RISCALDAMENTO A BIOMASSA CENNI TECNICI E NORMATIVI

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1 RISCALDAMENTO A BIOMASSA CENNI TECNICI E NORMATIVI

2 SOMMARIO INTRODUZIONE BIOMASSE LEGNOSE CALDAIE A BIOMASSA CALDAIE A PELLET / CIRCUITI IDRAULICI LEGGI E NORMATIVE ASPETTI ECONOMICI

3 BIOMASSA Introduzione (1/4) Con il termine biomasse si identificano tutti quei materiali di origine organica (vegetale o animale) che non hanno subito processi di fossilizzazione e che possono essere utilizzati come fonti di energia. NO combustibili fossili, quali: il carbone, il petrolio e il gas naturale.

4 BIOMASSA Introduzione (2/4) è considerata di tipo rinnovabile Se il suo consumo non ha un impatto eccessivo sulla biodiversità e non ruba troppo terreno alle altre colture (soprattutto a quelle alimentari) E di tipo sostenibile in quanto non causa una crescita di anidride carbonica (CO2) nell ambiente

5 BIOMASSA Introduzione (3/4) La CO 2 emessa dalla combustione delle piante è, infatti, la stessa da esse assorbita in fase di crescita. Sull effetto serra, il riscaldamento con biomasse ha quindi un impatto nullo.

6 BIOMASSA Introduzione (4/4) Il riscaldamento con combustibili fossili immette invece nell atmosfera il carbonio assorbito migliaia e migliaia di anni fa e fissato stabilmente nel sottosuolo: immette cioè nell atmosfera CO 2 prima immagazzinata sotto terra.

7 BIOMASSE Legnose sono state il più antico combustibile utilizzato dall uomo per il riscaldamento delle abitazioni e la cottura dei cibi. graduale sostituzione con i combustibili fossili, dalla metà dell ottocento inversione di tendenza negli ultimi anni

8 BIOMASSE Legnose Vantaggi forte diminuzione delle scorte di combustibili tradizionali; danni ambientali causati dall uso troppo esteso dei combustibili fossili; disponibilità, a partire dai primi anni Duemila, di stufe e di caldaie a legna molto più efficienti e meno inquinanti di quelle usate in precedenza.

9 Legno come combustibile Usato nelle seguenti forme: Legna in ciocchi: È legna ottenuta direttamente dagli alberi in forme e misure atte a consentire un suo facile stoccaggio, trasporto ed utilizzo.

10 Legno come combustibile Vantaggi Costo relativamente basso Svantaggi consente prestazioni (come facilità d uso e rese di combustione) inferiori a quelle ottenibili con il cippato e i pellet Spazi non trascurabili per lo stoccaggio Frequenti carichi delle stufe o delle caldaie

11 Legno come combustibile Usato nelle seguenti forme: Cippato di legna: È legno ridotto in scaglie con lunghezze variabili da 2 a 5 cm. Utilizzato in impianti termici caldaie da 20 kw sino ad impianti per la cogenerazione

12 Legno come combustibile Usato nelle seguenti forme: Pellet: È legno ridotto in piccoli cilindri con diametri variabili da 6 a 12 mm e lunghezze comprese fra 10 e 13 mm. Tali cilindri sono ottenuti da segatura pressata e compattata ad alta pressione. I pellet sono facili da trasportare e da dosare

13 Legno come combustibile Legno come combustibile Pellet:

14 Tipologie di caldaie a biomassa In relazione alla tipologia di combustione le caldaie a biomassa possono essere così suddivise: caldaie tradizionali a tiraggio forzato caldaie a gassificazione

15 Tipologie di caldaie a biomassa Caldaie tradizionali a tiraggio forzato Sono le più evolute fra le caldaie di tipo tradizionale Le fiamme si sviluppano al di sotto della griglia di supporto del combustibile (fiamma inversa) Questo tipo di combustione consente il seccaggio del legno sopra la griglia: cioè sopra la zona di combustione che corrisponde alla zona di sviluppo delle fiamme. Rendimento: 65% 70%.

16 Tipologie di caldaie a biomassa Caldaie a gassificazione: Sostanzialmente il ciclo di combustione è : (1) dapprima il combustibile caricato viene seccato, (2) poi è gassificato ad alta temperatura (3) il gas così ottenuto è quindi miscelato con aria secondaria. Ed è tale miscela che genera ed alimenta la combustione. La gassificazione è un processo di conversione del carbone e/o della biomassa in combustibile gassoso, attraverso una decomposizione termica - in pratica, una ossidazione parziale - ad alta temperatura ( C). Il gas prodotto, è una miscela di ossido di carbonio, anidride carbonica, metano, idrogeno, azoto, accompagnati da ceneri in sospensione, acqua e tracce di idrocarburi (catrami). Rendimento > 90%.

