La verifica della resa di calore di una stufa a legna. German p.i. Puntscher

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1 La verifica della resa di calore di una stufa a legna German p.i. Puntscher

2 Collaudi Nei collaudi si dividono le 3 diverse categorie: stufa o caminetto inteso come apparecchio singolo stufa o caminetto inteso come impianto termico del D.L. 311 impianto di centrale termica ai sensi del D.L. 152 Per tutti gli impianti è comunque sempre indispensabile CONSEGNARE IMPIANTI SICURI dalla presa d aria fino allo scarico dei fumi in atmosfera usando sempre le norme specifiche del settore di appartenenza, perché l art del Codice Civile e l art. 40 del Codice Penale valgono per tutti! 2

3 Collaudi Per consegnare un impianto sicuro si eseguiranno le seguenti verifiche: verifica della canna fumaria verifica del locale d installazione verifica della sufficiente ventilazione e apporto di aria comburente verifica delle distanze di sicurezza da materiali combustibili misura del tiraggio e della temperatura fumi analisi di combustione (impianti termici ai sensi D.L. 311) analisi di combustione e polveri (per impianti termici del D.L. 152) CO ambiente per evitare ogni pericolo d intossicazione controllare il funzionamento e la taratura degli accessori 3

4 La verifica delle canne fumarie La verifica delle canne fumarie è forse la più complessa delle verifiche che l installatore deve eseguire. Le caratteristiche tecniche che deve avere una canna fumaria sono regolate dalla norma UNI EN 1443/2005: camino sistema: tutti i componenti sono forniti da un unico produttore camino composito: i componenti provengono da diversi fornitori, comunque devono essere tutti certificati (anche il cavedio) per il proprio impiego. 4

5 La verifica delle canne fumarie Inoltre si distinguono gli interventi della UNI (per analogia): Camino intubato: è una forma del camino composito ma con il cavedio esistente e non marchiato CE. Il tubo interno deve essere certificato o marchiato CE, mentre il cavedio deve essere conforme UNI ma di uso esclusivo della canna fumaria Camino risanato: è una canna fumaria certificata che ha subito una riparazione mediante la sigillazione interna con materiali dichiarati idonei da parte del produttore. 5

6 La verifica delle canne fumarie Prima dell installazione dell apparecchio Prima di installare un apparecchio di combustione si deve controllare che l impianto fumario sia adatto per l apparecchio: Dimensione (fare dimensionamento come visto prima) Temperatura fumi (verificare i certificati e misurare la effettiva temperatura fumi) Tipo del combustibile Visione interna (videoispezione) Tenuta (fare prova di tenuta) Distanze di sicurezza da materiali combustibili (indicazione del costruttore e dichiarazione di conferma della ditta che ha eseguito la posa della canna fumaria), Comignolo e parte terminale camino (distanze) Accessori necessari per il coretto uso, per ridurre le emissioni e gli accessori richiesti dalla norma 6

7 Verifica della apertura di ventilazione UNI cm 2 oppure 200 cm 2 Calcolo dell apertura: Secondo le istruzioni del produttore oppure Per apparecchi con focolare chiuso minimo 80 cm 2 Per apparecchi con focolare aperto minimo 200 cm 2 Verifica strumentale: Per gli impianti particolari impianti di aspirazione ecc. si consiglia di eseguire le verifiche con metodo 4PA Micromanometro: Collegare i capillari al micromanometro Il capillare può essere posto verso l esterno oppure nel caso di vento anche nel giroscale Attivare il programma di misura 4 PA 7

8 Verifica della apertura di ventilazione 1,8 Pa La misura 4PA: La misura dura 5 min. Fare cicli di misura di 30 secondi, con finestra chiusa, poi finestra aperta, poi di nuovo chiusa ecc. La stampa della misura: Al termine si deve stampare la prova su stampante grafica Verificare il grafico della misura e la differenza tra i valori con finestra aperta e chiusa non deve superare 4Pa Verifica positiva: La verifica è positiva se il valore (punte escluse) non supera i 4 Pa e se durante la prova non si hanno rigurgiti sugli apparecchi (analisi CO ambiente) Eseguire contemporaneamente la verifica del rigurgito fumi 8

