Caldaia: come leggere una scheda tecnica

Una breve guida su come interpretare i dati tecnici più importanti

Una delle casistiche più comuni in cui ci si imbatte durante la redazione di un Attestato di Prestazione Energetica (APEL’Attestato di Prestazione Energetica (APE, o anche comunemente “certificato energetico”) è un documento che attesta la prestazione e la classe energetica di un immobile e indica gli interventi migliorativi più convenienti. Attraverso l’APE il cittadino viene a conoscenza di caratteristiche quali il fabbisogno energetico dell’edificio o dell’unità edilizia, la qualità energetica del fabbricato, le emissioni di anidride carbonica e l’impiego di fonti rinnovabili di energia, che incidono sui costi di gestione e sull’impatto ambientale dell’immobile, ed è guidato verso una... Leggi) è un’unità immobiliare con caldaia adibita sia alla produzione di acqua calda sanitaria che al riscaldamento.

Il più delle volte, quello che sembra essere un banalissimo incarico da espletare, si traduce in un vero calvario in quanto non sempre tutti i dati richiesti dai software commerciali sono di facile reperimento sulla scheda tecnica del generatore, seppur recentissimo.

Scheda tecnica di una caldaia

Ti è mai capitato di leggere la scheda tecnica di una caldaia? Spesso sono riportati una serie di dati che si fatica ad interpretare se non si è addetti ai lavori.

Eppure sarebbe molto utile conoscere il significato almeno dei dati principali, quelli che permettono di capire la differenza tra un modello di caldaia ed un altro.

Ecco una breve guida alla lettura dei principali dati riportati su una scheda tecnica:

1. Classe energetica “Stelle” CEE 92/42
2. Classe NOx
3. Produzione ACS ∆T30 °C in funzionamento continuo
4. Portata specifica di ACS in 10 minuti
5. Potenza termica al focolare (Portata termica)
6. Potenza termica nominale (Potenza utile)
7. Rendimento termico
8. Rapporto di modulazione
9. Profilo di carico sanitario
10. Perdite al mantello (bruciatore acceso e spento)
11. Perdite al camino (bruciatore acceso e spento)
12. Potenza elettrica assorbita
13. Tipo caldaia (A, B, C)

1.    Classe energetica “STELLE” CEE 92/42

Le caldaie sono classificate secondo la loro efficienza energetica, ossia quanta energia trasferiscono all’acqua che va nei tubi. In particolare il D.P.R. 660/96 determina, in base alla potenza nominale, quattro classi di rendimento delle caldaie:

Nota: alcuni rivenditori riportano, tuttavia, anche caldaie con rendimento 5 stelle. Come è possibile notare dalla tabella precedente, il D.P.R. 660/96 classifica le caldaie in soli 4 diversi livelli di rendimento. Pertanto, l’equivoco nasce forse dalle prestazioni superiori delle moderne caldaie   che soddisfano di gran lunga i requisiti previsti dalla normativa per rientrare nelle 4 stelle. Un distacco talmente ampio che ha portato alcuni rivenditori ad autoproclamare le loro caldaie a condensazione come “caldaie a 5 stelle”. Il fraintendimento potrebbe nascere anche da un altro dato, ossia il valore medio di Nox prodotto per kWh di potenza installata. Anche qui, in effetti, si parla di 5 classi, dalla prima alla quinta, ma il rendimento non c’entra assolutamente nulla.

2.    Classe NOx

La norma UNI EN 297 prevede una classificazione degli apparecchi a gas secondo 5 classi di emissioni (concentrazione in mg/kWh di potenza installata) in base al valore medio di NOx prodotti.

Ai sensi del D.P.R. 551/99, solo una caldaia a gas che rientra nella classe 5 di emissioni di NOx (ovvero con emissioni pari o inferiori a 70 mg/kWh) può essere definita ecologica.

3.    Produzione ACS ∆T 30 °C in funzionamento continuo

Questo valore dipende principalmente dalla potenza della caldaia e dall’accumulo di cui eventualmente è dotata. La sigla “∆T 30°C” indica la differenza tra l’acqua fredda in ingresso alla caldaia e l’acqua calda che può produrre. Quindi, considerando l’acqua fredda in ingresso a temperatura di 15 °C, essa sarà scaldata fino a 45 °C prelevando i litri indicati nella scheda tecnica.

Ovviamente, maggiore sarà il salto termico riportato sulla scheda tecnica, minore sarà la portata prodotta.

4.    Portata specifica di ACS in 10 minuti

Questo valore indica la quantità d’acqua calda massima che può produrre la caldaia nell’arco di 10 minuti ad un certo ∆T (solitamente ∆T = 30°C).