17 Tipologie di caldaie a biomassa

18 Cenni sulle caldaie a pellet legno essiccato e pressato in piccoli cilindri comportamento di un fluido (agevolate operazioni di movimentazione) ideale per impianti di riscaldamento automatici di tutte le dimensioni l accensione è automatica e molto rapida, per mezzo di una resistenza elettrica. nei sistemi più avanzati la regolazione dell aria comburente e del flusso di combustibile vengono effettuate automaticamente ad opera di un microprocessore. Queste caratteristiche di semplicità d uso e di automazione conferiscono agli impianti di riscaldamento a pellets un elevato livello di comfort.

19 Componenti impianto Un impianto di riscaldamento a pellets è costituito dai seguenti componenti: Caldaia Serbatoio del pellet; Sistema di alimentazione del pellet; Centralina di regolazione; Eventuale accumulatore inerziale e bollitore per acqua sanitaria. Canna fumaria Dispositivi di sicurezza dalle sovrapressioni e sovratemperature.

20 Cenni sulle caldaie a pellet Vano combustibile Il silo di stoccaggio del pellet dovrebbe essere posto in un locale adiacente al locale caldaia o situato nelle immediate vicinanze di questo Impianto di riscaldamento a pellet con estrattore pneumatico

21 Cenni sulle caldaie a pellet Impianto di riscaldamento a pellet con estrattore a coclea

22 L accumulatore termico (1/2) Il funzionamento regolare della caldaia, evitando interruzioni dovute ad un insufficiente richiesta di energia da parte dell impianto di riscaldamento, consente: di aumentare il rendimento globale dell impianto di proteggere la caldaia da formazioni di condensati catramosi di ridurre la fumosità delle emissioni e lo sporcamento del camino; di ridurre il numero delle accensioni e spegnimenti (di tipo elettrico per le caldaie a pellet). Introdurre un volano termico per l impianto di riscaldamento accumulatore termico : invece di bloccare la combustione o surriscaldare gli ambienti, la caldaia può continuare a funzionare immagazzinando energia nel serbatoio di accumulo per utilizzarlo in seguito;

23 L accumulatore termico (2/2) Generalmente, per il loro dimensionamento, sono proposti i seguenti valori: per caldaie a ciocchi o tondelli l per ogni kw di potenza nominale per caldaie a pellet l per ogni kw di potenza nominale Gli idroaccumulatori possono servire anche per la produzione diretta dell acqua calda sanitaria (ACS) e collegamenti integrativi fra più fonti di calore (caldaie a gas, pannelli solari, geotermico).

24 Tipologie di impianto

25 Tipologie di impianto

26 Leggi di riferimento Impianti alimentati a qualsiasi combustibile: D.M n. 37 (ex Legge 46/90) art. 1 comma 2 lettera c impianti di riscaldamento, di climatizzazione, di condizionamento e di refrigerazione di qualsiasi natura o specie, comprese le opere di evacuazione dei prodotti della combustione e delle condense, e di ventilazione ed aerazione dei locali; obbligo di progetto impianti di cui all'articolo 1, comma 2, lettera c), dotati di canne fumarie collettive ramificate, nonchè impianti di climatizzazione per tutte le utilizzazioni aventi una potenzialità frigorifera pari o superiore a frigorie/ora;

27 Normative di riferimento Impianti con potenza al focolare < 35 kw: Legge regionale n del 04 Agosto 2009 UNI 10683: Generatori di calore alimentati a legna o da altri biocombustibili solidi. Requisiti di installazione. UNI 9615 ( UNI EN : 2004) Calcolo delle dimensioni interne dei camini UNI Impianti di riscaldamento ad acqua calda, prescrizioni di sicurezza.

28 Legge regionale n del 04 Agosto 2009 Aspetti cogenti per le biomasse: I condotti per lo scarico dei prodotti della combustione, derivanti da qualsiasi tipologia di generatore di calore, devono essere realizzati in modo tale da superare qualsiasi ostacolo o struttura distante meno di dieci metri. Eventuali deroghe possono essere concesse con provvedimento del responsabile della struttura comunale competente.

