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Per apparecchi di combustione a legna si intendono quei generatori di calore, talvolta destinati anche alla cottura dei cibi, come i camini, i termocamini e le stufe con tiraggio naturale e potenzialità inferiore a 35kw, alimentati a legna naturale o a bricchetti compressi senza additivi.
Per apparecchi di combustione a legna si intendono quei generatori di calore, talvolta destinati anche alla cottura dei cibi, come i camini, i termo-camini e le stufe con tiraggio naturale e potenzialità inferiore a 35 kw, alimentati a legna naturale o a brichetti compressi senza additivi. La principale distinzione tra gli apparecchi di combustione a legna riguarda la struttura del focolare che può essere: aperto, senza alcuna chiusura della bocca. Chiuso, con ante o portelli a chiusura della bocca, capaci di resistere alle alte temperature. Vanno considerati a focolare aperto tutti gli apparecchi in cui i portelli hanno prevalente funzione di parascintille e possono funzionare regolarmente anche ad ante aperte. Sono invece apparecchi a focolare chiuso quelli in cui la delimitazione del focolare ha il significato di separare nettamente il flusso di aria necessaria alla combustione (proveniente dall’esterno attraverso la presa d’aria), da quello dell’ambiente interno. In questo caso, pur mantenendosi la vista del fuoco, si raggiunge un notevole miglioramento del rendimento dell’apparecchio, evitando che l’aria calda dell’ambiente interno venga dispersa attraverso la canna fumaria. Per questi ultimi apparecchi l’apertura delle ante in vetro durante il funzionamento è consentita solo per il rifornimento di combustibile.
TIPI DI IMPIANTI IN BASE AL RITMO D’IMPIEGO E ALLE MODALITÀ D’UTILIZZO
Rispetto alla frequenza con la quale vengono usati, gli impianti a legna per il riscaldamento domestico si distinguono in impianti continui, se il calore viene prodotto e distribuito in maniera costante e regolare per tutto il periodo del riscaldamento, e in impianti discontinui o intermittenti, se il calore viene utilizzato in modo irregolare e/o per periodi saltuari In base alla modalità di utilizzo, gli impianti di riscaldamento a legna possono assumere tre fondamentali denominazioni: Principali, se soddisfano da soli il fabbisogno di riscaldamento (ed eventualmente di acqua calda sanitaria) di una unità immobiliare o di un edificio. Integrativi, se funzionano come supplemento (in aggiunta) o in parallelo (insieme) con altri apparecchi di combustione (ad esempio con caldaie che utilizzano altri tipi di combustibile).
In questo caso, di solito, esistono dispositivi automatici che permettono all’impianto di prelevare calore da uno o più apparecchi secondo il fabbisogno. Di supplenza o di emergenza, se funzionano nelle mezze stagioni per compensare
deboli abbassamenti della temperatura interna (cioè quando sarebbe poco pratico o poco economico ricorrere al sistema principale), o nei periodi più freddi per aumentare il riscaldamento prodotto dall’impianto principale e neutralizzarne eventuali insufficienze momentanee.
TIPI DI IMPIANTI RISPETTO AL MEZZO DIFFUSIONE CALORE
Un ambiente interno offre condizioni di benessere che derivano dal rapporto tra vari elementi (umidità, temperatura, velocità dell’aria, ecc.). le condizioni di benessere sono legate, in gran parte, al modo in cui il calore si propaga entro
l’ambiente stesso. La combustione della legna produce un effetto termico che viene percepito dalle persone in relazione alle diverse forme con le quali gli impianti diffondono il calore. Rispetto al mezzo con il quale il calore viene distribuito, si possono distinguere tre tipi di impianti: radiante, ad aria e ad acqua. Con il sistema radiante (detto
anche ad irraggiamento) funzionano gli apparecchi di combustione di più antica origine, come il camino tradizionale aperto o la stufa in ceramica. Il tipo di riscaldamento prodotto con il sistema radiante ha la stessa natura dei raggi del sole, si propaga cioè sotto forma di raggi calorifici che, partendo dalla fiamma, arrivano direttamente sugli oggetti circostanti e visibili dalla fonte. In genere nessun apparecchio funziona esclusivamente per irraggiamento. La limitazione dei sistemi ad irraggiamento (cioè poter riscaldare solo i locali in cui sono inseriti gli apparecchi) è
stata superata con l’adozione dei sistemi ad aria. Essi producono grandi quantità di aria aspirandola, con sistemi naturali o meccanici, dalle intercapedini poste a contatto con il focolare e soffiandola poi, riscaldata, non solo nel
locale dove è posto il focolare, ma anche negli ambienti adiacenti. I sistemi ad aria hanno il vantaggio di produrre in brevissimo tempo negli ambienti condizioni di temperatura ottimali. I sistemi ad acqua riscaldano il liquido entro una caldaia posta nel focolare e, facendola circolare in apposite tubazioni isolate, possono riscaldare ambienti anche
lontani dalla fonte di calore, ovvero posti su livelli diversi. Inoltre, i sistemi ad acqua sono molto validi per realizzare soluzioni impiantistiche a riscaldamento radiante, (riscaldamento a pavimento, a battiscopa, a parete o a soffitto), che
sono le migliori sotto il profilo della salute.
