Del 29 Luglio 2023 alle ore 20:59Riceviamo e pubblichiamo
Esiste la possibilità di ridurre i consumi di combustibile e di energia elettrica senza fare investimenti e senza modificare nulla dell’esistente ed in poche ore?
Ho spesso affermato che sugli impianti di riscaldamento tutta l’attenzione è stata rivolta solo a come riscaldare l’acqua da inviare ai corpi radianti e ignorando la parte inerente la distribuzione ai termosifoni. Questa si è dimostrata essere è una enorme leggerezza che ci porta inconsapevolmente a grandi sprechi di combustibile.
La mia affermazione è fortemente contestata e derisa, quindi ritengo doveroso fare dei chiarimenti. Credo sia necessario precisare che sono il frutto di circa 50 anni di studi e test in campo e su alcune centinaia di impianti.
Gli impianti di riscaldamento (tutti) si compongono di 3 parti
Produzione acqua calda
Caldaie domestiche ad uso abitazioni private e/o centrali termiche ad uso condominii, scuole, ospedali o complessi di grandi dimensioni.
Distribuzione acqua calda
L’acqua calda viene ” convogliata” mediante circolatori (in seguito pompe) ai corpi radianti (termosifoni, pavimento etc etc ) attraverso l’impianto di distribuzione, fatto di tubazioni.
Trasferimento del calore agli ambienti
Solitamente Radiatori, riscaldamento a pavimento, pannelli radianti etc etc che una volta scaldati scaricano il calore all’ambiente.
Attuale funzionamento dei Sistemi di riscaldamento
Da sempre tutti gli studi e le ricerche per ridurre i consumi di combustibile e inquinare meno si sono concentrati sulla ” produzione di acqua calda ” tralasciando completamente l’aspetto “distribuzione”. Con il passar degli anni sono stati introdotti sul mercato sistemi molto evoluti di regolazione automatica della temperatura dell’acqua in funzione della temperatura esterna. All’adeguamento automatico delle temperature mediante miscelatrici, pompe a volumetria variabile, modulazione della fiamma etc etc. Per attivare queste funzioni si è sempre resa indispensabile la misurazione della temperatura dell’acqua.
Rilevazione temperatura di esercizio
La temperatura dell’acqua, ancora oggi come decenni fa, si misura in maniera dinamica, ovvero mentre l’acqua scorre nelle tubazioni si rileva la temperatura. Ovviamente questo comporta necessariamente che l’acqua debba essere sempre in circolazione negli impianti e la pompa sempre accesa.
Questa necessità porta uno svantaggio economico notevole in quanto l’acqua in movimento si raffredda rapidamente e la caldaia deve sopperire a queste perdite.
Prima Riflessione
Si sa che gli impianti (tubazioni) possono presentare anomalie dovute alla:
– cattiva realizzazione, es. curve strette, sedimenti lasciati nelle tubazioni;
– scarsa manutenzione, tubazioni sporche per accumulo di fango,
– sciagurate ed anomale implementazioni dell’impianto con aggiunte di termosifoni
della potenza della caldaia e senza tenere conto delle sezioni dei tubi, quindi della
portata dell’acqua o della coibentazione delle tubazioni aggiunte.
Negli impianti attuali, in cui il circolatore è sempre acceso (acqua in continuo movimento), è difficile rilevare l’esistenza di queste anomalie perché la continua immissione di acqua calda nelle tubazioni e nei corpi scaldanti, fa si che prima o poi tutto si scaldi. Inoltre non avendo nessun parametro di riferimento sui tempi necessari per scaldare l’impianto, si lascia acceso il più del necessario la caldaia in barba ai consumi.
I metodi e i sistemi molto evoluti introdotti sul mercato negli ultimi anni, migliorano certamente la combustione introducendo risparmio, sono fantastici, straordinari, efficientissimi, ma nessuno di questi affronta l’aspetto della distribuzione dell’acqua.