9 La videoispezione con telecamere digitali Prima di andare sul tetto si deve controllare: il buon funzionamento dell attrezzatura La memoria disponibile sulla CF-Card Rotazione testata Inserire la telecamera nella canna fumaria e regolare: Intensità Luminosità Luci (spot, supplementari) Azzerare i metri digitali sul display premendo il pulsante Zero 9

10 La videoispezione con telecamere digitali Fotografare i particolari: 1. Fermo immagine 2. Registrazione foto Al termine filmare tutto: 1. Registrazione filmato 2. Fine filmato su OK Controllare le foto e i filmati prima di lasciare l impianto 1. Premere Inde per vedere 2. con OK per grande immagine 3. Vedere tutte le foto e filmati 10

11 In ufficio si farà la relazione della videoispezione Tratto verticale perfettamente verticale e senza segni di deterioramento Alla profondità 0,7 m dal comignolo c è un ostruzione completa dovuta ad un nido Alla profondità 3,7 m si nota una giunzione tra due blocchetti senza sigillante Estrarre la CF-Card e inserirla nel lettore USB per il PC fornito insieme Sul PC registrare: foto in formato JPEG filmati in Quicktime Relazione della videoispezione: preparare una tabella in Word inserire a sinistra le foto inserire a destra i commenti 11

12 Esempio di una prova di tenuta Inserire il soffietto terminale con l aspo Gonfiarlo per tappare l uscita della canna fumaria Inserire la sonda nella canna fumaria L analizzatore esegue l analisi in automatico e quando ha finito si ferma da solo Si inseriscono i dati di altezza e diametro della canna fumaria e si stampa il rapporto pressione 12

13 L importanza della tenuta della canna fumaria Uscita fumi 66 m3/h a 85 C Tiraggio statico 26,0 Pa Camino tipo N1 (p. es. senza guarnizioni) Funzionamento: Pressione di collaudo: Perdita ammessa: Installazione tipo: depressione +40 Pa 2 lt./s m2 (=7,2 m3/h) esterno/interno aspirazione aria tot. 33 m3/h temperatura aria 20 C Tiraggio statico a 150 C = 43,0 Pa Uscita fumi 33,2 m3/h a 145 C Tiraggio statico 41,0 Pa Camino tipo P1 (con guarnizioni o giunzioni speciali) Funzionamento: Pressione di collaudo: Perdita ammessa: Installazione tipo: aspirazione aria tot. 0,2 m3/h temperatura aria 20 C pressione/depressione +200 Pa 0,006 lt./s m2 (=0,02 m3/h) esterno/interno mandata fumi 33 m3/h temperatura fumi 150 C La canna fumaria tipo P1 tira molto di più solo perché è più a tenuta! 13

14 La verifica della canna fumaria Al collaudo dell apparecchio Dopo l installazione dell apparecchio di combustione si deve controllare che l impianto fumario è sia funzionante per l impiego previsto: Tiraggio e rigurgito per tipo B Assenza di fuoriuscita fumi, cioè tenuta dello scarico fumi in pressione Tutti gli accessori necessari e richiesti dalla norma, che siano installati correttamente e funzionanti taratura 14

15 La verifica della canna fumaria Su apparecchi tipo B si esegue ora la misura del tiraggio e la verifica del rigurgito con appositi strumenti, micromanometri o analizzatori secondo UNI 10845: Strumento deve avere una risoluzione min. 0,1 Pa ed una precisione min. 0,5 Pa Si deve controllare la stabilità del tiraggio (3 prove) Si deve registrare la temperatura esterna Convertire la misura di tiraggio al tiraggio alle condizioni più gravose (+20 C esterni) con la formula indicata nella norma UNI all art. B Confrontare il risultato con il fabbisogno di tiraggio Verificare il rigurgito su tutte le aperture con il CO Controllare il montaggio del canale da fumo 15

