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STUDIO TECNICO BOFFI

Lo Studio nasce dall’esperienza di installatori e tecnici operanti nell’ambito dell’impiantistica elettrica, climatizzazione, impianti idrico-sanitari ed edile, questo per organizzare il proprio lavoro nell’ambito degli appalti Pubblici e Privati, in maniera più completa ed affidabile.

Il nostro obiettivo primario è la piena soddisfazione delle esigenze dei clienti, che si affida ad una struttura affinché vengano risolte tutte le problematiche normative, tecniche, impiantistiche e gestionali con puntualità e competenza. garantendo un servizio completo con l’apporto dei tecnici specializzati.

Questo è possibile per l’alto grado di specializzazione del personale che svolge con piena efficienza e responsabilità le funzioni affidate, permettendo di poter offrire al cliente la miglior soluzione impiantistica sia dal punto di vista tecnico sia dal punto di visto economico, garantendo nel contempo al cliente un unico referente per ogni esigenza impiantistica.

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LA CALDAIA A CONDENSAZIONE

Caldaia a condensazione, come funziona e perché utilizzarla!

 

Le caldaie a condensazione sono una tecnologia moderna ed ecologica per il riscaldamento domestico e la produzione di acqua calda sanitaria, in grado di assicurare rendimenti di combustione molto elevati grazie alla loro peculiare capacità di recuperare parte del calore latente contenuto nei fumi espulsi attraverso il camino.

La continua crescita del costo dei combustibili ha portato l’industria a creare prodotti sempre più efficienti e meno inquinanti. 

Il termine “a condensazione” deriva dal fatto che nella caldaia c’è un particolare scambiatore che cattura il calore dei fumi di scarico, che altrimenti andrebbe persi insieme con i fumi, fino a far condensare i gas di scarico per poter catturare quel calore latente che è intrappolato nel vapore acqueo.

 

L’effetto ricercato è insomma quello di recuperare la quota di calore che corrisponde al cambiamento di stato da vapore ad acqua.

Per garantire le più elevate prestazioni e la massima affidabilità, lo scambiatore presenta caratteristiche particolari, tra cui la presenza di ampie superfici di scambio per ottimizzare il recupero del calore e l’impiego di materiali resistenti all’aggressione chimica della condensa per la sua realizzazione.

L’utilizzo di caldaie a condensazione garantisce il miglior risparmio energetico attualmente realizzabile nel caso ovviamente di fonte convenzionale, gas metano o GPL. 

Un caldaia a condensazione, in genere, è un concentrato di alta tecnologia infatti, oltre allo scambiatore costruito con materiali speciali in grado di resistere all’aggressione chimica della condensa, con sezioni ottimizzate e superfici di scambio molto estese per recuperare la maggiore quantità di calore, esistono anche altri accorgimenti tecnologici che concorrono a migliorarne l’efficacia.

Tra i più utili il controllo elettronico della combustione e l’impiego di un bruciatore, tecnologicamente avanzato costruito con particolari materiali, premiscelato, modulabile e con una accurata progettazione delle geometrie costruttive della camera di combustione.

 

La caldaia a condensazione, a parità di energia fornita, ha un consumo di combustibile inferiore rispetto ad una caldaia di tipo tradizionale: è possibile recuperare tramite la condensazione del vapore acqueo contenuto nei gas di scarico fino al 16-17% di energia.

Queste caldaie esprimono il massimo delle prestazioni quando vengono utilizzate con impianti funzionanti a bassa temperatura (30-50°C), come ad esempio con impianti a riscaldamento a pavimento.

La ragione delle alte prestazioni è sviluppata dalla capacità di sfruttare buona parte del calore latente contenuto nei gas di scarico, che nelle normali caldaie vengono semplicemente espulsi dal camino, a temperature molto alte.