Si cambiano le caldaie con altre più moderne (a condensazione), si aggiungono metodi diversi di produzione dell’acqua calda (pompe di calore, solare termico, geotermico etc etc) ma nessuno ha mai preso in considerazione la parte di distribuzione dell’acqua nell’impianto e lo spreco generato.
È come se di una macchina da corsa ci si dedicasse solo al motore trascurando le gomme, gli alettoni ed altro, la macchina non funzionerà mai bene.
Seconda Riflessione
Negli anni ’70 mi sono reso conto che nonostante i termosifoni fossero bollenti la caldaia continuasse a funzionare fino a quando il termostato ambiente non intervenisse. Da allora non è cambiato nulla tutto, bruciatore e pompa funzionano sempre, salvo brevi intervalli di pochi minuti.
Cercando di capire mi sono reso conto che la Isteresi termica non è mai stata presa in esame.
Da qui l’idea di verificare i tempi di riscaldamento e raffreddamento dei termosifoni. Mi accerto che in pochi minuti i radiatori si scaldano, specie ad impianto già in funzione, e in tempi molto più lunghi si raffreddano. Per verifiche successive mi sono reso conto che l’acqua TENUTA FERMA nei radiatori si raffredda molto più lentamente di quella in movimento, perde circa 7°C ogni 20 – 30 min mentre in circolazione perde 7°C in 3-4 minuti. Quindi l’acqua, se fermata nei termosifoni, continua a scaldare l’ambiente. Alla ripartenza, l’acqua essendo ancora calda, bastano 5 – 10 minuti di fiamma accesa per recuperare il calore dissipato nella fase di fermo. Questa è l’effetto della ISTERESI TERMICA dei materiali, pertanto mentre l’acqua si scalda molto rapidamente, il materiale dei corpi radianti impiega molto più tempo per raffreddarsi. Sapendola sfruttare, l’isteresi potrebbe giocare un ruolo favorevole per noi ed è quello che ho fatto con la realizzazione dei miei apparati.
Con questi apparati brevettati è come se dotassi l’impianto di una seconda caldaia, anche se virtuale, la prima è data dalla caldaia che scalda i termosifoni e l’ambiente, la seconda è data dai soli termosifoni che per effetto della isteresi termica, ancora caldi, continuano ad immettere calore per un certo tempo, nell’ambiente.
Seguendo queste riflessioni ho realizzato un sistema che accende e spegne la caldaia con tempi, tutti da determinare. Sin dalle prime realizzazioni ottenni risultati eclatanti ma da affinare per la individuazione dei diversi tempi di isteresi dei vari materiali, della locazione geografica, delle dispersioni etc etc .
Con le introdotte fasi di ON e di OFF ho ridotto notevolmente la quantità di acqua da scaldare, a parità di benessere, ho ridotto i tempi di accensione della caldaia e con essa i consumi di combustibile. Inoltre, fermando spesso la pompa, che in una caldaia consuma più energia elettrica, ho ridotto il consumo di energia elettrica.
Deduzione
Mi sono immediatamente reso conto che, per poter ingegnerizzare il prodotto, era necessario conoscere i tempi delle isteresi dei vari corpi radianti (radiatori): in alluminio pesante, leggero, ferro, ghisa e/o a pavimento senza trascurare altre variabili tipo la dispersione termica degli immobili.
Per ricavare tutti i succitati valori ho impiegato più di 20 anni ricavando i tempi di isteresi dei vari materiali, le dispersioni in funzione della: dislocazione geografica, della esposizione dell’immobile (nord – sud ), dispersione termica dell’immobile etc etc. Tutto è servito per definire delle tabelle operative di taratura da inserire a bordo dell’apparato da realizzare.
Risultato finale
L’apparato, così ingegnerizzato e brevettato, si installa in pochi minuti, si tara in pochi secondi e si eseguire aggiustamenti adattativi in pochi minuti così da ottenere risultati ragguardevoli.
Ho dovuto tener conto di tutte le variabili possibili per sopperire alle carenze, se esistenti, con adeguamenti del mio apparato, ma a scapito del risparmio.
