Bollitore a riscaldamento indiretto per caldaia a gas: specifiche di funzionamento e collegamento

Una potente caldaia a gas installata in una villa può risolvere facilmente il problema del riscaldamento e della fornitura di acqua calda per la casa. Ma la quantità di fluido riscaldato per esigenze igieniche e domestiche è limitata e non sempre soddisfa i proprietari. Per compensare questa carenza, si installa un BKN – bollitore ad accumulo a riscaldamento indiretto per caldaia a gas.

Esaminiamo le caratteristiche e le capacità funzionali dell'unità di accumulo, e scopriamo come utilizzarla al meglio in abbinamento con una caldaia a gas per ottenere il massimo dell'efficienza.

Caratteristiche distintive del bollitore ad accumulo a riscaldamento indiretto

Un bollitore è un grande serbatoio la cui funzione principale è quella di accumulo. Può avere diversi volumi e forme, ma la sua funzione non cambia. Senza un bollitore, potrebbe sorgere un problema quando si utilizzano, ad esempio, due docce contemporaneamente o una doccia e un rubinetto della cucina.

Se una caldaia domestica a doppio circuito con potenza di 24-28 kW eroga in flusso solo 12-13 l/min, mentre per una doccia servono 15-17 l/min, allora all'accensione di un qualsiasi rubinetto aggiuntivo si creerà una carenza di approvvigionamento idrico. La caldaia semplicemente non avrà abbastanza capacità operativa per fornire acqua calda a più punti.

Se in casa è installato un grande serbatoio di accumulo, anche con più punti di prelievo contemporaneamente attivi, tutti saranno forniti di acqua calda.

Tutti i bollitori ad accumulo possono essere suddivisi in 2 grandi categorie:

• a riscaldamento diretto, che creano una riserva di acqua calda mediante un elemento riscaldante – ad esempio una resistenza elettrica;
• a riscaldamento indiretto, che riscaldano l'acqua utilizzando un fluido termovettore già caldo.

Esistono anche altri tipi di bollitori – ad esempio, i normali scaldabagni ad accumulo. Ma solo gli accumulatori di grandi dimensioni possono ricevere energia indirettamente e riscaldare l'acqua.

Il BKN, a differenza delle apparecchiature dipendenti dall'energia, funzionanti a elettricità, gas o combustibile solido, utilizza il calore prodotto dalla caldaia. In parole povere, per il suo funzionamento non è necessaria energia aggiuntiva.

Costruzione del BKN. All'interno del serbatoio si trova una serpentina – uno scambiatore di calore tubolare in acciaio, ottone o rame, che funge da elemento riscaldante. Il calore all'interno del serbatoio viene mantenuto secondo il principio del thermos.

L'accumulatore si integra facilmente nel sistema di acqua calda sanitaria, senza causare problemi durante il funzionamento.

Gli utenti vedono molti vantaggi nell'uso del BKN:

• l'unità non richiede alimentazione elettrica ed è vantaggiosa dal punto di vista economico;
• l'acqua calda è sempre pronta, non è necessario far scorrere quella fredda e aspettare che si riscaldi;
• possono funzionare liberamente più punti di erogazione dell'acqua;
• temperatura dell'acqua stabile, che non diminuisce durante il consumo.

Ci sono anche degli svantaggi: il costo elevato dell'unità e lo spazio aggiuntivo in centrale termica.

Il volume del serbatoio di accumulo viene scelto in base al numero di persone che vivono stabilmente in casa. I bollitori più piccoli sono progettati per 2 utenti, quindi nella scelta si può partire da un volume di 50 litri.

Per tutte le caratteristiche, il BKN è adatto per essere utilizzato insieme a una caldaia a gas. Inoltre, è una delle migliori soluzioni per l'impianto di preparazione dell'acqua calda sanitaria per una casa privata con un numero elevato di abitanti.

Ma le caldaie sono diverse, quindi esamineremo sia le opzioni accettabili sia quelle in cui potrebbero sorgere problemi.

Apparecchiatura di riscaldamento a gas + BKN

In una casa di campagna per le vacanze estive non è necessario installare un sistema di comunicazioni complesso, mentre per un cottage di residenza permanente è essenziale. Non vale la pena chiedersi se sia necessario un bollitore aggiuntivo per la caldaia a gas – sicuramente si rivelerà un acquisto molto utile, aumentando notevolmente il comfort abitativo.