 

Nelle caldaie a condensazione, invece, i fumi di scarico vengono fatti transitare attraverso lo scambiatore-condensatore, in cui il vapore acqueo contenuto nei fumi di combustione viene raffreddato e si condensa, cedendo all’impianto una quota supplementare di calore.

Il raffreddamento dei fumi di scarico fino a 40-50 °C, tramite lo scambiatore-condensatore, avviene grazie alle temperature relativamente basse (circa 30 °C) dell’acqua di ritorno del sistema di riscaldamento.

Il fenomeno della condensazione avviene quando il vapore acqueo, contenuto nei fumi di combustione del metano e circolante nello scambiatore-condensatore, scende sotto il cosiddetto “punto di rugiada”, corrispondente a circa 54 °C. Scendere sotto il punto di rugiada significa innescare quel processo di condensazione, in grado di sottrarre buona parte del calore latente contenuto nel vapor d’acqua e di trasmetterlo all’acqua di ritorno del riscaldamento, aumentando così il rendimento della caldaia.

Se le caldaie ad alto rendimento presentano rendimenti nominali intorno al 90%, quelle a condensazione raggiungono valori anche del 108-109%.

 

Questo si spiega con il fatto che i calcoli sul rendimento delle caldaie vengono elaborati sulla base del potere calorifico inferiore,calore sensibile, del combustibile, cioè sulla quantità di energia estraibile, in questo caso dal gas metano, senza tenere conto del calore latente ricavabile dalla condensazione del vapor d’acqua ,mentre invece il potere calorifico superiore ne tiene conto.

Il rapporto tra potere calorifico superiore e inferiore del gas metano è di 1.11, vi è una differenza cioè dell’11%.

Uno dei fattori principali che influisce positivamente sul rendimento di una caldaia a condensazione è la temperature dell’acqua di ritorno del sistema di riscaldamento; a temperature molto basse, corrisponde un migliore sfruttamento del calore latente e di conseguenza un migliore rendimento della caldaia.

 

Questo significa che i sistemi di riscaldamento funzionanti a basse temperature, come gli impianti a pannelli radianti, con temperature dell’acqua circolante, mandata e ritorno, di 40-30 °C, sono quelli in cui le caldaie a condensazione dimostrano la massima efficacia.

La migliore opzione, come già sottolineato, consiste nell’abbinare una caldaia a condensazione con un impianto di riscaldamento a pannelli radianti, funzionante a basse temperature.

Questa soluzione risulta facilmente praticabile se si tratta di nuovi impianti ancora da realizzare, mentre, nel caso in cui si preveda l’installazione di una caldaia a condensazione e la contestuale posa di pannelli radianti per sviluppare un impianto a sostituzione dell’esistente a termosifoni, occorre valutare i maggiori costi dovuti alle opere accessorie, relative alle piastrelle e assistenze edili.

 

L’installazione di caldaie a condensazione è compatibile anche se si intenda installare un sistema di riscaldamento a radiatori o ventilconvettori, oppure lo si possiede già.

Bisogna in questo caso prestare particolare attenzione ad alcuni dettagli tecnici, poiché, come si è già visto, le caldaie a condensazione offrono le massime prestazioni quando l’acqua circola a basse temperature.

 

L’acqua calda che alimenta un impianto a radiatori è di solito impostata su temperature di mandata di 70-80 °C, indispensabili per riscaldare un edificio nelle giornate invernali più fredde, mentre l’acqua di ritorno è di circa 60 °C.

In questo caso però, la resa della caldaia a condensazione, non potrà essere pari a 108-109% in quanto il suo utilizzo non è coerente con l’idea di progetto della caldaia.

 

Tuttavia, dal momento che il dimensionamento degli impianti termici viene realizzato sulla base delle temperature esterne più rigide,la temperatura di progetto, nei periodi meno freddi della stagione, è possibile mantenere delle temperature dell’acqua su valori più bassi.