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CAMINI E CAMINI TERMICI
Gli apparecchi di combustione a legna di cui ci occupiamo in questo
dossier, appartengono alle tipologie più diffuse ed utilizzate negli ambienti residenziali. Ai tipi classici si sono aggiunti più recentemente una serie di modelli e varianti che, riunendo più caratteristiche e offrendo prestazioni aggiuntive, hanno acquisito anche denominazioni diverse e
composite come termo-camino, stufa-camino, ecc…
Nelle descrizioni che seguono se ne tratteggiano le caratteristiche.
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COMPONENTI E FUNZIONAMENTO
Il camino è un apparecchio di combustione legna con fiamma a vista impiegato per: Produrre calore utile al riscaldamento degli ambienti interni. Cuocere cibi. Produrre acqua calda ad uso domestico (con particolari dispositivi).
Ai modelli tradizionali con focolare aperto, che privilegiavano la funzione d’arredo, l’ampia vista del fuoco o la cottura, si sono aggiunti modelli innovativi a focolare chiuso particolarmente progettati per ottenere alti rendimenti nel
riscaldamento e un notevole risparmio di combustibile. Il camino moderno è un manufatto dotato di avanzate
soluzioni tecnologiche sia nell’uso dei materiali, sia per quanto riguarda gli accorgimenti di regolazione ed i sistemi di combustione. La sua configurazione fondamentale si discosta di poco da quella originaria che, in sintesi, è composta
da un focolare (conformato in vario modo) collegato alla presa d’aria (per il prelievo, all’esterno e/o all’interno dell’edificio, dell’aria che serve alla combustione) e al camino (per l’espulsione dei fumi all’esterno dell’edificio).
Il calore prodotto dalla combustione della legna sviluppa sopra il focolare una colonna d’aria calda che, per effetto
del suo minore peso specifico, sfrutta la differenza di pressione rispetto all’aria circostante e crea una depressione che provoca un moto ascendente del fumo verso l’alto. Poiché il fumo per effetto del combustibile bruciato contiene sostanze nocive per l’uomo (ossidi di azoto, ossidi di zolfo, ossidi di carbonio), il camino ha l’importantissimo
compito di convogliare rapidamente verso lo sbocco e di disperderlo in atmosfera senza pericoli di reflusso o di contaminazione.
CAMINO TRADIZIONALE
Il camino tradizionale è concon focolare aperto, che fornisce principalmente calore in forma radiante e si ispira nella sua concezione e immagine ai modelli del passato. Funziona prevalentemente per irraggiamento: una parte del calore
prodotto dalla combustione si diffonde nel locale direttamente, oppure riflesso dal basamento e dalle pareti. Queste ultime, opportunamente sagomate e costituite da materiali refrattari hanno anche la capacità di immagazzinare una certa quantità di calore da restituire lentamente all’ambiente anche a fuoco spento. Poiché la parte più abbondante del calore, sotto forma di aria calda, viene dispersa insieme ai fumi, questo tipo di apparecchio ha un rendimento che raramente supera il 20%. I camini tradizionali sono utilizzati da coloro che affidano al camino un ruolo simbolico,
d‘immagine o d’atmosfera. Sono costituiti da un semplice focolare aperto (sporgente o incassato nella muratura), sormontato da una cappa, dalla presa d’aria e da un adeguato sistema di regolazione del tiraggio. Hanno vaste gamme di rivestimenti, in ogni stile e tipo di materiale.
CAMINETTI INTEGRATIVI DI SISTEMI TRADIZIONALI DI RISCALDAMENTO
L’evoluzione delle tecnologie nel settore della fumisteria si è arricchito, in questi ultimi tempi, di alcuni strumenti importantissimi che stanno assumendo una straordinaria importanza nell’evoluzione del tradizionale sistema di riscaldamento a legna attraverso il camino. Infatti è possibile, come è illustrato di seguito, aumentare il rendimento di un camino tradizionale aperto, che è del 25%, a oltre il 70%. Sono diversi i sistemi che permettono di raggiungere questi risultati ottimali sia dal punto di vista dei rendimenti che dei consumi.