Faremo una panoramica degli schemi principali di collegamento del BKN per prevenire gli errori possibili durante l'installazione autonoma dell'apparecchiatura.

Schema di collegamento per caldaia a singolo circuito

Gli apparecchi monocircuito svolgono una delle funzioni dichiarate dal produttore: o garantiscono il riscaldamento dell'acqua per l'ACS, o riscaldano la casa – e la seconda opzione è molto più comune nell'uso domestico.

La soluzione combinata – caldaia a gas monocircuito + BKN – è una delle migliori per un piccolo cottage.

Schema di collegamento del BKN alla caldaia a gas. Il riscaldamento dell'acqua per il riscaldamento e l'acqua calda sanitaria avviene in modo sincrono, dopodiché viene distribuita in due rami – ai radiatori del riscaldamento e al bollitore.

Il processo di riscaldamento avviene secondo il seguente schema:

• l'acqua fredda entra nella caldaia, dove viene riscaldata alla temperatura desiderata (ad esempio, +80°C) dal bruciatore a gas;
• Il refrigerante riscaldato entra nel circuito di riscaldamento – verso i radiatori – e nello scambiatore di calore dello scaldabagno ad accumulo, cioè del bollitore;
• Grazie all'aumento della temperatura dello scambiatore di calore, l'acqua nel bollitore si riscalda e, quando si aprono i rubinetti di erogazione, arriva all'utente.

Nell'implementazione di questo schema di caldaia a gas a singolo circuito con bollitore indiretto, i dati tecnici – potenza e velocità di alimentazione del fluido termovettore – sono di fondamentale importanza.

In media, l'acqua nel bollitore, se non ha funzionato in precedenza, si riscalda da zero a una temperatura accettabile in 5-15 minuti, quindi l'attesa non sarà lunga. Di solito l'unità è in funzione, quindi l'accesso all'acqua calda è sempre disponibile.

Analizziamo le caratteristiche del collegamento dei dispositivi in esame.

Per iniziare, è necessario scegliere il luogo di installazione più comodo – spesso si tratta di una centrale termica, un locale separato non abitabile. È meglio posizionare le unità vicine tra loro – così il processo di riscaldamento è più veloce e si consumano meno materiali.

L'installazione a pavimento presuppone una disposizione tale che la distanza dagli ostacoli o dai dispositivi più vicini sia di almeno 0,5 m – ciò è necessario per la manutenzione o l'ispezione dell'unità.

Il collegamento avviene su due lati: carico e alimentazione idrica.

All'uscita del bollitore si consiglia di installare un vaso di espansione a membrana, che compensa la dilatazione termica e stabilizza il funzionamento dell'impianto. Tutti i circuiti devono essere dotati di rubinetti a sfera e valvole di ritegno, che regolano la direzione dei flussi del refrigerante.

Non sarà superfluo installare anche dei filtri – l'acqua immessa nel sistema è di varia qualità e durante un guasto potrebbe entrare sabbia o altri detriti, in grado di contaminare il fluido termovettore e danneggiare l'apparecchiatura.

Un elemento obbligatorio è la pompa di circolazione, che garantisce l'erogazione dell'acqua alla pressione desiderata. Viene montata sul tubo tra la caldaia e il bollitore e viene controllata in uno dei seguenti modi: tramite il termostato dell'accumulatore o tramite il sensore di temperatura nella caldaia.

Su entrambi i lati della pompa vengono installati rubinetti di intercettazione. Lo stesso rubinetto – all'ingresso dell'acqua fredda nella caldaia.

Sul raccordo del bollitore viene installato un raccordo a T con rubinetto di scarico, e su entrambi i tubi – rubinetti di intercettazione, in modo che l'unità possa sempre essere isolata dalla caldaia per la pulizia o altra manutenzione. Sulla mandata, prima del rubinetto di intercettazione, è necessario posizionare uno sfiatatoio.

L'opzione ottimale è il collegamento tramite una valvola termostatica a tre vie, che organizza l'uscita del fluido termovettore dalla caldaia e la sua suddivisione in due flussi – verso il bollitore e verso il settore di riscaldamento. Con essa è possibile regolare la temperatura: se per i radiatori è adatto un riscaldamento fino a +80-90°C, per i pavimenti riscaldati è meglio limitarsi a +45°C.

