Le termostufe sono apparati per la generazione di calore di tipo polivalente e che quindi possono essere utilizzate per molteplici scopi. Esse, infatti, oltre che riscaldare l’ambiente in cui sono collocate come normali stufe, possono:
Produrre acqua calda che alimenta un impianto di termosifoni ed acqua calda sanitaria, se collegate all’impianto di riscaldamento in sostituzione della tradizionale caldaia a gas o gasolio o in aggiunta alla stessa.
Funzionare, in particolari modelli, da cucina per gli alimenti e da forno.
Le termostufe funzionano bruciando biomasse, cioè un insieme di differenti materiali che hanno una comune origine biologica come possono essere: legna da ardere a ciocchi, scarti dell’industria della lavorazione del legno, scarti dell’industria agroalimentare (lolla di cereali), colture ad hoc (canne, erbacee), etc...
In funzione del combustibile che utilizzano le tipologie più comuni di termostufe sono:
Termostufe a legna, che utilizzano il legno per la combustione.
Approfondisci le caratteristiche delle termostufe a legna.
Termostufe a pellet che utilizzano il pellet ossia pastiglie di legno triturato, combustibile che rispetto alla legna assicura una migliore resa termica e che occupa metà dello spazio
Termostufe a combustibile multiplo che si prestano ad essere alimentate con più tipologie di combustibile, solitamente legna e pellet.
L’’impianto di una termostufa è costituito da:
Caldaia. Il tipo più performante è quello noto come caldaia a fiamma inversa o a fiamma rovesciata. Essa consta di un vano di caricamento della legna posizionato nella parte alta della struttura in cui viene stivato un carico di legna che alimenterà il dispositivo per circa 8 ore. Per evitare che la fiamma consumi l’intero carico in tempi brevi, la caldaia viene costruita in maniera che la fiamma si sviluppi verso il basso e non verso l’alto così non investirà direttamente la pila di legna stivata.
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Vediamo come è possibile realizzare ciò. Sul pavimento del vano di stivaggio (che è costituito da una griglia che mette in comunicazione con un vano sottostante che è la camera di combustione) si dispone uno strato di legnetti secchi. Si da inizialmente fuoco ai legnetti alimentandoli con un flusso di aria comburente (aria primaria) che viene forzato da ventole che la prelevano dall’ambiente e la insufflano alla base della griglia. In poco tempo questo primo strato di legna più sottile prenderà fuoco e formerà uno strato di brace su cui poggerà la legna. Per effetto della temperatura elevata della brace, lo strato di legna a diretto contatto con essa svilupperà gas di distillazione (pirolisi) costituiti da idrocarburi e monossido di carbonio. I gas insieme alla fiamma saranno risucchiati nella camera di combustione dalla depressione instaurata da un tiraggio realizzato con ventole aspiranti poste all’uscita dei fumi di scarico. I gas con fiamma, risucchiati nella camera di combustione (e da qui il nome di fiamma rovesciata), incontreranno qui un secondo flusso di aria comburente (aria secondaria) in contro corrente ed in regime di turbolenza. La miscela che si forma, per la temperatura elevata, si incendierà sviluppando una notevole quantità di calore. Se i 2 flussi di aria comburente sono opportunamente dosati, e se la legna o biomassa utilizzata è ben secca e quindi a bassa umidità, la combustione risulterà completa, pulita e con elevato rendimento ed i sottoprodotti saranno solo: vapor d’acqua, anidride carbonica e cenere in percentuale di circa il 3% del peso iniziale. I fumi di scarico aspirati prima di guadagnare l’uscita vengono poi fatti passare nell’interfaccia di uno scambiatore di calore. Scambiatore che sarà percorso nell’altra faccia dall’acqua che funge da liquido termovettore e che quindi accumulerà il calore prodotto per poi distribuirlo all’impianto di termosifoni. |
Notiamo in maniera esplicita che poiché la fiamma non investe direttamente il carico di legna questo si consumerà a contatto della brace molto lentamente. Disegnando opportunamente la stufa e dosando l’aspirazione si riesce ad arrivare a tempi tra un carico di legna ed il successivo prossimi alle 8/10 ore.
Accumulatore inerziale di calore. E’ un serbatoio contenente acqua, coibentato termicamente, che è collegato allo scambiatore di calore della caldaia. L’acqua in esso contenuta, mossa da una pompa, alimenta il circuito di termosifoni. L’accumulo si rende necessario per immagazzinare il calore che la stufa produce e che non viene smaltito quando i termosifoni sono spenti. Il dimensionamento del volume dell’accumulo va fatto in funzione della potenza nominale della stufa e della potenza necessaria per il riscaldamento degli ambienti.