Esistono caldaie a condensazione dotate di una sonda di rilevazione della temperatura esterna, collegata ad una centralina di controllo; in questo modo, la temperatura dell’acqua da inviare ai radiatori si regola automaticamente, diminuendo all’aumentare della temperatura esterna.

 

Questo fa sì che la caldaia a condensazione funzioni come una normale caldaia (cioè senza condensazione) soltanto nei giorni più freddi, mentre per tutto il restante periodo le basse temperature dell’acqua di ritorno permettono di condensare il vapore acqueo contenuto nei gas di combustione e di apportare quindi tutti i tipici benefici delle caldaie a condensazione.

 

Bisogna infine sottolineare che le caldaie a condensazione risultano particolarmente indicate in integrazione con impianti solari termici progettati per il riscaldamento degli edifici

Nei prossimi interventi tratteremo a supporto del presente articolo, l’installazione di impianti a pannelli radianti, impianti solare termico a supporto del riscaldamento e per la produzione di acqua calda sanitaria.

 

Ing. Roberto Boffi

 

PUBBLICATO GT 009/2011

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CEI 64/08 VERSIONE 3

Ambienti residenziali – norma CEI 64-8 V3

 

La nuova variante 3 della norma CEI 64-8, modifica alcuni articoli della Norma e introduce un documento (allegato A) dal titolo “Ambienti residenziali – Prestazioni dell’impianto”, che fornisce prescrizioni addizionali, ai fini   delle   prestazioni   e   della   fruibilità   dell’impianto   elettrico   dell’unità   immobiliari   situate all’interno dei condomini e delle abitazioni uni e pluri familiari.

Le   prescrizioni   dell’allegato   si   applicano   ai   nuovi   impianti   ed   ai   rifacimenti   completi,  realizzati successivamente al 1/09/2011. Le principali novità riguardano gli interruttori differenziali e le dotazioni minime degli impianti, all’interno degli ambienti residenziali.

Sono esclusi dal campo di  applicazione  di questa variante,  gli  impianti elettrici dei servizi condominiali e quelli previsti nelle  unità abitative  degli edifici pregevoli,  per   arte   e   storia.   

 

 

Interruttori differenziali

 

La necessità di ridurre i consumi e l’impatto ambientale degli elettrodomestici, normalmente utilizzati tra le mura domestiche, sta spingendo verso una più diffusa adozione dei sistemi di controllo elettronici, l’ecologia porta ad aumentare l’innovazione, al fine di ottenere degli elettrodomestici con consumi sempre più ridotti.

 

Infatti, il maggiore contenuto di elettronica negli elettrodomestici di ultima generazione si traduce in un miglioramento dei consumi, con un impatto notevole sui consumi di energia elettrica, e quindi sulla bolletta pagata dalle famiglie, ed a una conseguente riduzione delle emissioni di anidride carbonica. Oggi, grazie ai controlli elettronici, una lavatrice di ultima generazione consuma circa il 15% di elettricità in meno e quasi il 90% di acqua in meno di 10 anni fa. I frigoriferi più efficienti attualmente disponibili in commercio consumano solo un quarto dell’elettricità rispetto ai modelli del 1990.

 

Inoltre la comunità Europea ha recepito dal gennaio 2001 la norma IEC 1000-3-2, che richiede per gli apparecchi con potenza superiore a 75W la correzione del fattore di potenza  (Power Factor Correction). Di conseguenza, i produttori di elettrodomestici includono dei dispositivi di controllo del fattore di potenza, normalmente  usati nelle applicazioni industriali.

 

I requisiti di protezione

 

Questo incremento, nell’impiego di apparecchiature con dispositivi di tipo elettronico anche  in  ambiente civile, può determinare in occasione di un guasto di isolamento, correnti di dispersione verso terra con componenti non sempre sinusoidali, ma sovente anche del tipo unidirezionale, pulsanti o continue. In situazioni come queste, un dispositivo differenziale tradizionale non è sempre idoneo a funzionare correttamente.

