Caratteristiche Generali
La combustione della legna da ardere è tuttora la forma più diffusa di uso delle biomasse per il riscaldamento domestico. Data la necessità. di carica manuale dei ciocchi, le caldaie a legna hanno una potenza limitata a qualche decina di kW, e trovano l’impiego ottimale per il riscaldamento di case isolate comprendenti uno o pochi appartamenti.

Componenti
Un impianto basato su tecnologie avanzate è costituito dai seguenti componenti:
Caldaia a fiamma inversa
Accumulatore inerziale di calore
Bollitore per acqua calda sanitaria
Centralina di controllo

Principio di funzionamento
Le caldaie a fiamma inversa sono così, chiamate per la posizione della camera di combustione, situata al di sotto del vano nel quale viene caricata la legna. Si tratta generalmente di caldaie provviste di una ventola per la circolazione forzata dell’aria comburente. In alcuni modelli (ad aria soffiata), la ventola è posta sul lato anteriore della caldaia e spinge l’aria all’interno facendola fluire attraverso il combustibile fino allo scarico dei fumi. In altri modelli la ventola è situata posteriormente sulla bocca di uscita dei fumi e aspira i gas combusti creando una depressione in caldaia che consente il richiamo dell’aria comburente dall’esterno.
Una parte dell’aria (primaria) viene introdotta in caldaia immediatamente sopra la griglia sulla quale è appoggiata la legna. L’aria primaria consente l’avvio della combustione (fase di gassificazione), con formazione di uno strato di braci a contatto della griglia e lo sviluppo di gas combustibili derivanti dalla pirolisi del legno (soprattutto monossido di carbonio e idrogeno). I gas sprigionati vengono trascinati in basso attraverso la griglia e giungono nella camera sottostante, dove l’aggiunta dell’aria secondaria consente il completamento della combustione.
Fattori essenziali per ottenere una combustione ottimale sono una giusta quantità. di aria, temperatura e turbolenza elevate nella camera di combustione, e la permanenza dei gas caldi nel focolare per un tempo sufficiente al completamento delle reazioni termochimiche di combustione.
L’inversione della fiamma consente di ottenere una combustione progressiva della legna, che non prende totalmente fuoco nel vano di carico ma brucia solamente quando giunge in prossimità. della griglia. Questo fa sì. che la potenza erogata dalla caldaia sia più stabile nel tempo, e che la combustione possa essere meglio controllata, aumentando considerevolmente il rendimento e riducendo le emissioni inquinanti.
I modelli più avanzati si avvalgono di sistemi di regolazione a microprocessore, e raggiungono rendimenti termici oltre il 90%. Tra le innovazioni più significative, presenti anche in modelli di piccola potenza, vi è la regolazione dell’aria di combustione in base al fabbisogno di ossigeno, misurato nei fumi con apposita sonda (sonda lambda). La regolazione lambda consente di aggiustare e ottimizzare costantemente la quantità. di aria durante l’intero ciclo di funzionamento della caldaia a legna, dall’accensione iniziale fino all’esaurimento del combustibile.

L’accumularore inerziale
L’installazione ottimale di una caldaia a legna prevede la presenza di un accumulatore inerziale.
Esso è costituito da un serbatoio d’acqua termicamente isolato, collegato direttamente alla mandata della caldaia tramite un’apposita pompa. L’acqua contenuta nell’accumulatore è pertanto la stessa che circola in caldaia e nell’impianto di riscaldamento. L’accumulatore inerziale svolge le seguenti importanti funzioni:
Consente alla caldaia di funzionare in modo regolare, evitando interruzioni dovute a insufficiente richiesta di energia da parte dell’impianto di riscaldamento: in queste condizioni, invece di bloccare la combustione o surriscaldare gli ambienti, la caldaia può. continuare a funzionare immagazzinando energia nel serbatoio di accumulo. Questa energia si renderà, disponibile successivamente quando il progressivo esaurimento del combustibile determinerà una riduzione della potenza erogata dalla caldaia. Il funzionamento senza interruzioni riduce la fumosità. delle emissioni e lo sporcamento del camino, protegge la caldaia da dannose formazioni di condensati catramosi, e aumenta il rendimento globale dell’impianto.
Costituisce un volano termico per l’impianto di riscaldamento e fa aumentare grandemente il comfort di esercizio, rendendolo del tutto simile a quello di impianti automatici a gas/gasolio. Infatti, l’energia contenuta nell’accumulatore sotto forma di acqua calda viene automaticamente ceduta all’impianto nel momento in cui questo la richiede. Questo assicura alcune ore di riscaldamento anche a caldaia spenta, ad esempio nelle prime ore del mattino.

Produzione di acqua calda sanitaria
La produzione di acqua calda sanitaria mediante combustione della legna può essere attuata con diverse modalità.
Il sistema più semplice consiste nell’utilizzare un bollitore con scambiatore interno e collegare questo all’impianto mediante una pompa e un termostato. Il sistema può, essere attuato sia in impianti dotati di accumulatore inerziale, sia in impianti privi di questo.
Un accumulatore inerziale termicamente ben isolato consente durante l’estate di ricaricare più volte il bollitore sanitario senza dover riaccendere la caldaia. Negli impianti privi di accumulatore inerziale il bollitore sanitario dovrebbe avere la capacità. di almeno 300 litri. In questo caso, per produrre l’acqua calda d’estate occorre avere l’accortezza di caricare la caldaia con poca legna.