Caldaia a condensazione istantanea o con accumulo: compatibilità e vantaggi derivati da un’integrazione solare

Parlare di caldaia a condensazione e delle sue applicazioni per la produzione di acqua calda sanitaria, sebbene possa sembrare un argomento abbastanza conosciuto, implica la necessità di prestare attenzione ad alcuni criteri specifici per ottimizzare la resa del sistema impiantistico e massimizzare il comfort finale per l’utente.

Nella maggior parte degli immobili residenziali del tessuto esistente, la caldaia a condensazione è presente in modalità di funzionamento istantaneo. Al contrario, nella realtà delle nuove costruzioni, sempre più spesso, si prediligono soluzioni che prevedono la presenza di un accumulo e, per soddisfare le verifiche energetiche sempre più stringenti, l’integrazione mediante impianti solari termici.

Ma quali sono i vantaggi derivanti dalle due tecnologie? In quali casi è consigliabile l’installazione dell’una o dell’altra? E quali sono i risparmi in termini di consumo? Vediamo di rispondere a questi a quesiti e di indirizzare l’utente verso una scelta più consapevole.

Tecnologie a confronto: principi di funzionamento

Una caldaia a condensazione con funzionamento “istantaneo” nella maggior parte del tempo si trova in modalità di stand-by. L’attivazione della stessa avviene, infatti, solo nel momento di prelievo dell’acqua calda in modo da soddisfare la richiesta istantaneamente. I tempi per il riscaldamento dell’acqua sono indicativamente di circa 10/15 secondi, in funzione della temperatura di set point e della temperatura dell’acqua in ingresso all’impianto.

Viceversa, una caldaia con accumulo è dotata di un serbatoio all’interno del quale l’acqua viene mantenuta alla temperatura di circa 60°C, il cui volume dipende essenzialmente dalla destinazione d’uso dell’edificio da servire, il numero di servizi igienici/cucine e la numerosità del nucleo famigliare. Nel momento in cui viene prelevata l’acqua calda sanitaria per soddisfare i fabbisogni domestici, la caldaia registra un aumento del fabbisogno e il generatore si attiva per il reintegro di quanto prelevato in precedenza.

La caldaia a condensazione istantanea

La scelta di una caldaia a condensazione istantanea rappresenta un ottimo compromesso tra prestazioni desiderate e ingombri. Grazie alle sue dimensioni contenute, vista la non presenza di accumulo, rappresenta la soluzione ideale per alloggi di piccole dimensioni per i quali non vi è ampia disponibilità di locali tecnici.

L’installazione di tale tipologia impiantistica è particolarmente indicata per nuclei familiari ridotti o dove non si prevede un utilizzo frequente di utenze in contemporanea, in quanto l’erogazione di acqua calda, disponibile in funzione della temperatura di ingresso dell’acquedotto e della portata richiesta, potrebbe non essere soddisfatta simultaneamente in modo confortevole per più utenze idriche.

Il vantaggio di un sistema istantaneo risiede principalmente nel prezzo piuttosto contenuto in quanto il numero di apparecchiature da installare e gestire è sicuramente ridotto in confronto ai sistemi ad accumulo.

La caldaia a condensazione con accumulo

Le caldaie con accumulo rappresentano una delle tecnologie maggiormente utilizzate per le nuove costruzioni grazie alle performance elevate e al risparmio in termini di consumo, che può arrivare in determinate condizioni, fino al 30%.

Un sistema di tale tipo prevede la presenza di un serbatoio (bollitore), interno o esterno alla caldaia, dentro al quale viene immagazzinata l’acqua calda. A seguito dell’apertura di un rubinetto, l’acqua richiesta proviene dall’accumulo e il generatore di calore non entra necessariamente in funzione.

Nel momento in cui la temperatura del serbatoio scende sotto un certo livello, la caldaia si accende per integrare nuovamente l’acqua accumulata. Si tratta quindi di una vera e propria riserva, pronta e disponibile senza lunghi tempi di attesa.

Per il dimensionamento dell’intero sistema, risulta particolarmente importante valutare il volume del bollitore più indicato in funzione alle esigenze specifiche dell’utenza.

Qualora per motivi di spazio la scelta ricada sulle caldaie di tipo murali, con accumulo integrato, la capacità di quest’ultimo può raggiungere al massimo circa 60 litri. Quindi, se si necessita di un volume maggiore bisogna ricorrere ad un accumulo esterno; in alternativa si può optare per una caldaia a basamento ma compatta dotata solitamente di bollitore con capacità più elevate (circa 100-200 litri).

Le caldaie con accumulo forniscono un elevato comfort in termini di velocità e capacità di erogare grandi quantità di acqua calda, oltre che di temperatura costante e risultano particolarmente indicate per abitazioni di dimensioni medio-grandi con più bagni, abitate da nuclei familiari numerosi e, quindi, con necessità elevate di acqua calda sanitaria, per soddisfare frequenti picchi di richiesta ed elevate esigenze di comfort.

Ovviamente, una caldaia con bollitore occupa più spazio e ha un peso maggiore; per questo motivo la sua collocazione è più difficoltosa e non sempre compatibile con l’installazione a muro. In tali casi, quindi può essere necessario disporre di un locale tecnico dedicato.

Criteri per la scelta di caldaia con accumulo o istantanea

La scelta di una soluzione con caldaia a condensazione istantanea o con accumulo dipende da una molteplicità di aspetti. Tuttavia, il più importante, in termini di comfort, è rappresentato dalla quantità di acqua calda che si vuole avere a disposizione in tempi brevi.

