Caldaie a pellets

CALDAIE A PELLETS
Caratteristiche generali: Il pellet è un combustibile costituito da legno vergine essiccato e pressato in piccoli cilindretti, senza alcuna aggiunta di additivi. Il peso specifico del pellet sfuso è di circa 6-700 kg/m3, molto più elevato di quello di altri combustibili legnosi non pressati (cippato, trucioli). Il potere calorifico raggiunge le 4200 kcal/kg, con una densità energetica di 3000 – 3400 kWh/m3. A causa della forma cilindrica e liscia e delle piccole dimensioni, il pellet tende a comportarsi come un fluido, il che agevola la movimentazione del combustibile e il caricamento automatico delle caldaie. Il trasporto può avveni­re con autobotti, dalle quali il pellet viene pompato direttamente nel serbatoio di stoccaggio dell’impianto. L’elevata densità energetica e la facilità di movimentazione rendono il pellet il combustibile vegetale più indicato per impianti di riscaldamento automatici di tutte le dimensioni. Il pellet di legno può essere utilizzato nelle caldaie a cippato oppure in caldaie appositamente progettate. E’ an­che possibile utilizzare il pellet in alcuni modelli di caldaie a gasolio, per mezzo di speciali bruciatori. Componenti: 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.
Principio di funzionamento: Anche le caldaie a pellets, come quelle a cippato, richiedono un contenitore per lo stoccaggio del combustibile situato in prossimità della caldaia. Da qui una coclea lo preleva e lo trasporta in caldaia, ove avviene la combustione. I bruciatori per pellet da utilizzare in caldaie a gasolio si applicano sulla parte anteriore della caldaia. Essi vengono alimentati dall’alto e bruciano il pellet sviluppando una fiamma orizzontale che si proietta nella caldaia, al pari di quanto avviene negli impianti a gasolio. In tutti i casi 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. Sistemi di sicurezza: L’elemento qualificante per la sicurezza di una caldaia a pellet è costituito dai dispositivi contro il ritorno di fiamma dal bruciatore verso il serbatoio. Il sistema più diffuso consiste nell’interporre un tratto di caduta libera del pellet tra la coclea di trasporto e la caldaia. Questo tratto è generalmente costituito da un tubo flessibile. Altri sistemi prevedono serrande tagliafiamma o valvole stellari. In caso di mancanza di corrente elettrica o di guasto della pompa di circola­zione, il rischio di ebollizione dell’acqua è molto minore rispetto alle caldaie a legna, per la piccola quantità di combustibile presente nel focolare. Tuttavia, poiché in molti casi le caldaie a pellets sono predisposte anche per la combustione di legna da ardere e sono dotate di scambiatore di calore di emergenza, è buona cosa allacciare questo a una presa di acqua fredda e installare una valvola di sicurezza termica, come già descritto per le caldaie a legna. Installazione di una caldaia a pellets: Anche le caldaie a pellets sono tuttora soggette all’anacronistico obbligo del vaso di espansione aperto, per il quale valgono gli stessi accorgimenti già descritti per le caldaie a legna. Le prescrizioni di legge per il locale caldaia sono le stesse che riguardano le caldaie a legna. Le caldaie a pellets di piccola potenza sono dotate di un serbatoio per il combu­stibile di capacità generalmente limitata a qualche centinaio di litri. Nei sistemi più semplici questo contenitore viene caricato a mano svuotandovi sacchetti di pellet. L’autonomia di funzionamento è in questi casi di qualche giorno. Per aumentare l’autonomia e quindi il comfort è opportuno predisporre un silo di stoccaggio, nel quale il pellet viene scaricato direttamente da una autobotte. In base al potere calorifico del pellet e ai rendimenti di conversione, il consumo orario di combustibile alla potenza nominale della caldaia è di circa 0,25 kg/h (0,35 dm3/h) per kW. Un silo di 10 m3 conferisce pertanto circa 1500 ore di autonomia di funziona­mento a piena potenza per una caldaia da 20 kW. Se il silo di stoccaggio è direttamente adiacente al locale caldaia, una normale coclea è sufficiente per il trasporto del pellet in caldaia. Se invece il silo è situato più lontano, fino a dieci metri e oltre dal locale caldaia, il trasporto può essere effettuato con coclee flessibili o con sistemi pneumatici. In ogni caso va posta la massima cura nel preservare il silo di stoccaggio da infiltrazioni di acqua, che possono provocare il rigonfiamento del pellet, fino a renderlo inservibile. Combustibile: Il pellet è disponibile commercialmente in diverse forme:
sacchetti da 15 kg, utilizzati soprattutto per stufe, caminetti e piccole caldaie con serbatoio da caricare a mano; sacconi da 800 – 1000 kg (“big bags”), utilizzabili mediante inserimento di una coclea; in impianti dotati di silo di stoccaggio interrato; sfuso, trasportato mediante apposite autobotti attrezzate per pomparlo direttamente in un silo di stoccaggio. Il sistema basato sulla consegna del pellet sfuso è analogo a quello in uso per il rifornimento del gasolio, e per rapidità e semplicità è il più indicato per tutti gli impianti di riscaldamento a pellet. Il rifornimento può essere effettuato fino a 20 – 30 metri dal luogo in cui si ferma il camion. Per evitare la diffusione di polveri nell’ambiente, le autobotti sono dotate di un dispositivo che aspira l’aria dal silo durante il pompaggio del pellet e la fa ricircolare. Gli impianti di riscaldamento a biomassa sono caratterizzati da alti costi di investimento e da bassi costi di esercizio. Una indicazione sui costi dei compo­nenti tecnologici è data dalle figure seguenti. I grafici raffigurano i prezzi orientativi delle apparecchiature, espressi in €/kW, esclusa l’IVA. A questi costi va aggiunta l’installazione, che incide in misura variabile, orientativamente dal 20 al 50% del costo delle apparecchia­ture a seconda delle diverse situazioni impiantistiche. I grafici evidenziano per tutte e tre le tipologie di impianto (a legna, a pellet e a cippato) un calo molto pronunciato dei costi unitari di investimento con l’aumentare della potenza installata. Questo significa che gli impianti di maggiore potenza sono generalmente più convenienti dei piccoli in termini di rapporto costo/beneficio. E’ opportuno ricordare che i prezzi indicati nei grafici si riferiscono a impianti basati su tecnologie avanzate, il cui costo può essere notevolmente superiore a quello di sistemi più semplici disponibili sul mercato. La convenienza economica di realizzare un impianto di riscaldamento a biomassa si basa sui tempi di ripagamento dell’investimento, che dipendono dal risparmio di gasolio/gas e quindi dell’intensità d’uso dell’impianto. Abitazioni piccole o abitate solo saltuariamente o situate in zone a clima mite hanno un basso fabbisogno energetico e lunghi tempi di ripagamento dell’investimento. Viceversa abitazioni di dimensioni relativamente grandi e abitate con continuità per tutto l’anno presentano sovente fabbisogni annuali di calore superiori ai 50.000 kWh, equivalenti a 5.000 litri di gasolio, 5.000 m3 di metano o 6.300 litri di gas liquido (gpl). In queste situazioni l’impianto a biomassa può essere molto conveniente, anche in considerazione dei minori costi unitari di investimento per gli impianti di maggiore potenza. Questo vale in modo particolare nel caso di grandi edifici. Un altro importante parametro da considerare nella valutazione di fattibilità economica è il prezzo della biomassa. Nel caso della legna da ardere il costo va da zero (per chi dispone di legna propria) a circa 11 €/q. Nel caso del cippato il prezzo varia generalmente tra un minimo di 3 €/q a un massimo di circa 6 €/q. Il pellet è il combustibile biologico più costoso, variando da circa 15 a 20 e più €/q. Nella stima di bilancio economico è necessario valutare anche eventuali in­centivi pubblici, disponibili in qualche caso come contributi a fondo perduto, oppure come detrazioni d’imposta. Di questi strumenti si parlerà più diffusamente nel capitolo dedicato agli incentivi economici e fiscali. Presso le aziende agricole di paesi del nord Europa hanno raggiunto una vasta diffusione impianti di riscaldamento basati su caldaie per la combustione di balle di paglia. Se gli utenti da riscaldare sono numerosi e situati a breve distanza tra loro può risultare conveniente realizzare un impianto di teleriscaldamento a biomassa. Questi impianti sono costituiti da un’unica centrale termica alimentata con legno sminuzzato o con paglie, alla quale sono allacciati diversi utenti per mezzo di una rete di distribuzione del calore mediante tubi interrati. La potenza va da pochi MWt a qualche decina di MWt. Presso ogni utente viene installata una sottocentrale dotata di scambiatore di calore nel quale l’energia viene ceduta all’acqua circolante nell’impianto domestico.