Come realizzare la messa a terra per una caldaia a gas: requisiti per il dispersore e istruzioni di montaggio

L'installazione di una caldaia a gas aiuterà a risolvere il problema del riscaldamento, dell'acqua calda e dell'ottimizzazione del microclima interno dell'abitazione a proprio piacimento. Ma per evitare guasti e annullare il rischio di incendio del gas, l'installazione e la successiva manutenzione di un elettrodomestico così potente devono essere eseguite nel rispetto di tutte le norme. È d'accordo?

Le spiegheremo come realizzare la messa a terra per una caldaia a gas in conformità con le norme edilizie e le raccomandazioni PUE. Nell'articolo che Le proponiamo viene analizzata in dettaglio la tecnologia di installazione. I nostri consigli per la scelta del materiale e l'esecuzione dei calcoli preliminari Le permetteranno di mettere a terra l'apparecchiatura in modo impeccabile.

Perché è necessario mettere a terra una caldaia a gas?

Un elemento obbligatorio di qualsiasi caldaia a gas è l'involucro metallico, sulla cui superficie si formano cariche statiche quando l'apparecchio è collegato alla rete.

E se non si provvede a delle 'vie di fuga' per l'elettricità, in un momento sfavorevole potrebbe guastarsi l'intero componente elettronico dell'apparecchio o i suoi singoli elementi. Ad esempio, la scheda o il sistema di controllo.

Per evitare che ciò accada, la caldaia viene 'protetta' con la messa a terra – un conduttore che collega l'apparecchio elettrico al dispersore, e quest'ultimo direttamente al terreno. La terra ha la proprietà di 'assorbire' la corrente elettrica, quindi il suo ambiente sarà una garanzia di sicurezza contro il guasto dell'apparecchiatura in caso di sbalzi di tensione o cortocircuiti nella rete.

Qualunque tipo di caldaia scelga – a gas, a combustibile solido, elettrica – un'installazione corretta dell'apparecchiatura è impossibile senza la realizzazione di un circuito di messa a terra.

La messa a terra è necessaria per:

• Ridurre il rischio di esplosione dell'apparecchio – l'elettricità statica è spesso causa di autoaccensione dei dispositivi a gas, e per di più sotto pressione.
• Eliminare la probabilità di lesioni – l'involucro metallico talvolta 'perde' e al contatto una persona può subire una scossa elettrica, da un leggero formicolio fino a una scarica potente con conseguente esito letale.
• Prevenire il guasto dell'automazione – le schede delle caldaie a gas sono sensibili agli sbalzi di tensione, e la loro sostituzione costerà almeno un terzo del costo dell'apparecchiatura stessa.

Inoltre, una caldaia senza messa a terra solleverà molte domande da parte degli ispettori del gas, che potrebbero tradursi in multe significative e nella disconnessione forzata dell'apparecchio. Pertanto, vale comunque la pena installare un circuito di messa a terra, poiché non si tratta solo di aspetti economici, ma anche della sua sicurezza.

Particolarità del circuito

Il sistema di messa a terra può essere naturale o artificiale. La prima opzione comprende strutture in metallo o cemento armato che sono direttamente a contatto con il terreno. Può trattarsi delle fondamenta dell'edificio, di una tubatura o di altre infrastrutture interrate.

Tuttavia, per una caldaia a gas, la messa a terra naturale richiede la presenza di almeno due contatti con parti separate del corpo, mentre in questo caso sono esclusi i tubi di fognatura, riscaldamento e gasdotto. Pertanto, durante l'installazione viene spesso utilizzato un sistema artificiale, di cui esamineremo l'organizzazione.

Quale materiale scegliere per i dispersori?

Per la messa a terra artificiale, i conduttori-elettrodi diventano barre o tubi, che vengono collegati tra loro da strisce metalliche. Vengono installati verticalmente nel terreno per garantire il funzionamento del sistema anche in inverno, quando lo strato superiore del terreno gela.

Una condizione importante è che gli elementi metallici non devono essere protetti dalla corrosione con materiale isolante.

La durata del circuito di terra dipende in gran parte dalla presenza di protezione anticorrosione sui suoi elettrodi: gli elementi ramati e inossidabili dureranno più a lungo.

In vendita si possono trovare anche kit pronti per il sistema di messa a terra, composti da barre d'acciaio (solitamente con rivestimento in rame) e punte appuntite speciali per terreni di diversa densità.