In ogni caso, per entrambe le tecnologie, è indispensabile procedere ad un corretto dimensionamento del generatore e dei sistemi ausiliari, in relazione al numero di punti di prelievo, ed individuare la potenza di progetto più indicata.

Ma, cosa bisogna verificare prima di optare per una caldaia con funzionamento istantaneo?

Innanzitutto, è necessario controllare la capacità di produzione di acqua calda. Nello specifico, la caldaia deve:

• ridurre il più possibile il tempo necessario per la fruizione dell’acqua calda nel punto di prelievo dal momento in cui si apre il rubinetto;
• essere in grado di mantenere l’acqua calda ad una temperatura costante senza oscillazioni rilevanti per un tempo lungo;
• riuscire a produrre una quantità di litri di acqua al minuto in grado di rispondere rapidamente ad un eventuale aumento di richiesta qualora si apra il rubinetto relativo ad una seconda utenza.

Le principali taglie di caldaie istantanee che vengono installare, possiedono un range di potenza compreso tra i 24 e i 26 kW con una produzione di litri di acqua calda sanitaria compresa tra i 13,5 e i 15,5 litri/minuto.

In alternativa, è possibile optare per generatori di taglia superiore, generalmente tra i 28 e i 35 kW, con una capacità di produzione di acqua calda sanitaria dell’ordine di 16-18 litri/minuto.

Sicuramente, merita particolare attenzione la possibilità di integrare negli impianti istantanei un sistema di controllo elettronico della temperatura, in quanto permette l’erogazione dell’acqua sanitaria alla temperatura richiesta e il bilanciamento automatico di eventuali incrementi di domanda, al fine di evitare situazioni indesiderate (come ad esempio getto freddo improvviso qualora venga aperto un secondo rubinetto). Nello specifico, il controllo del prelievo dell’acqua può essere effettuato tramite un flussostato o con flussometro installato sulla tubazione di mandata, che rileva la differenza di pressione al momento dell’apertura di un rubinetto e dà il comando di accensione al bruciatore del generatore di calore.

Inoltre, alcune caldaie dispongono di un sistema di preriscaldo dello scambiatore sanitario, che consente di ridurre drasticamente i tempi d’attesa dal momento in cui si apre la valvola di erogazione, con conseguenti buoni benefici in termini di comfort e di un complessivo risparmio energetico.

Il vantaggio del funzionamento istantaneo è quello di avere consumi ridotti: la caldaia, infatti, attivandosi solo nel momento in cui vi è effettivamente richiesta di acqua calda sanitaria, garantisce che non ci siano “sprechi energetici”.

Una caldaia con accumulo, come detto in precedenza, produce l’acqua calda sanitaria e la accumula all’interno di un serbatoio. Il principale vantaggio di questa tecnologia risiede proprio nella disponibilità di un’importante quantità di acqua calda già pronta, in funzione del volume del bollitore installato. Risulta quindi particolarmente consigliata qualora vi sia la necessità di avere, in tempi brevi e/o contemporaneamente in diverse utenze, quantità di acqua calda rilevanti.

Per stabilire i tempi di risposta di un sistema di produzione dell’acqua calda sanitaria in funzione della domanda è necessario valutare diversi fattori:

• portata dell’acqua;
• temperatura richiesta;
• temperatura dell’acqua in ingresso dall’acquedotto.

Le tempistiche di arrivo dell’acqua calda dalla caldaia al rubinetto di erogazione dipendono dalla distanza tra il punto iniziale e il punto finale: distanze limitate ovviamente permettono di avere acqua calda in pochissimi secondi. Tale principio risulta valido per qualsiasi configurazione, tuttavia, qualora sia presente il sistema con accumulo le tempistiche da valutare in realtà riguardano esclusivamente il tempo iniziale per scaldare l’acqua, in quanto essa è già presente all’interno del bollitore.

Per limitare maggiormente questo tempo, la soluzione più indicata è quella di utilizzare sistemi di ricircolo. Tali sistemi consentono di mantenere calde le tubazioni ove scorre l’acqua calda, in modo che quest’ultima possa essere erogata alla temperatura richiesta. Naturalmente a questo maggior comfort corrisponde anche una spesa, sia di investimento iniziale che in termini di consumi, più elevata. Tuttavia, rappresenta una soluzione consigliata per impianti di grandi dimensioni, che debbano soddisfare in tempi relativamente rapidi anche le utenze maggiormente sfavorite.

E in termini di consumo?

Dal punto di vista del risparmio la scelta su quale metodo sia più conveniente dipende dalle modalità e dalle tempistiche di utilizzo di acqua calda sanitaria. Normalmente se si usa poca acqua, ma in modo frequente, l’usura di una caldaia istantanea aumenta considerevolmente e nonostante i minori costi di esercizio potrebbe essere soggetta maggiormente a guasti e a interventi di manutenzione straordinaria che possono diventare costosi.

Viceversa, una caldaia ad accumulo, nonostante l’utilizzo frequente di acqua ha un funzionamento limitato in quanto in prima battuta il prelievo avviene dal serbatoio evitando l’accensione e lo spegnimento continuo del generatore di calore.

Ciò permette di preservare più a lungo l’usura della caldaia. Tuttavia, le dispersioni del sistema di accumulo possono essere considerevoli, specie se il serbatoio non è opportunamente coibentato e se il locale di installazione è particolarmente freddo.

Sintesi dei criteri di scelta

Al fine di sintetizzare quanto discusso in precedenza nel presente articolo, all’interno della seguente tabella sono stati riportati i criteri per favorire una scelta consapevole da parte dell’utente.

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A seguire la trattazione dell'integrazione con il solare termico.