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30 Normative di riferimento NORMA UNI Per installazione vengono intese le seguenti operazioni: verifica di compatibilità funzionale del sistema generatore di calore nel sito di posa collegamento al sistema di evacuazione fumi collegamento alle prese d'aria esterne montaggio e posa in opera eventuali collegamenti elettrici o idraulici posa di coibentazione, finiture e rivestimenti, con raccomandazioni di sicurezza messa in esercizio con il primo avvio (verifica di funzionamento e/o collaudo)

31 Normative di riferimento CAMPO DI APPLICAZIONE UNI La presente norma prescrive i requisiti di installazione per apparecchi, generatori di calore o prodotti destinati anche alla cottura di cibi quali: caminetti aperti e chiusi (sia prefabbricati che costruiti in opera), termocaminetti, stufe e termocucine (sia a tiraggio naturale che forzato) con potenza termochimica al focolare < 35kW, alimentati a legna naturale, tronchetti compressi, pellet o biocombustibili solidi. La norma si applica sia agli apparecchi alimentati manualmente sia a quelli con caricamento automatico. L'installazione riguarda il posizionamento e il collegamento funzionale dell'apparecchio in locali o ambienti chiusi.

32 Normative di riferimento INSTALLAZIONI AMMESSE UNI Nel locale in cui deve essere installato il generatore di calore possono preesistere o essere installati solo apparecchi funzionanti in modo stagno rispetto al locale (per esempio apparecchi a gas di tipo C, come definiti dalla UNI 7129) o che non mettano in depressione il locale rispetto all ambiente esterno. Nei soli locali ad uso cucina sono ammessi apparecchi pertinenti alla cottura dei cibi e relative cappe senza estrattore. In presenza di cappe con estrattore devono essere seguite le istruzioni fornite dal costruttore del generatore di calore. Qualora si trovino in locali adiacenti comunicanti con il locale di installazione apparecchi a gas, elettroventilatori/aspiratori e condotti di ventilazione è vietato l uso contemporaneo del generatore di calore, ove esista il rischio che uno dei due locali sia messo in depressione rispetto all altro.

33 Normative di riferimento CARATTERISTICHE CANALE DA FUMO UNI Caratteristiche generali Per il montaggio dei canali da fumo dovranno essere impiegati elementi di materiali non combustibili idonei a resistere ai prodotti della combustione ed alle loro eventuali condensazioni. In ogni caso, i canali da fumo devono essere a tenuta dei prodotti della combustione e delle condense e coibentati se passano all'esterno del locale di installazione. E' vietato l'impiego di tubi metallici flessibili e in fibro-cemento per il collegamento degli apparecchi alla canna fumaria anche per canali da fumo preesistenti. Il montaggio dei canali da fumo deve essere effettuato in modo da garantire la tenuta ai fumi per le condizioni di funzionamento dell'apparecchio, limitare la formazione delle condense ed evitarne il trasporto verso l'apparecchio delle condense.

34 Normative di riferimento CARATTERISTICHE CANALE DA FUMO UNI Caratteristiche costruttive Lunghezza massima e spostamenti: Per gli apparecchi generatori di calore muniti di elettroventilatore per l'espulsione dei fumi devono essere seguite le istruzioni di installazione del costruttore per quanto concerne la lunghezza massima ed il numero di curve dei canali da fumo. Nel caso in cui non vengano indicati valori massimi, devono essere applicate le seguenti prescrizioni: i tratti orizzontali devono avere una pendenza minima del 3% verso l'alto; la lunghezza del tratto orizzontale deve essere minima e comunque non maggiore di 3 metri; il numero di cambiamenti di direzione, compreso quello per effetto dell'impiego di elemento a "T", non deve essere maggiore di 4.

35 Normative di riferimento CARATTERISTICHE CANALE DA FUMO UNI Caratteristiche costruttive Per il collegamento di stufe a tiraggio naturale al camino si possono usare al massimo 2 curve, con cambio di direzione di 90, e lunghezza del canale da fumo in proiezione orizzontale non superiore a 2 m. Pendenza: Deve essere evitato per quanto possibile il montaggio di tratti orizzontali. E' vietato l'impiego di elementi in contropendenza. Per caminetti dove si debbano raggiungere scarichi a soffitto o a parete non coassiali rispetto all'uscita dei fumi dall'apparecchio, i cambiamenti di direzione dovranno essere realizzati con l'impiego di gomiti aperti non superiori a 45. Cambiamenti di sezione: Il canale da fumo deve essere a sezione costante. Eventuali cambiamenti di sezione sono ammessi solo all'innesto della canna fumaria. E' vietato far transitare all'interno di canali da fumo, ancorché sovradimensionati, altri canali di adduzione dell'aria e tubazioni ad uso impiantistico. Aperture di ispezione: Il canale da fumo deve permettere il recupero della fuliggine o essere scovolabile.