In relazione alle correnti di dispersione, a cui l’interruttore differenziale è sensibile, le norme prevedono una classificazione in tre tipi, AC, A e B, come evidenziato in tabella 1. In questa trattazione non si esaminano i differenziali selettivi tipo S, ed immuni da scatti intempestivi.

 

Caratteristica di funzionamento tipo AC        

L’interruttore differenziale di tipo AC assicura l’intervento solo per correnti differenziali di forma sinusoidale, cioè la medesima forma d’onda della tensione di rete.

Pertanto intervengono correttamente per correnti di tipo sinusoidale, applicate istantaneamente o lentamente crescenti, rendendoli però poco sensibili alle correnti verso terra, con componenti continue, con conseguente non intervento del dispositivo.

 

Caratteristica di funzionamento tipo A        

Sono interruttori che funzionano correttamente, entro i limiti stabiliti dalle norme, in presenza sia di correnti di guasto verso terra di tipo alternato, sia di tipo alternato con componenti pulsanti unidirezionali, applicate istantaneamente o lentamente crescenti. Pertanto sono adatti sia per le correnti di tipo sinusoidale, sia per le correnti pulsanti con componente continua.  

Sono raccomandabili in impianti in cui sono installati  componenti elettronici, che possono determinare verso terra correnti raddrizzate.

Caratteristica di funzionamento tipo B        

Sono interruttori che funzionano correttamente, entro i limiti stabiliti dalle norme, in presenza sia di correnti di guasto verso terra di tipo alternato (sinusoidali fino a 1000Hz), sia di tipo alternato con componenti unidirezionali di tipo continuo, applicate istantaneamente o lentamente crescenti.

 


                                                 Tabella 1 – Interruttori differenziali

La   protezione  contro   i  contatti  indiretti  nei  sistemi  TT, normalmente previsti negli ambienti residenziali,  è   in  genere   affidata   all’interruttore differenziale coordinato con l’impianto di terra, secondo la nota  Rt  ≤ 50 V /  Idn.

L’interruttore differenziale per uso domestico è tipicamente di tipo AC (Norme EN 61008-1 e

EN 61009-1), il cui sgancio è assicurato, come visto sopra, solamente  per correnti differenziali alternate sinusoidali.

Pertanto questo tipo di protezione tradizionale, in presenza di elettrodomestici che utilizzano circuiti elettronici, potrebbe non garantire più un livello accettabile di sicurezza ( intervento    per correnti  più elevate, o non intervenire affatto).

 

Per questo motivo, la nuova variante raccomanda l’installazione di interruttori differenziali di tipo A o di tipo B (secondo IEC 62423), in base alle possibili forme d’onda, delle correnti di guasto, dei vari apparecchi elettrici utilizzatori protetti dall’interruttore differenziale.

 

 

Ambienti residenziali

 

L’articolo 314.1 della norma CEI 64-8, richiede che ogni impianto deve essere suddiviso in più circuiti per:

  • evitare pericoli e ridurre inconvenienti in caso di guasto;
  • facilitare le ispezioni, le prove e la manutenzione in condizioni di sicurezza;
  • tenere conto dei pericoli che potrebbero derivare da un guasto di un singolo circuito, come per es. un circuito di illuminazione;

 

La variante 3 della CEI 64-8 aggiunge, a questo articolo, di fare riferimento all’allegato A, per la suddivisione e dimensionamento dell’impianto.

 

Dimensionamento dell’impianto

 

Il dimensionamento e le dotazioni dell’impianto elettrico, secondo la variante, devono comunque essere conseguenti all’accordo tra il progettista, l’installatore dell’impianto ed il committente, in base alle sue esigenze impiantistiche, ma la variante introduce criteri e dotazioni minimi, facendo riferimento a tre livelli di prestazioni, e precisamente:

 

  • Livello 1 : dotazione   minima   perché   l’impianto   elettrico   possa   considerarsi 

                            conforme  alla   norma  CEI   64-8.  