Oggi alcune caldaie murali riescono ad arrivare oltre i 200 litri in 10 minuti, un risultato che fino a pochi anni fa era impensabile per una caldaia a murale e che si poteva ottenere solo con caldaie a basamento con grandi bollitori.

5.    Potenza termica al focolare (Portata termica)

La potenza termica al focolare, definita anche “Portata termica” (UNI 10389), rappresenta la potenza sviluppata nell’unità di tempo durante la combustione che avviene appunto all’interno di una camera di combustione (il focolare). Non tutto il potenziale energetico del combustibile viene però effettivamente sfruttato e trasferito al fluido termovettore (aria o acqua). Il resto del calore viene espulso all’esterno soprattutto dalla canna fumaria sotto forma di fumi caldi e di gas più o meno incombusti e in piccola parte dal corpo stesso della caldaia (attraverso il mantello isolante).

La potenza termica al focolare è espressa come prodotto della portata in volume (o in massa) del combustibile impiegato per il rispettivo potere calorifico volumico (o massico) inferiore (Hi).

Espressa in kilowatt (kW), tale parametro consente di valutare le performance del generatore di calore e di poterne verificare l’efficienza, i relativi consumi di combustibile e di calcolare con esattezza l’opportunità o meno di un impianto per un ambiente specifico.

6.    Potenza termica nominale (Potenza utile)

La potenza termica nominale, o “potenza utile massima”, indica la potenza termica effettivamente resa all’ambiente, ovvero è la quantità di calore trasferita nell’unità di tempo al fluido termovettore.

In pratica corrisponde alla potenza termica del focolare diminuita della potenza termica scambiata con l’ambiente e della potenza termica persa al camino.

Più vicini sono i valori della potenza termica al focolare e della potenza termica utile, minori sono le perdite di calore e quindi migliore è il rendimento termico utile della caldaia.

Nota: mentre la potenza termica al focolare non dipende dalla temperatura d’esercizio (mandata e ritorno), la potenza utile dipende anche dalle temperature di esercizio dell’impianto. Quindi, in particolar modo per le caldaie a condensazioni, saranno riportati più valori di tale parametri alle differenti temperature: 80/60 °C, 50/30 °C, 40/30 °C. Gli ultimi due valori si riferiscono proprio al caso di funzionamento in condensazione e, pertanto, tali valori (stesso discorso vale anche per il rendimento termico) saranno più elevati.

7.    Rendimento termico

Il rendimento termico è il rapporto fra la potenza termica utile e la potenza termica al focolare: in altre parole è il rapporto fra il calore che va al fluido termovettore e quello prodotto per combustione. Il resto del calore viene espulso all’esterno soprattutto dalla canna fumaria sotto forma di fumi caldi e di gas più o meno incombusti e in piccola parte dal corpo stesso della caldaia (attraverso il mantello isolante).

8.    Rapporto di modulazione

La potenza modulante di una caldaia è caratterizzata dal rapporto tra potenza massima e potenza minima (modulata) utilizzabile.

Più quest’ultima è bassa, e più quindi il rapporto tra le due è alto, migliore sarà il rendimento energetico finale della caldaia quando non utilizzata al massimo (praticamente in quasi tutte le situazioni).

In particolare, il rapporto di modulazione è un numero adimensionale che viene utilizzato per misurare la capacità di un bruciatore all’interno di una caldaia, di variare la grandezza della fiamma in relazione al carico termico (dell’edificio) richiesto in quel momento. Bruciatori che possono beneficiare di un buon rapporto di modulazione superano il problema che si ha nelle caldaie tradizionali, basate su un funzionamento “on-off” per il quale si accende totalmente o si spegne la fiamma a seconda delle esigenze. Difatti, un bruciatore a modulazione permette alla caldaia di rimanere sempre accesa, anche a bassa fiamma, aumentandone notevolmente l’efficienza e riducendone le perdite.

Attualmente le migliori caldaie a condensazione di fascia alta hanno un rapporto tra le due potenze (massima e minima) di 1:20, il che significa che se ad esempio la potenza massima della caldaia è di 24 kW, quella minima utilizzabile è di 1,2 kW.

La maggior parte delle caldaie in commercio si aggira invece attorno a un rapporto di 1:6, che è già comunque un buon valore per modulare la potenza della caldaia nella maggior parte delle situazioni.

9.    Profilo di carico sanitario

Si intende una determinata sequenza di prelievi di acqua. Ogni prodotto deve poter erogare il profilo dichiarato sul quale si calcola l’efficienza di produzione acqua calda sanitaria.