36 Normative di riferimento CARATTERISTICHE CAMINO UNI Caratteristiche generali La canna fumaria deve rispondere ai seguenti requisiti: essere a tenuta dei prodotti della combustione, impermeabile ed adeguatamente isolato e coibentato alla stregua delle condizioni di impiego (UNI 9615); essere realizzata in materiali adatti a resistere alle normali sollecitazioni meccaniche, al calore, all'azione dei prodotti della combustione ed alle eventuali condense; essere adeguatamente distanziato da materiali combustibili o infiammabili mediante intercapedine d'aria o opportuno isolante; avere sezione interna preferibilmente circolare; le sezioni quadrate o rettangolari devono avere angoli arrotondati con raggio non minore di 20 mm; avere le sezioni rettangolari con rapporto massimo tra i lati di 1,5; avere sezione interna costante, libera ed indipendente.

37 Normative di riferimento CARATTERISTICHE CAMINO UNI Caratteristiche costruttive Devono essere rispettate le indicazioni del costruttore dell'apparecchio per quanto concerne la sezione e le caratteristiche costruttive della canna fumaria/camino. Per sezioni particolari o variazioni di sezione o di percorso deve essere effettuata una verifica del funzionamento del sistema di evacuazione fumi con appropriato metodo di calcolo fluidodinamico (UNI 9615). Camera di raccolta E' consigliato che il condotto fumario sia dotato di una camera di raccolta di materiali solidi ed eventuali condense situata sotto l'imbocco del canale da fumo, in modo da essere facilmente apribile ed ispezionabile da sportello a tenuta d'aria. Allacciamento II collegamento tra l'apparecchio di utilizzazione e la canna fumaria deve ricevere lo scarico da un solo generatore di calore.

38 Normative di riferimento CARATTERISTICHE CAMINO UNI Caratteristiche costruttive E' ammessa la realizzazione di apparecchio composto da caminetto e forno di cottura con un unico punto di scarico verso il camino, per il quale il costruttore deve fornire le caratteristiche costruttive del raccordo dei canali da fumo. E' vietato convogliare nello stesso canale da fumo lo scarico proveniente da cappe sovrastanti gli apparecchi di cottura. E' vietato lo scarico diretto verso spazi chiusi anche a cielo libero. Lo scarico diretto dei prodotti della combustione deve essere previsto a tetto. Spostamenti: II camino o canna fumaria deve avere andamento prevalentemente verticale con deviazioni dall'asse non maggiori di 45.

39 Normative di riferimento CONDOTTO EVACUAZIONE FUMI ESEMPIO UNI 10683

40 Normative di riferimento CONDOTTO EVACUAZIONE FUMI UNI Quota di sbocco: II comignolo deve essere posizionato in modo da garantire un'adeguata dispersione e diluizione dei prodotti della combustione e comunque al di fuori della zona di reflusso in cui e favorita la formazione di contropressioni. Tale zona ha dimensioni e conformazioni diverse in funzione dell'angolo di inclinazione della copertura, per cui risulta necessario adottare le altezze minime indicate negli schemi riportati (n.d.r. vedi schemi riportati nella norma UNI 7129).

41 Normative di riferimento QUOTA DI SBOCCO UNI Distanza >5 2 Distanza 5 3 Volume tecnico

42 Normative di riferimento QUOTA DI SBOCCO UNI Distanza > A 5 Distanza A 6 Oltre il colmo 7 Tetto piano 8 Altezza zona di reflusso Z 9 Asse del colmo a) Tetto piano

43 Normative di riferimento Prese aria esterna UNI L'apparecchio deve poter disporre dell'aria necessaria a garantirne il regolare funzionamento mediante prese d'aria esterna. Le prese d'aria devono rispondere ai seguenti requisiti: a) avere una sezione libera totale conforme alle prescrizioni del costruttore, e in mancanza di queste, di almeno: - per apparecchi a focolaio aperto: 50% della sezione della canna fumaria con un minimo di 200 cm 2 - per apparecchi a focolaio chiuso 80 cm 2 b) essere comunicanti direttamente con l'ambiente di installazione c) devono essere protette con griglia, rete metallica o idonea protezione purché non riduca la sezione minima di cui al punto a) e posizionate in modo da evitare che possano essere ostruite.

44 Normative di riferimento La parte meramente impiantistica necessita di elementi di protezione e di sicurezza dell impianto come: vasi di espansione, valvole di sicurezza, valvole di scarico termico, pressostati, termostati di regolazione e di blocco, ecc. La materia è regolamentata per potenze < 35 kw dalla UNI