Ho così accertato che moltissimi impianti presentano anomalie nel loro funzionamento.
In abitazioni ben coibentate si riescono a ridurre i tempi di ON fino a 4 ore al giorno per 24 ore di calore goduto e con risparmi che superano il 50% di combustibile ed il 60 – 70% di energia elettrica. Questi dati di risparmio si riducono in presenza di forti dispersioni di calore e/o impianto di distribuzione mal funzionante.
Con scostamenti della taratura è stato possibile ottenere le condizioni di benessere volute ma a scapito dei risultati di risparmio.
Una abitazione con la distribuzione corretta risponde subito e con successo ai valori di risparmio previsti (mediamente il 40%), ma in caso di adeguamenti dell’apparato alle caratteristiche dell’immobile le nuove tarature potrebbero portare a risultati di un maggiore o minore risparmio rispetto allo standard.
Per esperienza fatta in campo le piccole correzioni sono da imputare alle dispersioni e le grandi correzioni sono da imputare alla scorretta distribuzione impiantistica.
NOTA BENE
Per evitare che le mie idee vengano plagiate, come è già avvenuto, nel presente scritto sia i tempi che le temperature sono puramente indicative e non tengono conto di molti altri fattori.
Cosa è emerso dopo centinaia di applicazioni
La mia idea, trasformata in prodotto, ha dato immediatamente risultati positivi importanti di risparmio di combustibile ma sulle prime centinaia di applicazioni è emerso una difformità notevole nei risultati, nonostante la ripetitività del principio di funzionamento e la validità delle tabelle. In alcuni casi è risultato persino inapplicabile il sistema visto che per le correzioni di taratura il risparmio diventava insignificante.
Ho continuato ad analizzare il fenomeno ed alla fine mi sono reso conto che la causa di tali difformità è tutta da imputare a come è distribuita l’acqua negli impianti.
Ho potuto personalmente verificare che oltre il 90% degli impianti in Italia funziona in condizioni assurde ed il mio dato è confermato e, persino peggiorato dagli addetti ai lavori nei convegni organizzati. Il dato percentuale è stato portato al 95% degli impianti mal funzionanti per:
1) – TUBAZIONI SPORCHE
Nessuno si preoccupa di verificare lo stato delle tubazioni che con il passare del tempo si riempiono di ” residui fangosi ” ostacolando il passaggio dell’acqua. Questo comporta che per riscaldare gli ambienti occorre molto più tempo del necessario con il risultato che una caldaia rimarrà accesa per molto più tempo.
2) – EQUILIBRATURA IMPIANTO
Nessuno (o quasi) dei manutentori mi ha dimostrato di sapere cosa significhi equilibrare un impianto e tanto meno saprebbe farlo. Questo comporta notevoli sprechi di combustibile in quanto per scaldare adeguatamente tutto occorre molto più tempo di accensione della caldaia.
Per facilitare l’argomento.
In un impianto ci sono termosifoni più vicini alla caldaia ed altri più lontani; la velocità di scorrimento dell’acqua è costante. Quindi occorre regolare il flusso dell’acqua in tutto il percorso per far si che tutti i termosifoni si scaldino contemporaneamente nello stesso tempo. Per far ciò esistono le valvole detentrici.
Ho appurato, domandando ai vari manutentori, che pochissimi conoscono la vera funzione di queste valvole e quasi tutti non hanno saputo una risposta significativa. Alcuni ne ignorano persino la loro esistenza.
3 – MAL DIMENSIONAMENTO CALDAIA / IMPIANTO
Molti nel tempo aggiungono termosifoni, oppure aumentano il numero degli elementi senza sapere quali effetti possono produrre sull’intero impianto. Per non parlare della sostituzione dei Radiatori con i Ventilconvettori (fancoil) per ridurre i tempi di riscaldamento delle camere. A mio avviso è la cosa più sbagliata che si possa fare perché i fancoil scaldano velocemente l’ARIA ma non l’ambiente, sottraggono molto velocemente il calore dall’impianto facendo aumentare i consumi. Sono tollerabili in uffici pubblici dove l’impianto può essere acceso qualche minuto prima della apertura al pubblico ed il cliente che entra infreddolito è accarezzato da un’aria piacevole ma resta con il cappotto e resta per pochi minuti. E’ un caldo fittizio.