TRASFORMARE UN TRADIZIONALE CAMINEO APERTO IN UN CAMINO TERMICO MEDIANTE UN APPARECCHIO DETTO CAMINO-STUFA
In questo modo si trasforma il camino tradizionale in un camino chiuso, lasciandone inalterata la struttura esistente e sfruttando non solo la funzionalità ritrovata ma la potenza termica che questo può cedere all’ambiente.
La caratteristica di questi camini, altamente innovativi, è che la camera di combustione, realizzata completamente in ghisa, permette di unire una grande stabilità ad un rapido accumulo di calore, fondamentale per lo scambio termico e quindi per la resa calorica ceduta all’ambiente. La porta di chiusura, realizzata con vetro ceramico, garantisce un’ottima tenuta termica ed un’alta sicurezza di funzionamento. Infine la doppia combustione permette la
riaccensione dei fumi o gas incombusti ottenendo due importanti risultati contemporaneamente: l’aumento del rendimento di combustione in caldaia e la diminuzione dell’emissione di monossido di carbonio in ambiente che permette di ottenere alti rendimenti coniugati con bassi consumi.
TRASFORMARE IL VECCHIO CAMINO IN UN VERO E PROPRIO IMPIANTO DI RISCALDAMENTO ECOLOGICO
Grazie alla doppia combustione, che ne aumenta il rendimento termico, e a un adeguato sistema di canalizzazione dell’aria, che ne può diffondere l’efficacia termica anche in un’abitazione di oltre 90 m2, il camino diventa un impianto termico. Questa apparecchiatura è inseribile anche in camini preesistenti, e permette di regolare i fumi e i consumi senza dover intervenire sulle strutture murarie. Questi camini utilizzano l’aria come fluido termovettore e sono formati da una camera di combustione completamente in ghisa con chiusura in vetro ceramico.
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CAMINO VENTILATO
Il camino ventilato è un camino a focolare aperto, che abbina alla produzione di calore in forma radiante, una significativa generazione di aria calda per mezzo di opportuni scambiatori di calore. Esso conserva aspetto, dimensioni e struttura portante del camino aperto tradizionale, al quale sono state integrate speciali soluzioni per il riscaldamento dell’aria. Sul basamento e sul fondo del focolare vengono ricavate delle intercapedini, oppure applicate delle lastre in ghisa a camera, nelle quali l’aria, prelevata dall’interno o dall’esterno, circola riscaldandosi al contatto con le pareti dell’intercapedine stessa e fuoriesce nel locale dalle bocchette posizionate in vari punti
dell’apparecchio, ovvero in punti adiacenti. Con questo apparecchio si possono raggiungere rendimenti sensibilmente superiori rispetto a quelli del camino aperto tradizionale e si possono riscaldare interi locali con ridotti consumi di legna. Ne esistono tipi a circolazione naturale e a circolazione forzata. In questo secondo caso vi è installato un ventilatore per aumentare la diffusione e la quantità d’aria riscaldata. Molte ditte offrono questo camino come modello base, al quale possono essere applicati, anche successivamente all’installazione, vari dispositivi (ventilatori, ecc.) per migliorarne o ampliarne le prestazioni.
In essi possono anche essere installati i modelli da incasso.
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UTILIZZARE UN CAMINETTO-CALDAIA PER AGIRE IN SUPPORTO AL TRADIZIONALE SISTEMA DI RISCALDAMENTO DOMESTICO
L’acqua calda prodotta che può essere utilizzata nel medesimo sistema di riscaldamento mediante termosifoni.
Il camino-caldaia oltre a riscaldare i radiatori di tutta la casa, a produrre acqua calda e ad avere un elevata rapidità di risposta termica non rinuncia alla tradizionale visione della fiamma come nel più classico dei camini. Tale tecnologia può a tutti gli effetti sostituire un impianto di riscaldamento tradizionale con indubbi vantaggi per l’ambiente, per i consumi e per gli eccezionali rendimenti che raggiungono quasi l’80%.