Profilo di carico	Bisogni	Applicazioni
3XS	Lavaggio mani	Piccoli uffici
XXS	Pulizie domestiche	Piccoli uffici
XS	Lavaggio piatti e pulizie domestiche (contemporanee)	Uffici
S	Lavaggio piatti e pulizie domestiche	Uffici
M	Uso cucina, pulizie domestiche, 2 docce	Residenziale (1-2 persone)
L	Uso cucina, pulizie domestiche, doccia	Residenziale (3-5 persone)
XL	Uso cucina, pulizie domestiche, doccia e/o vasca da bagno	Residenziale (5-8 persone)
XXL	Uso cucina, pulizie domestiche, doccia e vasca da bagno (contemporanee)	Residenziale (oltre 9 persone)

Infatti, i requisiti prestazionali degli apparecchi dedicati alla produzione di acqua calda sanitaria sono riferiti al parametro ηwh (efficienza energetica) ma le misurazioni tengono conto dei profili di carico (calcolati come una sequenza determinata di prelievi di acqua) dichiarati dal costruttore (come illustrato di seguito):

10.  Perdite al mantello (bruciatore acceso e spento)

Le perdite al mantello quantificano il calore che, dissipato attraverso il mantello del generatore, non può essere utilizzato per scaldare il fluido termovettore.

Le perdite al mantello sono dovute allo scambio termico dato dalla sommatoria di conduzione, convezione ed irraggiamento tra il generatore di calore e l’ambiente esterno sia dalle superfici bagnate (dove passa il fluido termovettore) che da quelle non bagnate (telaio della caldaia). Si verificano sempre a generatore attivo sia a bruciatore spento che a bruciatore acceso e il loro ordine di grandezza è fra l’1% ed il 4%.

Il luogo d’installazione della caldaia influisce sulle effettive perdite. Infatti, se il generatore è installato all’esterno o in un apposito vano tecnico, le perdite al mantello sono completamente perse. Se, invece, il generatore è installato all’interno dell’edificio, una quota parte delle perdite possono essere recuperate come calore per riscaldare l’ambiente.

Gli interventi che possono minimizzare le perdite di calore attraverso il mantello sono dati dal suo efficace isolamento termico, dall’adozione di impianti a bassa temperatura (una bassa temperatura media dell’acqua all’interno della caldaia diminuisce le perdite), dal corretto dimensionamento dell’impianto (evitando sovradimensionamenti del genetore) e dall’installazione all’interno dello spazio riscaldato (o ambiente protetto).

Solitamente le perdite verso l’ambiente attraverso il mantello sono riportate su quasi tutte le schede tecniche. In mancanza di valori dichiarati dal costruttore, tali parametri possono essere calcolati (dal tecnico che ad esempio deve redigere un calcolo energetico) grazie alle tabelle e formule della UNI/TS 11300-2 che classifica i generatori in base all’età e al grado di isolamento termico del mantello.

11. Perdite al camino (bruciatore acceso e spento)

Le perdite al camino possono essere di tre tipi:

• A bruciatore spento: sono dovute al tiraggio del camino che aspira aria dalla caldaia (e quindi ambiente interno se la caldaia è interna) verso l’esterno. Durante le pause di funzionamento del bruciatore il tiraggio naturale del camino tende alla creazione d’ara che, lambendo le superfici di scambio all’interno della caldaia, costituisce una fonte di predite dell’energia già trasmessa all’acqua. Si possono ridurre applicando delle serrande al bruciatore, sigillare gli ingressi d’aria nel generatore, abbassare la temperatura dei fumi o inserire dei regolatori di tiraggio sul camino
• A bruciatore acceso: sono dovute al calore sensibile contenuto nei prodotti di combustione che vengono scaricati all’esterno (perdite di combustione o dei fumi). Per ridurle occorre migliorare il più possibile la combustione per evitare che particelle di combustibile incombusto vengano espulse durante la combustione e abbassare la temperatura dei fumi il più possibile (o con caldaie scorrevoli a basse temperature oppure con caldaie a condensazione). Le perdite al camino sono minime per caldaie con bruciatori ad aria soffiata con chiusura dell’aria comburente all’arresto mentre sono massime per bruciatori atmosferici con altezza camino maggiore di 10 metri
• Perdite per prelavaggio della camera di combustione: sono dovute alla grande quantità di aria che viene immessa in camera di combustione in fase di accensione. Per ridurle occorre diminuire accensioni e spegnimenti continui (non sovradimensionare la caldaia oppure applicare dei timer che ne impediscono la riaccensione frequente).

Solitamente le perdite al camino sono riportate su quasi tutte le schede tecniche. In mancanza di valori dichiarati dal costruttore, tali parametri possono essere calcolati (dal tecnico che ad esempio deve redigere un calcolo energetico) grazie alle tabelle e formule della UNI/TS 11300-2.

12. Potenza elettrica assorbita

Indica il consumo elettrico di schede elettroniche, ventilatori, servomotori e pompe (a cui di solito è imputato il maggior consumo   ̴100 W).