4 – CATTIVA REALIZZAZIONE DELL’IMPIANTO
Poi ci sono gli errori di progettazione ed esecuzione degli impianti. Ho trovato termostati posizionati nell’ingresso in prossimità della porta di accesso, oppure posizionati sopra un termosifone o in prossimità di un camino attivo. Ancor più grave sono gli impianti implementati in un secondo momento con tubazioni posizionate all’esterno e senza coerente e giusta coibentazione oppure tubazioni con sezioni diverse. In più casi ho trovato radiatori che si scaldano con ritardi anche di giorni rispetto agli altri per via di sassolini nei circuiti e strozzature e sporco e questo con il mio apparato risalta immediatamente. Non si sono ridotti questi casi con l’utilizzo delle termovalvole in quanto non conoscendo le vere funzioni dei detentori si sono create delle vere incoerenze nella distribuzione del calore.
COSA SUCCEDE NORMALMENTE NEI CASI SUCCITATI
L’impianto non scalda bene, il manutentore solitamente agisce sulla temperatura dell’acqua in uscita dalla caldaia (aumento potenza e consumi) e se non ottiene risultati, suggerisce la sostituzione della caldaia con una più potente o più efficiente ( a suo dire), tipo caldaia a condensazione perfettamente inutili su impianti a termosifoni.
In questo periodo di finanziamenti scriteriati a pioggia si propongono metodi diversi tipo: pompa di calore, solare termico od altro, e tutto senza rimuovere la vera causa della inefficienza impiantistica ovvero la distribuzione.
RISULTATO: Consumi fuori controllo.
Perché i miei prodotti, nonostante la loro efficienza dimostrata nei fatti stentano molto ad essere apprezzati.
Il motivo principale è che i manutentori non conoscono e non credono alle potenzialità della isteresi termica e sconsigliano con ostinazione i loro clienti senza nemmeno provarlo. La diffidenza ed il timore di perdere la manutenzione del cliente, non fanno nulla a nessuno. Inoltre visto che in poche ore i miei prodotti evidenziano eventuali carenze manutentive, prima calunniando i miei prodotti, li combattono sconsigliandone la loro installazione, addirittura ricorrendo a menzogne gravissime tipo: il Me.Si. guasta la caldaia, è una truffa, non funziona, le troppe accensioni e spegnimenti la rovinano, è vietato dalla legge etc )
Sugli impianti di grandi dimensioni la situazione è peggiore perché le anomalie impiantistiche appaiono sin dalla taratura dei miei apparati ed il manutentore non vuole che si scoprano le malefatte. Anche i costruttori sono contrari perché sui grandi impianti molti apparati verrebbero eliminati, in quanto inutili.
TUTTO CIO’ PREMESSO
Con questo mio scritto non intendo pubblicizzare i miei apparati, ma mediante il loro utilizzo, voglio motivare e sostenere le mie affermazioni circa gli enormi sprechi esistenti. Vorrei rendere consapevoli tutti che, anche senza proporre apparati o prodotti, e soprattutto senza ricorrere a costosi investimenti, sarebbe possibile introdurre risparmi notevoli nel consumo energetico delle centrali termiche o delle caldaie solo effettuando tarature adeguate degli impianti di distribuzione.
Per dare una idea dei risparmi ottenibili con questo procedimento di taratura e messa a punto degli impianti di distribuzione, ho stimato un risparmio del 25% di combustibile con intervento di equilibratura di 3 – 4 ore ( una tantum) semìnza ricorrere ad altri investimenti.
Franco Russi
Per le mie credenziali vedasi su Google alla voce:
franco russi inventoreL’articolo Impianti di riscaldamento. Esiste la possibilità di ridurre i consumi di combustibile? è già apparso su Corriere di Puglia e Lucania.