Se non è presente una valvola a tre vie, si installano due pompe di circolazione, una delle quali serve il BKN, l'altra è destinata al ramo di riscaldamento.

Schema di collegamento della caldaia al sistema solare. L'interazione con il collettore solare richiede la predisposizione di un circuito chiuso separato con scambiatore di calore e sensori termici.

Talvolta si utilizzano circuiti con ricircolo del fluido termovettore – ad esempio, per mantenere costantemente lo scaldasalviette in funzione. L'acqua calda circola in un circuito chiuso, evitando che il tubo si raffreddi. L'elemento obbligatorio è una pompa di circolazione, mentre non è necessaria una valvola di non ritorno. Lo svantaggio di questo sistema in estate è il consumo eccessivo di energia.

Con il passaggio della caldaia a gas alla 'modalità estiva', il circuito di riscaldamento viene semplicemente escluso – il bruciatore a gas riscalda il fluido termovettore per il bollitore. Ma c'è un'altra soluzione: spegnere semplicemente la caldaia a gas e utilizzare solo il bollitore. Ciò è possibile se l'accumulatore è inoltre dotato di una fonte di riscaldamento autonoma – una resistenza elettrica (termoelemento).

Due opzioni di utilizzo con caldaia a doppio circuito

I proprietari di apparecchiature di riscaldamento a gas sono anche interessati a come funziona un bollitore a riscaldamento indiretto con una caldaia a gas a doppio circuito. Gli specialisti ritengono che l'interazione degli apparecchi sia possibile, ma il risultato dipende dallo schema di collegamento: con uno di essi, semplicemente non sono progettati per funzionare insieme.

Inserimento del bollitore nel circuito ACS

Consideriamo innanzitutto la variante in cui il bollitore è integrato nel circuito ACS. Dal punto di vista idraulico, tutto sembra corretto. Un termostato meccanico a tre contatti, posto all'interno del corpo del bollitore, chiude il circuito di alimentazione della pompa quando la temperatura diminuisce.

Quest'ultima, a sua volta, inizia a pompare acqua, che circola nel circuito tra due scambiatori di calore: viene riscaldata dal bruciatore a gas, e poi si sposta nella serpentina del BKN.

In parole povere, entrambi gli apparecchi svolgono le loro funzioni: la caldaia smette di riscaldare e inizia a scaldare l'acqua per l'ACS, mentre il bollitore tenta, grazie all'aumento della temperatura dell'acqua calda, di riscaldare il contenuto del suo 'serbatoio'.

Il problema sorge proprio a causa della discrepanza dei parametri di temperatura. Supponiamo che inizialmente la temperatura di riempimento del bollitore sia +15°C, mentre la temperatura di riscaldamento consigliata dell'acqua nella caldaia sia +60°C – il limitatore automatico non consente temperature superiori.

La differenza di 45° tra i due parametri è significativa, pertanto lo scambio termico nel bollitore avviene in modo abbastanza intenso. Ma la temperatura inizia a salire, e quando raggiunge +40°C, la differenza è già molto minore – solo 20°. Di conseguenza, anche lo scambio termico rallenta.

Non dimentichiamo che l'acqua continua a circolare tra i due dispositivi. Al bruciatore a gas della caldaia inizia ad arrivare non il fluido termovettore a 15 gradi proveniente dall'impianto di acqua fredda, come raccomandato dal produttore, ma un liquido riscaldato a 40 e poi a 50 gradi proveniente dal bollitore.

Di conseguenza, la temperatura del liquido sale istantaneamente a +60°C, il sensore si attiva, il bruciatore si spegne poiché è programmato per parametri di sicurezza per i consumatori.

Nel bollitore l'acqua inizia a raffreddarsi: il sensore si riattiva e il processo di circolazione riprende. E così via continuamente. Ciò porta a far sì che l'acqua nel bollitore non raggiunga la temperatura desiderata, rimanendo insufficientemente calda, il che non è adatto per l'uso domestico dell'ACS.

Il processo di interazione tra i due apparecchi potrebbe avvenire se il bruciatore della caldaia riscaldasse il liquido termovettore fino a +80°C, ma ciò è vietato dalle istruzioni per proteggere gli utenti dalle ustioni.