Il kit include anche un anticorrosivo per il trattamento del sistema prima del montaggio e elementi di collegamento – giunti in ottone, morsetti. Il principale vantaggio di questa soluzione è che è possibile assemblare il circuito senza lavori di saldatura e lunga preparazione.

Sebbene gli enti di controllo raccomandino i kit pronti per la messa a terra, è possibile realizzare la struttura da soli – non sarà una violazione e costerà molto meno.

Per assemblare il sistema con materiali di fortuna, è necessario tenere conto di alcune importanti sfumature:

• Le strutture metalliche destinate all'installazione nel terreno possono essere realizzate in tubo profilato, trave a I, canale, angolare.
• Il metallo dell'elettrodo di terra deve essere protetto dalla corrosione con zincatura, ramatura o, in casi estremi, con pasta anticorrosiva.
• La sezione trasversale del filo che collega la fase zero del quadro al circuito di terra dipende dal tipo di metallo di cui è composto. Per il rame il valore ottimale è 1 cm², per l'acciaio – 7,5 cm², e per l'alluminio – 16 cm².
• La resistenza dell'elettrodo di terra per il terreno sabbioso non deve superare 50 ohm, per il terreno argilloso – massimo 10 ohm.
• I materiali per gli elettrodi devono essere scelti anche in base alla resistenza del circuito. L'opzione ottimale – tubi da due pollici o angolari di lunghezza almeno 2 m e sezione trasversale di almeno 5 cm².
• La barra di terra è realizzata in nastro di rame o acciaio (l'alluminio è vietato in questo caso).

Il rispetto di questi requisiti e un montaggio del circuito di terra correttamente eseguito Le permetterà di evitare reclami da parte degli ispettori del servizio gas, indipendentemente dal fatto che abbia utilizzato un sistema modulare già pronto o lo abbia assemblato da solo.

Calcolo dei parametri del circuito

Tra i requisiti per l'installazione della messa a terra ci sono diversi parametri il cui metodo di calcolo potrebbe non essere chiaro a un principiante in elettrotecnica – ad esempio, quanti elettrodi sono necessari per il corretto funzionamento del sistema o come misurare la resistenza del circuito. Cerchiamo di chiarire i principi fondamentali per determinare questi parametri.

È possibile determinare la resistività del terreno, dei dispositivi di messa a terra di qualsiasi configurazione e persino la presenza di collegamento tra gli elettrodi utilizzando uno speciale misuratore.

La messa a terra viene eseguita dopo l'installazione della caldaia a gas in una casa di campagna. I parametri fisici del circuito di terra vengono determinati principalmente per via empirica. Questo metodo pratico è adatto a chi teme di impantanarsi in complessi calcoli teorici.

La procedura di esecuzione è la seguente:

• Prendiamo come base un circuito a forma di triangolo isoscele composto da tre barre metalliche lunghe 3 metri.
• Colleghiamo i conduttori.
• Prendiamo un ohmmetro (strumento per la misura della resistenza) e misuriamo i valori per il circuito. Il valore ideale è considerato 4 ohm.
• Se il risultato ottenuto supera significativamente il valore ottimale, aggiungiamo un altro elemento al circuito e verifichiamo nuovamente la resistenza. Continuiamo finché non otteniamo il valore ideale o almeno il valore massimo ammissibile per il circuito della caldaia, pari a 10 ohm.

Ma è possibile determinare il numero necessario di elettrodi anche mediante formule, scegliendo le opzioni appropriate per il proprio caso.

Con questa formula si può determinare la resistenza per un singolo elettrodo, se nel terreno in cui sorge la casa il suolo è omogeneo e non stratificato.

Nella formula è necessario inserire il valore medio della resistività, a seconda del tipo di terreno in cui sarà posizionato il dispersore:

• sabbia umida – 500 ohm·m;
• terreno sabbioso duro – 300 ohm·m;
• miscela di argilla e sabbia – 150 ohm·m;
• terreno argilloso – 100 ohm·m;
• argilla semidura e terra nera (chernozem) – 60 ohm·m;
• terreno da giardino – 40 ohm·m;
• argilla plastica compatta – 30 ohm·m;
• torba – 25 ohm·m;
• argilla plastica e terreno salino (solonchak) – 20 ohm·m.

Le meno adatte per l'installazione di un circuito di messa a terra sono la pietra e il terreno roccioso. In questo caso sarà necessario realizzare un terrapieno artificiale.

Per un terreno eterogeneo, calcolare la resistenza per un singolo elettrodo sarà più complesso, ma è comunque possibile inserendo i propri dati nella formula indicata.