  • Livello 2 : intermedio;
  • Livello 3 : dotazioni impiantistiche ampie ed innovative (domotica).

 

Per ogni livello, in funzione della superficie dell’appartamento, sono previsti un numero minimo di circuiti, in cui suddividere l’impianto elettrico, e in funzione della metratura/superficie o della tipologia del locale d’installazione un  numero  minimo di punti-prese, punti-luce, prese TV, prese telefono e servizi ausiliari.

 

Il committente, qualora decida di installare un nuovo impianto elettrico oppure di rinnovarlo, potrà chiedere all’installatore e progettista  la realizzazione dell’impianto di livello 1, 2 o 3, dove il livello 1 individua la configurazione minima perché possa essere considerato a norma.

I livelli 2 e 3 aumentano le prestazioni dell’impianto, e quindi la sua fruibilità tenuto anche conto delle altre dotazioni impiantistiche presenti.

 

In  particolare,   il livello 1 (impianto minimo)   prevede:  

  • un  numero   minimo   di   punti-prese   e punti-luce,  in  funzione della metratura o  della tipologia  di ogni locale  dell’appartamento; 
  • un numero minimo di circuiti, in funzione della metratura dell’appartamento;
  • almeno 2 interruttori differenziali, al fine di assicurare un’adeguata continuità di servizio.

 

Il livello 2, rispetto al livello 1, prevede un aumento della dotazione e dei componenti, oltre che

alcuni servizi ausiliari quali il videocitofono, antiintrusione e il controllo carichi.

 

Il livello 3, oltre a un ulteriore aumento delle dotazioni, introduce la domotica che va anche a

beneficio   del   risparmio   energetico   all’interno   dell’abitazione.   L’impianto,   per   essere

considerato   domotico,  deve gestire almeno quattro delle seguenti funzioni:

gestione scenari, gestione comando luci, gestione temperatura, controllo remoto, antiintrusione,   controllo carichi, sistema diffusione sonora,  rilevazione incendio, sistema antiallagamento e/o rilevazione gas.

L’elenco è solamente indicativo e non esaustivo, l’impiego di singole funzioni domotiche possono essere integrate anche nei livelli 1 e 2.

 

Per unità abitative con superficie fino a 75m2  la potenza impegnata, con il distributore d’energia , deve essere almeno di 3kW, 6kW per superficie maggiore. Per  assicurare   una   continuità   di  servizio,   la   protezione   differenziale   deve   essere prevista   su   almeno   due   interruttori.

L’interruttore generale, se differenziale,  deve garantire la selettività totale nei confronti di tutti gli

interruttori a valle, oppure deve essere dotato di dispositivo di richiusura automatica.

 

Altri consigli previsti dalla variante sono:

 

  • le prese TV in ambienti quali soggiorno, camera da letto, studio devono avere accanto la predisposizione per 6 prese energia. Eventuali prese TV, in altri ambienti devono avere accanto almeno una presa energia;
  • ogni presa dati o telefonica deve avere installata accanto almeno una presa energia;
  • l’interruttore luce, di ogni locale, deve essere installato in prossimità della porta;
  • una presa deve essere installata in prossimità della porta;
  • i  punti  prese   della   cucina,   e   il  punto   presa   destinato   ad   alimentare   la lavabiancheria, devono essere in grado di ricevere una spina S30 (schuko);
  • di predisporre, in prossimità del   tubo   di   ingresso   del  gas,   l’alimentazione   elettrica   per   una eventuale   elettrovalvola   di intercettazione del gas;
  • nel locale cucina devono essere previsti, oltre ai punti prese del locale, dei punti presa sul piano di lavoro (numero tra parentesi in tabella 2).

 

La tabella 2, ripresa dall’allegato A della norma CEI 64-8 V3, evidenzia per i differenti livelli d’impianto le dotazioni minime.

Ing. Roberto Boffi

PUBBLICATO GE 005/2011