Bollitore di acqua calda sanitaria. Consiste di un serbatoio con all’interno uno scambiatore di calore in cui circola, azionata da una pompa, l’acqua dell’accumulo termico inerziale. Il bollitore è dotato di un termostato che misura la temperatura al suo interno e controlla la pompa che forza il ricircolo, nello scambiatore, dell’acqua proveniente dall’accumulo. Se esiste un impianto di pannelli solari di integrazione questo alimenterà un ulteriore scambiatore sempre immerso nel bollitore.
Sistema di sicurezza. La legna che arde rispetto ai combustibili gassosi, ha una inerzia termica molto elevata. Se, infatti, si chiude il gas in una caldaia istantaneamente si interrompe la generazione del calore. Diverso invece è il meccanismo per la legna dove anche a fiamma spenta permane la brace che continua a fornire calore. Per tale motivo, se in una termostufa viene improvvisamente a mancare una pompa di ricircolo dell’acqua, interrompendo di colpo il processo di sottrazione del calore generato, la temperatura dell’acqua può salire e superare quella di ebollizione. Si viene a creare così una situazione critica nel circuito con un aumento incontrollato della pressione. Per ovviare ad una tale evenienza si realizza un impianto denominato a vaso di espansione aperto. Dove il vaso aperto è collocato nel punto più alto dell’impianto di riscaldamento ed in esso vi arriva un tubo che proviene direttamente dalla caldaia e che consentirà al vapore, nel caso di over pressione, di sfiatare liberamente. Ovviamente all’ingresso del tubo di sfiato vi sarà una valvola meccanica che si aprirà quando il livello della pressione dei vapori in caldaia supererà il valore limite imposto dal costruttore.
L’impianto reca di solito un ulteriore dispositivo di sicurezza che è una serpentina immersa nell’acqua dell’accumulatore di calore. La serpentina è collegata ad una tubatura di acqua fredda tramite una valvola termostatica che, quando la temperatura dell’acqua dell’accumulo raggiunge livelli pericolosi, si apre attivando un ricircolo che la raffredda.
Di seguito lo schema di massima completo di un impianto con termostufa.
Perchè scegliere una termostufa? Per le loro caratteristiche, esse sommano un gran numero di pregi. Sono, infatti:
di elevato rendimento e quindi con costi di gestione contenuti. Il legno o più generalmente le biomasse sono i combustibili più economici ed inoltre il dispositivo ha una efficienza che può sfiorare il 90%.
Ecologiche e non inquinanti. Non utilizzano, infatti, combustibili fossili, che sono una risorsa di cui il nostro paese non dispone, ma il legno o biomasse che invece sono in eccesso.
Non incidono sul bilancio delle immissioni di CO2 in atmosfera. Quella immessa è pari a quella consumata dalle piante da cui deriva il combustibile.
Per contro le termostufe hanno anche numerosi svantaggi:
Richiedono canna fumaria che deve sbucare sul tetto dell’edificio.
Richiedono una manutenzione abbastanza costante per liberarla dalla cenere che si produce. Gli interventi di manutenzione prevedono la periodica rimozione della cenere e la pulizia della canna fumaria, da effettuare ogni 2-3 anni, in funzione del relativo utilizzo.
Approfondisci come si pulisce la canna fumaria.
Hanno costi di acquisto elevati.
Prezzi delle termostufe.La fascia dei prezzi delle Termostufe è molto ampia, in funzione delle dimensione, design, materiale, resa termica, garanzie durante e post vendita, in grado di soddisfare tutte le esigenze di gusto, d’arredo e di budget degli interessati all’acquisto. La forbice dei prezzi è talmente ampia che non risulta agevole dare un’indicazione esaustiva. Ciò nonostante, a scopo puramente indicativo, il prezzo di una le Termostufa standard alimentata a legna oscilla dai 1500 ai 3000 euro, passando da una Termostufa rivestita in maiolica ad una in pietra ollare o in ghisa smaltata, mentre il prezzo sale per un’analoga Termostufa alimentata a pellet si attesta attorno ai 4000 euro. |
Tempo necessario per andare a regime abbastanza lungo. Infatti, per portare l’acqua, che costituisce il fluido termovettore, ad una temperatura accettabile occorrerà attendere il tempo necessario affinché la legna prenda fuoco e riscaldi la camera di combustione, inizialmente fredda, alla temperatura di funzionamento. E’ evidente che per effettuare detta operazione con la legna occorre sicuramente più tempo rispetto ad un combustibile gassoso come metano o gpl.
La combustione non può essere continuamente arrestata, come facilmente avviene nelle caldaie a gas, se non prima di aver consumato l’intera carica di legna. Occorrerà pertanto prevedere un sistema che consenta di accumulare il calore per poterlo utilizzare al momento della necessità.
La necessità di una camera di combustione abbastanza capiente e con un disegno tale da assicurare un tempo ragionevolmente lungo tra un carico di combustibile ed il successivo dato che l’apporto di legno è discreto e non continuo. Tutto ciò al fine di evitare continue e noiose operazioni di carica.
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