Il valore del coefficiente climatico stagionale della resistenza del terreno dipende dalla zona in cui si trova la vostra casa. Convenzionalmente vengono suddivisi in 4 gruppi.

La correzione per le caratteristiche climatiche è particolarmente importante per le zone con inverni freddi, poiché nel terreno ghiacciato l'efficacia della messa a terra si riduce notevolmente.

Esistono anche algoritmi più complessi per determinare con precisione i parametri degli elettrodi e persino programmi speciali per i relativi calcoli. Tuttavia, per il corretto funzionamento di una caldaia a gas, sarà sufficiente seguire le raccomandazioni generali per la realizzazione di un circuito di messa a terra standard.

L'uso di dispersori in acciaio ramato consente di realizzare sistemi in terreni con qualsiasi proprietà fisico-meccanica:

Montaggio del sistema di messa a terra per la caldaia

Per installare il circuito sarà necessario riservare uno spazio libero che si trovi a una distanza non inferiore a un metro e non superiore a 5 metri dalle fondamenta della casa.

Questo spazio non potrà essere utilizzato in futuro per la costruzione di varie aggiunte, lavori di piantumazione, e in generale è pericoloso per una persona starci sopra, poiché in caso di attivazione potrebbe essere fatale. Pertanto, vale la pena recintare il circuito con un cordolo e abbellire l'area con una composizione di pietre o decorarla con una scultura da giardino.

Progettazione e lavori preparatori

Per eseguire la messa a terra di una caldaia a gas, si disegna prima un modello del futuro circuito sull'area designata. Il più delle volte si utilizza uno schema che prevede il posizionamento dei dispersori sui lati di un triangolo isoscele.

Tuttavia, il circuito può avere la forma di una linea, un quadrato o un poligono – tutto dipende dal numero calcolato di elettrodi e dalla posizione dell'edificio stesso.

Sebbene tradizionalmente per la realizzazione del circuito si scelga un triangolo isoscele con lati di 0,5-2,5 m, in caso di spazio limitato vicino alla casa il sistema può essere anche lineare.

Per assemblare una struttura fai-da-te sono necessari i seguenti strumenti:

• saldatrice per collegare gli elementi metallici del sistema;
• smerigliatrice angolare per tagliare e appuntire tubi o barre;
• trapano a percussione o trapano per introdurre il cavo di terra in casa.

È inoltre necessario preparare gli strumenti per scavare. Il set minimo, che sicuramente si trova nella disponibilità dei proprietari di una casa privata, è una pala a vanga e una mazza pesante. Ma se il terreno è duro, è meglio procurarsi una trivella o un motocoltivatore, che faciliteranno notevolmente la fase di scavo profondo.

Installazione e collegamento del circuito

Ora esaminiamo passo dopo passo come realizzare un circuito di forma triangolare per la messa a terra della caldaia a gas. Per prima cosa è necessario scavare delle trincee lungo le linee del disegno precedentemente tracciato. La larghezza ottimale di ciascun canale è di 35-40 cm, la profondità di 50-70 cm. Dal vertice del triangolo più vicino alla casa, viene scavata una trincea dritta fino alla fondazione.

Lo schema triangolare è semplice e affidabile, poiché anche in caso di danneggiamento della connessione metallica tra le barre, continuerà a funzionare dall'altro lato.

Con l'aiuto di una mazza o di una trivella, gli elettrodi vengono infissi verticalmente ai vertici del triangolo – conduttori in acciaio costituiti da tubi o profilati. Per agevolare questa operazione, è possibile affilare con una smerigliatrice il bordo inferiore di ciascun pezzo.

Devono essere installati a una profondità tale che la distanza dal fondo della trincea al bordo superiore del conduttore sia compresa tra 15 e 20 cm (cioè successivamente l'intera struttura sarà coperta da uno strato di terreno di 30-55 cm).

Successivamente, gli elettrodi devono essere collegati tra loro. Lungo le trincee scavate ai lati del triangolo, posare un conduttore in acciaio con sezione di 4,8-5 cm² o una piastra larga 4 cm e spessa almeno 4 mm.

L'intera procedura di realizzazione del circuito di terra comprende una serie di passaggi standard:

I kit di messa a terra pronti possono essere collegati con i bulloni forniti nel kit. Per le strutture autocostruite, la soluzione migliore è la saldatura a punti.

Schema illustrativo del circuito di messa a terra per caldaia a gas, realizzato utilizzando bande di acciaio e tre elettrodi

Successivamente è necessario saldare al conduttore d'acciaio una banda metallica orizzontale, che verrà portata lungo lo scavo fino al punto previsto per l'ingresso della messa a terra nell'edificio. Essa si solleva di circa 50 cm dal livello della fascia di protezione (è possibile utilizzare anche un perno d'acciaio).