16 La verifica della canna fumaria Su apparecchi a flusso forzato (p.es. tipo C) si esegue la verifica di tenuta dello scarico fumi secondo UNI 10845: Lo scarico fumi (a vista) deve avere la tenuta per il tipo P1 alla pressione di 200 Pa Inoltre per la verifica finale di corretto collegamento: Scarico coassiale verifica con sonda speciale multiforo e l analizzatore di combustione e caduta O 2 <0,5% Scarico sdoppiato verifica di CO nelle immediate vicinanze dello scarico e nessun sostanziale aumento valore CO 16

17 Collaudi dell apparecchio Come si può stabilire la resa di una stufa o un caminetto? Quasi settimanalmente i giudici incaricano dei periti per stabilire la resa di calore degli apparecchi domestici a biomassa, perché gli utilizzatori si lamentano che la stufa non riesce a scaldare la stanza. Questo succede purtroppo, perché molti fumisti ancora non eseguono le necessarie verifiche prima di consegnare un impianto, cioè le dovute verifiche con analisi di combustione, come per es. negli impianti termici è ormai richiesto da anni. Se il fumista facesse questa semplice prova si accorgerebbe da subito del difetto e potrebbe rimediare prima della consegna dell impianto, per esempio intervenendo sul tiraggio 17

18 WIT Wöhler Institute of Technology Convegno progetto Fuoco 2008 Collaudi dell apparecchio L analisi energetica di una stufa o caminetto: L analisi energetica su una stufa o sul caminetto si esegue attraverso l analisi di combustione conforme D.P.R 412 e consigliamo il metodo della pren kg di legna (ca. un pezzo di legna da ardere) con l umidità relativa di 20% (contenuto d acqua 16,7%) ha ca. 4,0 KWh di energia verificare dal calcolo pren per le stufe ad accumulo o dalle istruzioni del produttore per i modelli industriali, la carica riferita ad ogni ora e per ogni singola carica Misurare l umidità della legna o dei bricchette di legno che verranno utilizzati per la prova Pesare il combustibile della carica Inserire l analizzatore di combustione nel foro predisposto, posizionandolo nella vena dei fumi principale alla massima temperatura Fare la carica ed accendere il fuoco registrando l ora Dopo minuti controllare che la temperatura fumi sia regolare ed iniziare la registrazione dell analisi per 15 minuti dell analisi18 Verificare i valori medi dell analisi di combustione

19 Collaudi dell apparecchio Il potere calorifico della legna varia in funzione dell umidità (contenuto dell acqua) e per cui prima di ogni analisi di combustione si deve sempre misurare l umidità della legna. 19

20 Collaudi dell apparecchio Il calcolo della resa energetica: Calcolo del calore prodotto dalla fiamma Q fiamma = massa legna potere calorifico Q fiamma = consumo pellet potere calorifico Rendimento della combustione ETA = 100 [(Tf - Ta) (A2 / 21 - O2) B)] Umidità relativa misurata 0% 11% 25% 43% 67% 100% Contenuto d'acqua 0% 10% 20% 30% 40% 50% Fattore A2 0,6572 0,6682 0,6824 0,7017 0,729 0,7709 Fattore B 0,0083 0,0107 0,0125 0,0149 0,0183 0,0235 Potere calorifico ca. 5,2 KWh 4,6 KWh 3,9 KWh 3,3 KWh 2,6 KWh 1,9 KWh Calore reso all ambiente Q Ambiente = Q fiamma ETA / ore di riscaldamento 20