CAMINO DA INCASSO
Il camino da incasso, detto anche camino-stufa, camino-cassetto, inserto o da inserimento, è un tipo di camino a focolare chiuso privo di rivestimento, idoneo per essere collocato entro il focolare di camini esistenti (tradizionali o ventilati), dei quali può aumentare il rendimento anche di 3-4 volte. L’altissima resa (anche oltre il 70%), la lunga
autonomia e la elevata potenza termica, fanno di questo apparecchio una macchina veramente efficace anche nei modelli di piccole dimensioni. Esso rappresenta la soluzione ideale per il potenziamento di camini tradizionali aperti in case di campagna e in abitazioni principali o secondarie, nelle quali può soddisfare le esigenze di riscaldamento di uno o più locali. Inoltre può essere utilizzato anche per la cottura di cibi. E’ costituito da un telaio contenitore in acciaio, rivestito internamente con lastre di ghisa o materiale ceramico refrattario per l’accumulo del calore e chiuso frontalmente da uno sportello apribile in vetro ceramico. L’aria da riscaldare viene aspirata da uno o due ventilatori attraverso delle prese d’aria poste sul fondo (nel caso di aria esterna) o sul fronte (nel caso di aria interna) dell’apparecchio. L’aria, passando a contatto con le piastre in ghisa, si surriscalda e viene quindi soffiata nella stanza
attraverso le bocchette superiori, oppure convogliata in stanze adiacenti tramite canalizzazioni isolate. In quest’ultimo caso, quando viene utilizzata solo aria interna, conviene dotare le porte dei locali riscaldati di griglie per il ritorno dell’aria verso il focolare. Con appositi pomelli si può regolare la combustione e variare la quantità d’aria immessa nel locale. Nei modelli più evoluti il giro d’aria interno al focolare è studiato in modo da ottenere la combustione secondaria e la continua pulizia del portello di vetro dall’interno. Per una corretta installazione bisogna lasciare un’intercapedine d’aria fra le pareti del focolare e l’involucro dell’apparecchio; la fessura risultante sul fronte del focolare va chiusa con una cornice in metallo traforato. Per contenere le dispersioni di calore il soffitto del vecchio focolare va coibentato con un pannello isolante. L’allacciamento alla canna fumaria si realizza infilando entro quest’ultima un breve tratto di tubo metallico, avendo cura di otturare le fessure dovute alla eventuale differenza di diametro fra i due condotti, con una flangia di tamponamento per impedire l’eventuale ritorno di residui della combustione sull’inserto e nell’ambiente interno.
TERMOCAMINO AD ACQUA
Il termocamino ad acqua, (detto anche caminocaldaia), è una evoluta trasformazione del camino tradizionale e accoppia il vantaggio di mantenere la suggestiva visione della fiamma nel focolare (attraverso portelli dotati di ante in vetro ceramico), con la capacità di sottrarre alla combustione una notevole quantità di calore per riscaldare l’acqua di un impianto a termosifoni. Il rendimento di questi apparecchi a focolare chiuso è molto elevato e può raggiungere ivelli
del 70-80%, di cui i _ vengono ceduti all’acqua dell’impianto, mentre l’energia termica rimanente viene fornita per irraggiamento all’ambiente dove è ubicato il camino. In commercio vi sono modelli con potenzialità che vanno dalle 10000 alle 29900 chilocalorie/ora in grado di riscaldare anche unità immobiliari di notevoli dimensioni. Alcune ditte producono anche speciali scaldaacqua, da inserire nella cappa o sopra la caldaia del camino, che possono funzionare sia abbinati a quest’ultimo, che indipendentemente. L’apparecchio è predisposto per essere posizionato entro appositi manufatti in tutto simili ai camini tradizionali, ed è costituito da due fasci di tubi (o serpentine), l’uno posto sopra la zona di fuoco per assorbire il calore della viva fiamma e l’altro sul basamento del focolare per recuperare
il calore delle braci e delle ceneri che si mantengono calde per un po’ di tempo anche a fuoco spento. Il funzionamento del termocamino, per quanto riguarda accensione, regolazione del tiraggio e della combustione, pulizia e manutenzione, è del tutto analogo a quello di un camino comune. L’impostazione della temperatura nell’ambiente
si effettua per mezzo di una centralina elettronica che permette sia di scegliere la quantità di calore desiderato nei locali, sia di rilevare i principali parametri di funzionamento dell’apparecchio (temperatura, pressione dell’acqua, ecc.).
La circolazione dell’acqua nell’impianto di riscaldamento avviene di norma con l’ausilio di pompe che possono inviarla rapidamente anche a stanze molto lontane dal camino e/o poste su livelli diversi.