Ora è necessario portare la messa a terra all'interno della casa. A tal fine, con un trapano a percussione si pratica un foro nel muro attraverso il quale si infila un filo di rame. Alla banda viene saldato un bullone M8. Il filo di rame viene fissato con un'estremità al morsetto sulla barra di terra e con l'altra alla piastra metallica sul basamento.

Schema di collegamento tramite cavo tripolare al circuito e al palo della linea elettrica (per effettuare tale connessione è necessario ottenere l'autorizzazione dalle reti elettriche locali)

Successivamente la caldaia a gas viene collegata al quadro elettrico tramite un interruttore automatico individuale utilizzando un cavo tripolare. Inoltre, si consiglia di installare uno stabilizzatore di tensione.

Come verificare il funzionamento e ottenere il certificato di messa a terra?

Con l'aiuto di uno strumento di misura, determini la resistenza di dispersione della corrente lungo il circuito. Se il risultato della misurazione della resistenza di terra non supera il valore massimo consentito di 10 ohm, è possibile interrare le trincee.

Se si riscontrano anomalie, aggiungere il numero necessario di elettrodi, assicurarsi che la resistenza sia normale. La messa a terra è pronta, è possibile interrare il circuito e chiamare l'ispezione.

Per interrare gli scavi con i dispersori, utilizzare solo terreno omogeneo, senza mescolanza di pietre e detriti di costruzione, e proteggere il punto di ingresso del sistema nell'edificio dalle precipitazioni con una scatola in PVC.

A proposito, esiste un altro metodo per verificare il funzionamento del sistema. A tal fine, è necessaria una semplice lampadina da 100 W (o più), che viene avvitata in un portalampada con prolunga. Quindi un'estremità della prolunga viene collegata a una delle bande orizzontali di acciaio poste ai lati del triangolo di terra, e l'altra alla fase a 220 volt.

Confrontiamo il risultato:

• La lampada brilla intensamente, come se fosse collegata a una presa – il circuito funziona.
• La lampada si accende, ma la luce è fioca o lampeggia – saldare nuovamente le giunzioni della struttura.
• La lampada non si accende – è necessario verificare l'integrità dell'intero schema, a partire dalla qualità della saldatura fino al collegamento al quadro.

I rappresentanti degli organi di controllo seguono solitamente le raccomandazioni del PUE (Norme per gli Impianti Elettrici) indicate nei paragrafi 1.7-1.8 durante la verifica della prontezza dell'apparecchiatura all'esercizio. Essi determinano la resistenza del terreno e del circuito di terra, la correttezza del collegamento al quadro della caldaia a gas e altri parametri.

Senza un certificato e un verbale di verifica del servizio gas, potrebbero rifiutare il collegamento della vostra casa alla rete del gas.

Se tutti i parametri sono nella norma, viene rilasciato un certificato di messa a terra. Esso consiste in una serie di documentazione tecnica composta dal rapporto delle prove effettuate con l'elenco degli strumenti di misura utilizzati, dal certificato di registrazione del laboratorio, dal verbale di verifica del circuito tra l'impianto di terra e la caldaia, e dal foglio delle anomalie.

Delle caratteristiche della messa a terra della vasca da bagno in un appartamento di un edificio multipiano La informerà il prossimo articolo, che Le consigliamo di leggere.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Per concludere, proponiamo una selezione di video da cui è possibile trarre un'idea visiva su come mettere a terra in sicurezza una caldaia a gas in una casa privata.

In questo video si può vedere la realizzazione di un circuito di terra con 4 barre per raggiungere una resistenza fino a 7 ohm:

Un'altra variante di realizzazione del circuito della caldaia a gas per una casa privata, collegata dal palo:

Il sistema di messa a terra è una fase importante che non va trascurata durante l'installazione di una caldaia a gas. E se non siete sicuri di riuscire a installare e collegare correttamente il circuito al quadro, è meglio non rischiare e rivolgersi a dei professionisti, perché in gioco non c'è solo la conservazione di costose attrezzature, ma la cosa più importante: la vostra sicurezza e persino la vita.

Raccontateci come avete realizzato il sistema di messa a terra nella vostra proprietà fuori città. Potreste avere informazioni utili per futuri installatori autonomi di sistemi di messa a terra. Per favore, scrivete commenti, pubblicate foto sul tema e fate domande nel blocco sottostante.