21 Collaudi dell apparecchio Esempio: Calcolo della resa di una stufa in maiolica con 2 cariche di legna da 10 kg/cad. = 20 kg e irraggiamento di calore per 24 ore e legna con umidità relativa 11%. Q fiamma = 20 kg 4,6 kwh/kg = 92 KWh Analisi di combustione secondo pren 15378, media di 15minuti: Umidità legna = 10%, Tf = 273 C, Ta = 25 C, O 2 =5,3% ETA = [(273-25) (0,6572 / 21,0 5,3%) + 0,0083)] = 87,46% Q Ambiente = 92 KWh 87,46% / 24 h = 3,35 kw (Consumo combustibile 150 giorni = kg) Questa stufa potrà riscaldare un ambiente con un fabbisogno di massimo W. Per una Casaclima tipo B con fabbisogno di 40 W/m 2 significherebbe che si può riscaldare un appartamento di circa 83 m 2. 21

22 Collaudi dell apparecchio Confronto stufe, una ad alto rendimento con una minimo Lombardia: Fabbisogno energetico della casa costruita con criteri Casaclima B = 40 W/m 2 Fabbisogno totale per una casa di 80 m 2 = 3,2 KW (3.200 Watt) Stufa con alto rendimento 87,46% (come dell esempio di prima) confrontata con una stufa che sarebbe ancora secondo Regione Lombardia: rendimento = 63% Portata termica focolare stufa 87% = 3,7 KW = 2 carica 44,4 KWh = 9,65 kg Portata termica focolare stufa 63% = 5,1 KW = 2 carica 61,2 KWh = 13,3 kg Consumo di legna umidità 11% stufa 87% = 19,3 kg /giorno = kg/anno Consumo di legna umidità 11% stufa 63% = 26,6 kg / giorno = kg/anno Costo annuo legna (0,121 /kg*) stufa 87% = 350,4 /, stufa 63% = 482,9 (+37%) Consumo di legna 30% stufa 87% = 23,6 kg /giorno, stufa 63% = 33,1 kg / giorno (solo per aver usato legna di scarsa qualità serve una stufa maggiorata del 22% e il consumo di combustibile e i costi aumentano di 78 Euro/anno per la stufa 87% e di 118 Euro per la stufa 63%, oltre al fatto di avere immissioni inquinanti maggiori Consigliamo di scegliere con cura la stufa e la legna da ardere! * Tratto dalla tabella della lega consumatori di Bolzano - Situazione: ottobre

23 Collaudi dell apparecchio Le verifiche del collaudo alla consegna dell apparecchio: 1. Tiraggio della canna fumaria 2. Distanze di sicurezza della stufa 3. Temperatura fumi per assicurarsi di non superare la temperatura massima consentita dallo scarico fumi o canale da fumi e dai materiali della canna fumaria 4. Tutte le verifiche della canna fumaria prima descritte 23

24 La manutenzione periodica La stufa o il caminetto sono soggetti alla manutenzione periodica obbligatoria come la caldaia domestica a gas? La stufa o il caminetto rientrano nelle norme degli impianti termici? Indipendentemente dal fatto se la stufa o il caminetto sono considerati impianto termico, si devono rispettare gli articoli 2050 del Codice Civile e art. 40 del Codice Penale. Per rispettare questi articoli si dovrà eseguire tutte le operazioni per evitare ogni pericolo e si dovrà: rispettare tutte le prescrizioni delle norme tecniche e della legislazione vigente (p.es. norma UNI 8364 all art. 1 chiede una manutenzione annua per tutti gli impianti a legna oltre 4 KW) Rispettare tutte le prescrizioni e i tempi indicati dai produttori dei materiali impiegati (apparecchio, sistema fumario ecc.). Attenzione: sulle canne fumarie alcuni costruttori chiedono una manutenzione ogni 3 mesi o altri addirittura ogni mese. Si deve vedere sempre i libretti d istruzione ed informare il cliente! 24

25 Stufa e caminetto impianto termico? La direttiva 89/106/CEE, recepita con D.P.R. 246 comunemente indicata semplicemente CPD, si applica ai materiali da costruzione intesi come: Capitolo 1, art. 1, comma 2: qualsiasi prodotto fabbricato al fine di essere permanentemente incorporato in opere di costruzione, le quali comprendono gli edifici e le opere d ingegneria civile. A seguito a questa direttiva le canne fumarie e le stufe, i caminetti e le cucine vengono sottoposti a certificazione CE con le proprie norme di riferimento. 25