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TERMOCAMINO AD ARIA
Il termocamino ad aria è un camino a focolare chiuso, costruito in materiale metallico (monoblocco). I l rendimento di questi apparecchi supera il 70%, con potenze termiche che arrivano, nei modelli più grandi, oltre le 20000 chilocalorie. Se sono stati isolati correttamente, possono riscaldare ambienti di discreta cubatura. Il consumo di legna, a parità di resa calorica, è inferiore di circa 2/3 rispetto al camino tradizionale aperto. Ulteriori migliori prestazioni si ottengono dai modelli appositamente studiati per bruciare legna in modo ecologico, a basso inquinamento, nei quali è possibile la combustione secondaria: in questi casi il rendimento può toccare l’80%. Si tratta di un camino con struttura portante
interamente in metallo: il telaio e lo scambiatore di calore sono in acciaio, mentre il focolare può essere in ghisa o in altri materiali refrattari per accumulare calore e cederlo anche a camino spento. E’ dotato di un portello anteriore in vetro, apribile a saliscendi o ad anta. Il flusso d’aria che serve alla combustione viene prelevato da una bocchetta esterna, può essere regolato mediante valvola di tiraggio e fuoriesce insieme ai fumi della combustione dalla canna fumaria. Il flusso d’aria che serve al riscaldamento invece, dopo essere entrato nell’apparecchio da apposite bocchette, si riscalda nello scambiatore di calore con lo stesso sistema descritto per i camini ventilati, fuoriesce surriscaldato e viene soffiato con ventilatori da apposite bocchette poste nello stesso locale ove è installato l’apparecchio. Con particolari canalizzazioni, opportunamente isolate, si possono riscaldare anche ambienti lontani dal focolare. L’apertura della finestra in vetro aziona meccanicamente una valvola che, modificando il tiraggio, impedisce che il fumo si propaghi nell’ambiente. Ciascun apparecchio è corredato da una serie di accessori installabili a richiesta (termostati, termosonde, serrande automatiche, quadri di controllo, ecc.), che riducono al minimo le operazioni di regolazione. Alcuni modelli, in particolare, sono dotati di un sensore termostatico che spegne il ventilatore quando la temperatura dell’aria nell’intercapedine del camino scende sotto i 40-50˚ C,
evitando di soffiare nelle stanze aria troppo fredda.
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STUFE. COMPONENTI E FUNZIONAMENTO
La stufa è un apparecchio di combustione a legna con focolare generalmente chiuso (con o senza vista del fuoco). Fornisce calore in forma radiante, in proporzioni diverse in relazione alle caratteristiche costruttive e allo schema di funzionamento adottati. E’ utilizzata principalmente per il riscaldamento degli ambienti, per cucinare o scaldare cibi (in misura più ridotta), per produrre acqua calda ad uso domestico (con particolari dispositivi). I vari tipi di stufa, al contrario del camino, possono risultare alquanto differenti fra loro in relazione alle concezioni costruttive, alle
dimensioni ed ai materiali che le compongono. In generale sono costituite da:
1. una presa d’aria, con condotti o aperture per l’afflusso d’aria al focolare;
2. una camera di combustione, cioè un focolare composto di materiali ad alta resistenza termica, comunicante con il sistema di prelevamento dell’aria e con quello di evacuazione dei fumi;
3. i giri di fumo, cioè camere comunicanti posizionate nel corpo della stufa, fra il focolare e il raccordo fumario. In esse vengono convogliati i prodotti della combustione per sottrarre calore ai fumi, accumularlo e cederlo poi all’ambiente per radiazione e/o convezione;
4. intercapedini, ricavate a ridosso del focolare o a giri di fumo, che servono a riscaldare l’aria per contatto ed a immetterla nell’ambiente per convezione.
La diversità della stufa rispetto al camino risiede nella disponibilità di ampie superfici di scambio termico con l’ambiente, per la diffusione del calore sia in forma radiante sia per convezione. Le stufe ispirate alle forme tradizionali
privilegiano la forma di diffusione radiante del calore. Esse sono realizzate con materiali che accumulano nella loro massa grandi quantità di calore (alta inerzia termica), da restituire poi con lentezza ai locali. Funzionano prevalentemente per convezione, i modelli più recenti, nei quali l’ampia vista del fuoco, entro camere di combustione
chiuse da portelli di vetro, è associata ad una abbondante produzione di aria calda. L’aria calda può venire diffusa negli ambienti sia gradualmente per moto naturale (convezione naturale), oppure più velocemente (convezione forzata) con l’uso di elettro-ventilatori.
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