Un impianto di riscaldamento può essere centralizzato (spesso nei condomini con più di tre piani), quando c’è un’unica caldaia molto potente che serve più unità immobiliari, o autonomo se ogni unità immobiliare è dotata di un sistema di produzione dell’energia. L'impianto di riscaldamento, è composto da sistemi di produzione di calore (come la caldaia) e sistemi di trasmissione del calore (come i radiatori).

Gli impianti di riscaldamento si classificano per il tipo combustibile (carbone, gasolio, gas, legna, ecc) o la fonte di energia usata (geotermica, solare o elettrica, ecc) per riscaldare l'aria, l'acqua o il vapore che viene convogliato nei punti di destinazione. Solitamente l'impianto di riscaldamento è abbinato all'impianto di produzione di acqua calda sanitaria. Uno dei sistemi più diffusi è la caldaia.

La caldaia è un’apparecchiatura che trasforma l’energia di combustibili in calore e lo rende disponibile in un circuito contenente acqua o vapore che ha la funzione di distribuire il calore negli ambienti ed eventualmente nell’acqua dell’impianto sanitario. In altri termini, il suo principio è di riscaldare dell’acqua che viene trasmessa successivamente agli emettitori di calore dell’abitazione. Le caldaie si classificano in funzione: della potenza termica nominale (caldaie murali, a basamento o a fiamma inversa), del luogo d’installazione (caldaie da interno o da esterno), del tipo di tiraggio dell’aria (a camera stagna, a camera aperta), del combustibile (gas, metano, gpl, gasolio, pellet, legna) e della tecnologia di scambio (a condensazione o tradizionali).

Caldaie murali

Questa tipologia di caldaie, installata al muro, è particolarmente adatta per l’uso domestico in quanto è abbastanza compatta; è inoltre dotata di scambiatori in acciaio austenitico, capaci di resistere alle temperature di fiamma ed alla corrosione legata al processo di combustione. Le caldaie murali a camera aperta con canna fumaria a tiraggio naturale (che preleva dall'ambiente in cui è installata l'aria che serve per la combustione) devono essere collocate all'esterno della casa o in appositi locali aerati, mentre quelle a camera stagna a tiraggio forzato (in cui il prelievo e l'espulsione dell'aria avvengono direttamente dall'esterno) possono essere installate anche all’interno dell’appartamento.

Caldaia a condensazione

In questo nuovo tipo di caldaia il calore dei gas combustibili viene recuperato, a differenza dei modelli tradizionali in cui viene espulso con i fumi di scarico, e condensato e riutilizzato nel processo di riscaldamento. Essendo totalmente a tenuta stagna, possono essere inserite in qualsiasi ambiente domestico, previa installazione di un tubo di scarico dell'acqua di condensa, che può essere convogliata nella rete delle acque nere o bianche. Le caldaie a condensazione consentono un notevole risparmio energetico e producono un minore inquinamento. Il loro costo è superiore del 30-40% rispetto alle caldaie tradizionali, ma viene ammortizzato in un arco di tempo ridotto in quanto il loro rendimento è superiore, in media, del 10-15 per cento. Tuttavia una caldaia a condensazione non conviene a tutti, ma dipende molto dalla tipologia di abitazione e dallo stile di vita degli inquilini; le caldaie a condensazione infatti hanno prestazioni migliori a temperature basse (quando i termosifoni sono regolati in modo da non essere troppo caldi) e quando si usa molto il riscaldamento a causa del clima più rigido. Una caldaia tradizionale quindi può essere preferibile (a livello economico) se l’abitazione è spesso vuota durante il giorno e quindi la caldaia è spenta per molte ore, in quanto, pur essendoci dei risparmi di metano, sarebbe difficile ammortizzare in tempi ragionevoli il costo iniziale d’acquisto. Tuttavia una caldaia a condensazione risulta essere meno inquinante rispetto ad una tradizionale. La maggior parte delle caldaie è a gas metano o a GPL. Le caldaie a gas metano sono molto diffuse perché la distribuzione della rete del gas metano è capillare mente quelle a GPL (che necessitano di una cisterna per immagazzinare il gas) sono usate dove non arriva il metano. Generalmente la scelta del tipo di combustibile da utilizzare viene fatta secondo una stima dei costi/rendimenti che ogni tipo di caldaia offre. Le caldaie elettriche funzionano in maniera simile a quelle a gas, la differenza sostanziale risiede nel fatto che sono alimentate dalla corrente elettrica. Dato il costo maggiore dell’energia elettrica rispetto al gas sono sconvenienti dal punto di vista economico; possono però risultare convenienti se usate in abbinamento ad un impianto fotovoltaico. Le caldaie elettriche infatti possono essere considerate ad emissioni zero perché non producono fumi nell’ambiente (perché non vi è combustione). Inoltre non ci sono vincoli normativi stringenti per l’installazione o la manutenzione (a differenza di quanto accade per quelle a gas) in quanto basta un semplice allacciamento alla rete elettrica con contatore.

