo di calcolo. Lo scambiatore dovrebbe avere almeno 0,3 metri quadrati di superficie delle piastre per ogni 10 kW di potenza del termocamino.
Questo deve essere convertito nella potenza del nostro scambiatore d'acqua. Ad esempio, un camino da 20 kW dovrebbe essere supportato da uno scambiatore con almeno 0,6 metri quadrati di superficie delle piastre.
Vaso di Espansione Aperto vs. Chiuso
I camini a fuoco inerte, che non hanno la possibilità di modulare rapidamente la temperatura e non dispongono di un sensore per spegnere il riscaldamento come accade nei caldaie a gas, non dovrebbero essere abbinati a scambiatori di calore troppo piccoli. Si tratta di una questione di sicurezza del sistema.
Nel circuito aperto l’espansione avviene in una vaschetta aperta. Nel circuito chiuso l’espansione avviene in una sfera metallica chiusa, contente al suo interno una membrana piena di aria.
Un altro aspetto importante è che tutti i termocamini possono essere installati con vaso di espansione aperto, mentre sono pochissimi quelli che possono essere installati a circuito chiuso.