Un'altra ragione per non utilizzare il BKN e il circuito ACS della caldaia a gas in coppia risiede nell'impossibilità di riscaldare l'acqua nel bollitore a una temperatura superiore a +60°C. Ciò è legato alle norme sanitarie.

Approssimativamente una volta alla settimana l'apparecchio viene riempito con acqua calda a circa 70-75°C, per evitare che nel serbatoio si riproduca il batterio della legionella, le cui colonie assomigliano a muco. Una grande quantità di batteri nell'acqua porta allo sviluppo di allergie e altre malattie.

Si può concludere che, a causa di due ma significative ragioni, lo schema di combinazione della caldaia a gas e del BKN attraverso il circuito ACS è riconosciuto come inefficace e non sicuro. Se Lei possiede già una caldaia a doppio circuito, la utilizzi semplicemente per lo scopo previsto: utilizzi un circuito per l'impianto di riscaldamento e l'altro per l'ACS.

Interazione del BKN con il circuito di riscaldamento.

Seconda opzione – interazione del BKN con il circuito di riscaldamento. La soluzione tecnica funziona perfettamente se la potenza della caldaia a gas è insufficiente, ed è l'unico modo efficace per collegare il BKN a una caldaia a doppio circuito.

Non tocchiamo il circuito ACS, ma utilizziamo solo il ramo responsabile del riscaldamento – vale a dire quello che va ai radiatori e al sistema di 'pavimento riscaldato'. Il tubo che porta al bollitore deve essere collegato subito sotto la caldaia, dopo il rubinetto.

Con il controllo elettronico, è necessario impostare la caldaia per riscaldare l'acqua a +70°C – proprio questo refrigerante entrerà nel bollitore, dove avverrà l'ulteriore regolazione della temperatura. Il termostato situato nel bollitore, quando la temperatura scende, accenderà la pompa, quando raggiunge il valore richiesto, la spegnerà.

Con il controllo meccanico della caldaia a gas tutto avviene diversamente. Al termostato della caldaia si collega un secondo termostato – quello del bollitore, e quindi il primo dispositivo può essere controllato tramite il secondo. Ad esempio, se sul secondo si imposta una temperatura di +80°C, allora anche il primo, quello di lavoro, richiederà il riscaldamento dell'acqua a +80°C, indipendentemente dalla temperatura impostata su di esso.

Quando nel bollitore l'acqua si riscalda alla temperatura desiderata, il secondo termostato interrompe il circuito e il primo, situato sulla caldaia, ridiventa 'principale'. Se in quel momento su di esso è impostata una temperatura di +40°C, allora essa scenderà a 40.

Come realizzare il collegamento senza errori?

Affinché entrambi gli apparecchi – sia la caldaia a gas che il BKN – funzionino senza guasti e per tutta la durata di vita, è importante eseguire correttamente il collegamento, ovvero installare il gruppo di sicurezza e altri elementi.

Quando si installano i filtri di grossolana pulizia, verifichi sempre la loro posizione – sul corpo è presente una freccia che indica la direzione del flusso dell'acqua.

Non si può installare un filtro di questo tipo in verticale, poiché le particelle grossolane si accumulerebbero nel tubo e non nel filtro stesso. La pulizia sarà possibile solo tramite lavaggio in pressione – in questo modo si rischia di sporcare tutta la centrale termica.

Il vaso di espansione deve essere installato non separatamente, ma tra il bollitore e la valvola di non ritorno, altrimenti risulterà inutile e non svolgerà le sue funzioni.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Come realizzare il collegamento di una caldaia a 1 circuito con un bollitore ad accumulo indiretto:

Sulle sfumature del collegamento del bollitore a scambio indiretto:

Il collegamento della caldaia a gas al bollitore a scambio indiretto nella pratica:

Per l'installazione e il collegamento del bollitore, Le consigliamo di rivolgersi a tecnici specializzati, per evitare in futuro problemi di riscaldamento o di acqua calda sanitaria a causa di un collegamento errato o della mancanza di elementi importanti nell'impianto. Non dimentichi inoltre le istruzioni del produttore, che spesso indicano le particolarità di funzionamento dell'apparecchio con l'uno o l'altro dispositivo.