In virtù dei tre possibili stati di un generatore, solitamente le schede tecniche riportano 3 diversi valori di potenza elettrica assorbita:

• A pieno carico
• A carico intermedio (parziale)
• In stand-by (a carico nullo).

In mancanza di valori dichiarati dal costruttore (per tutte e tre le condizioni), tali parametri possono essere calcolati (dal tecnico che ad esempio deve redigere un calcolo energetico) grazie a tabelle e formule della UNI/TS 11300-2.

13. Tipo caldaia (A, B, C)

La norma UNI CEN/TR 1749 classifica gli apparecchi a gas secondo il metodo di prelievo dell’aria comburente e di evacuazione dei prodotti di combustione. Sono proprio le diversità su tali aspetti a determinare l’installazione dei generatori nei diversi locali dell’edificio.

In generale si distinguono 3 tipi di apparecchi:

• Tipo A: apparecchio non previsto per il collegamento a un camino o ad un dispositivo di evacuazione dei prodotti della combustione all’esterno del locale in cui è installato l’apparecchio. Pertanto, l’aria comburente e i fumi sono rispettivamente prelevati e immessi nell’ambiente stesso in cui è posto il generatore.
• Tipo B: apparecchio previsto per essere collegato a una canna fumaria che evacua i prodotti della combustione all’esterno del locale che contiene l’apparecchio. L’aria comburente è prelevata direttamente dall’ambiente in cui è posto il generatore.
• Tipo C: apparecchio il cui circuito di combustione (prelievo aria comburente, camera di combustione, scambiatore di calore ed evacuazione dei prodotti della combustione) è a tenuta (da qui l’usuale denominazione “a camera stagna” o “chiusa”) rispetto al locale in cui è installato l’apparecchio.

Sono poi aggiunti dei pedici numerici che identificano le varianti presenti all’interno di ogni singolo tipo. È importante ricordare che l’ultima cifra a pedice (nel caso di apparecchi di tipo A è anche l’unica) rappresenta la presenza o meno del ventilatore nel circuito di combustione e la sua eventuale posizione. Il primo pedice (per il tipo B e C), invece, rappresenta una particolare configurazione del generatore.

Tipo A2	Tipo B12	Tipo C12
Apparecchio con ventilatore a valle della camera di combustione/scambiatore di calore	Con rompitiraggio antivento e con ventilatore nel circuito di combustione a valle della camera di combustione/scambiatore di calore	Tipo C1 con ventilatore nel circuito di combustione a valle della camera di combustione/scambiatore di calore

La norma UNI CEN/TR 1749, inoltre, fa un’ulteriore classificazione per i generatori aggiungendo degli ulteriori pedici letterari a tipi esaminati in precedenza:

• AS – acronimo di “Atmosphere Safety” significa che sull’apparecchio è presente un dispositivo di controllo dell’atmosfera in cui l’apparecchio è posto. In caso di situazioni pericolose segnala l’anomalia e, nelle modalità previste dal costruttore, provvede a mettere in sicurezza l’apparecchio (con uno spegnimento dello stesso)
• BS – acronimo di “Blocked Safety” significa che sull’apparecchio è presente un dispositivo di controllo del corretto scarico dei prodotti della combustione (termostato fumi). In caso di situazioni pericolose segnala l’anomalia e, come per il dispositivo AS, mette in sicurezza l’apparecchio.

Per gli apparecchi di tipo B e C esistono anche altre lettere (portate come pedici):

• D – indica la possibilità per l’apparecchio di evacuare attraverso condotti flessibili non metallici aria umida e prodotti della combustione (es. apparecchi B_22D, B_23D)
• P – indica la possibilità di avere uno scarico di tipo B funzionante in pressione (es. apparecchi B_22P, B_23P B_52P, B_53P, B_44P)
• R – indentifica le configurazioni C1 che non solo scaricano a parete orizzontale attraverso propri condotti ma anche orizzontalmente a tetto (es. apparecchi C_11R, C_12R, C_13R).

Conclusione

Grazie a tali nozioni dovrebbe essere più semplice rintracciare i dati che ti occorrono per redigere un APEL’Attestato di Prestazione Energetica (APE, o anche comunemente “certificato energetico”) è un documento che attesta la prestazione e la classe energetica di un immobile e indica gli interventi migliorativi più convenienti. Attraverso l’APE il cittadino viene a conoscenza di caratteristiche quali il fabbisogno energetico dell’edificio o dell’unità edilizia, la qualità energetica del fabbricato, le emissioni di anidride carbonica e l’impiego di fonti rinnovabili di energia, che incidono sui costi di gestione e sull’impatto ambientale dell’immobile, ed è guidato verso una... Leggi.

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Luca Cocozza

Responsabile Ricerca e Sviluppo Area Energia