Pompe di calore

Le pompe di calore (PdC) sono apparecchiature che prelevano calore da un ambiente e, innalzandone la temperatura, lo rendono disponibile ad un ambiente più caldo. Ad esempio, per il riscaldamento invernale di un edificio, una pompa di calore opera sottraendo calore all’ambiente esterno, per fornirlo agli spazi interni, mantenendoli al caldo. Per far avvenire questo processo, opposto a quello spontaneo in cui il calore si trasferisce da un corpo più caldo a uno più freddo, le pompe di calore consumano una certa quantità di energia che può essere fornita, a seconda della tecnologia impiegata, sottoforma di energia elettrica oppure di gas. Esistono pompe di calore che prelevino calore dall’aria, dall’acqua o dal terreno. Tali soluzioni sono particolarmente indicate in abbinamento ad impianti radianti. Lo scaldacqua a pompa di calore è un’ulteriore applicazione della pompa di calore elettrica, che consente di produrre ed accumulare l’acqua calda sanitaria in sostituzione dei comuni boiler elettrici. Alcune pompe di calore possono anche funzionare per il raffrescamento estivo degli ambienti e in questo caso vengono dette reversibili.

Termocamini

Il termocamino è un sistema di riscaldamento domestico che prevede l’utilizzo di legna o pellet come combustibile, ai quali possono essere affiancati anche quelli tradizionali (gpl, metano o gasolio). Si tratta di un camino a camera chiusa, con uno sportello di vetro termico richiudibile, che consente maggiore efficienza rispetto a quello a camera aperta, grazie al recupero di buona parte del calore prodotto che altrimenti si disperderebbe nella canna fumaria. L'acqua del circuito dei termosifoni si riscalda circolando nello scambiatore di calore all'interno dell'intercapedine del termocamino e rientra in circolo nell'impianto di riscaldamento. Questo sistema di riscaldamento permette infatti la diffusione del calore in casa ottimizzando i costi e offrendo numerosi vantaggi in termini di efficienza.

 

Impianti di riscaldamento: terminali di trasmissione del calore

In un impianto di riscaldamento, dopo aver prodotto il calore è necessario diffonderlo nei vari ambienti e per farlo si utilizzano degli scambiatori di calore acqua-aria. Generalmente questi terminali sono di tre tipi: i termosifoni (o radiatori), in cui lo scambio di calore avviene soprattutto per convezione, i ventilconvettori, con scambio essenzialmente convettivo in regime di convezione forzata e i pannelli radianti (sistema più invasivo dei primi due), con trasmissione del calore soprattutto per via radiativa e in parte convettiva.

Radiatori

I radiatori sono i terminali di un impianto di riscaldamento, posti in ogni stanza della casa, che hanno lo scopo di cedere il calore all’ambiente. Il termosifone è costituito infatti da tubature collegate alla caldaia grazie alle quali è possibile lo spostamento del calore creato dalla combustione del gas. I principali materiali utilizzati per realizzare un radiatore sono: la ghisa, l'acciaio e più recentemente l'alluminio. Le forme dei termosifoni possono essere diverse ma è importante dimensionarli adeguatamente e scegliere il corretto posizionamento nell’ambiente valutando alcuni parametri come la geometria del locale, il rapporto tra le superfici vetrate ed opache e le esigenze architettoniche e di arredo. Solitamente sono rettangolari e ultimamente, per meglio distribuire il calore nella stanza sono stati realizzati dei termosifoni tubolari che riescono a massimizzare la resa termica.