26 Stufa e caminetto impianto termico? Il D.L. 311 richiama nell allegato 1 art. 14 le stufe e i caminetti nel seguente modo: 26

27 La manutenzione periodica La manutenzione periodica è prevista dal D.L. 311 e dalla norma UNI 8364 su impianti termici a biomassa con apparecchi di potenzialità al focolare superiore a 4 KW minimo una volta all anno. Inoltre si deve osservare le prescrizioni dei produttori, per es. dell apparecchio o della canna fumaria e nelle istruzioni di alcuni prodotti è prevista una manutenzione spesso anche mensile. L installatore (fumista) che non indica al suo cliente l obbligo della manutenzione se ne fa carico ai sensi del codice civile art o codice penale art

28 La manutenzione periodica Per la messa in funzione e la manutenzione di apparecchi domesticiimpianto termico consigliamo usare i seguenti moduli: modulo della norma UNI per la verifica finale impianto modulo G del D.L. 311 per la messa in funzione e manutenzione periodica modulo della norma UNI per la verifica della canna fumaria 28

29 Dal controllo della documentazione si può controllare lo stato iniziale e le operazioni necessarie Verifica secondo norma UNI Vietato lo scarico a parete Verifica visiva coibentazioni e verifica tiraggio 29

30 Gli strumenti per i controlli dell allegato G Verifica visiva Rigurgito ( ) Solo se collegato al circuito acqua coassiale sdoppiato oppure 30

31 Gli strumenti per i controlli dell allegato G 1 Pa Con analizzatore di combustione automatico l analisi si esegue con le modalità della pren

32 Analisi combustione su combustibili solidi Esecuzione analisi secondo D.P.R 412 e consigliamo pren Misura dell umidità: Inserire il misuratore umidità nella legna e leggere il valore di umidità La pren identifica i fattori di calcolo in funzione dell umidità della legna Analisi di combustione: Pulire la griglia ed accendere il fuoco Inserire la quantità (ma.) di legna indicata dal produttore attendere ca. 20 fino ad avere stabilità di valori Analisi di combustione: Registrale l analisi di combustione per 15 min. Fare la media dei 15 min. e calcolare il rendimento come da pren

33 Attenzione agli apparecchi a scambio diretto Particolare attenzione dovrà essere posta nella verifica dei generatori a scambio diretto a camera aperta o chiusa e si deve verificare l assenza di prodotti della combustione nelle bocchette della mandata d aria, causata da infiltrazioni dovute alla mancata tenuta degli apparecchi. Vedere le indicazioni del produttore per la tenuta delle giunzioni dell apparecchio e della camera di combustione. Per il controllo si dovrà eseguire un accurata analisi dell aria di mandata, per es. con analizzatore CO ambiente oppure analizzatore CO2 ambientale. Aria da scambio diretto Aumento CO = 0 ppm 33

34 Analisi polveri (solo caldaie del D.L. 152) Esecuzione analisi polveri per misura in campo La preparazione: Prendere il filtro di misura, asciugarlo in un fornello a 140 per 15 e poi pesarlo sulla bilancia con risoluzione 0,01 g Inserire il filtro di misura nella sede della sonda Inserire la sonda fumi dell analizzatore polveri nel 2. foro di analisi (Ø20 mm) Il campionamento polveri: Accendere l analizzatore e procedere con la misura automatica Al termine inserire l ossigeno O 2 per il calcolo D.L. 152 estrarre il filtro di misura, nuovamente asciugarlo nel forno e pesarlo La differenza di peso moltiplicato con il fattore 7 è la concentrazione polveri in mg/m 3 Il risultato rapido: Con l sistema DPS è possibile determinare il valore di soglia per misura indiretta Si collega il manometro DPS all analizzatore polveri e dopo i 15 di prova si stampa il risultato della resistenza del filtro 34

35 Grazie dell attenzione German p.i. Puntscher Convegno Progetto Fuoco