Bollitore a riscaldamento indiretto: dispositivo, principio di funzionamento e schemi di collegamento

Nelle case private, villette, complessi sportivi e hotel, viene spesso utilizzato un bollitore a riscaldamento indiretto: lo scaldabagno funziona senza essere collegato alla rete idrica centralizzata. Questa apparecchiatura è in grado di riscaldare grandi volumi d'acqua, mantenere facilmente la temperatura desiderata e garantire una fornitura ininterrotta di flusso di acqua calda.

Insomma, se sta cercando uno scaldabagno economico da abbinare a una caldaia a circuito singolo, consideri l'opzione di installare un BKN in casa. E per semplificare la scelta, Le proponiamo di conoscere i criteri di acquisto del bollitore, il suo principio di funzionamento e gli schemi di collegamento.

Caratteristiche costruttive e principio di funzionamento del BKN

Il bollitore a riscaldamento indiretto può funzionare solo con le risorse di una fonte esterna, ma per la manutenzione del sistema durante la stagione calda è possibile collegare una resistenza elettrica.

Per garantire una fornitura ininterrotta, nel sistema è previsto un circuito di ricircolo – l'acqua si muoverà costantemente attraverso i tubi e, all'apertura del rubinetto nei punti di prelievo collegati al circuito, scorrerà acqua calda.

Il bollitore a riscaldamento indiretto viene solitamente installato accanto alla caldaia di riscaldamento, e questo 'duetto' occupa una superficie piuttosto ampia, specialmente se entrambi gli apparecchi sono a pavimento.

Pertanto, il dispositivo consente di risparmiare notevolmente sulle risorse energetiche, ottenendo al contempo un comfort non inferiore a quello derivante dall'uso di un sistema centralizzato di fornitura di acqua calda.

Come è fatto un bollitore a riscaldamento indiretto

L'apparecchio che riscalda l'acqua secondo il principio indiretto è un serbatoio di accumulo coibentato, all'interno del quale è installato un elemento riscaldante alimentato da un fluido termovettore esterno.

Il serbatoio stesso può essere realizzato a forma di rettangolo o cilindro, e nelle sue pareti sono previsti raccordi – per la circolazione dell'acqua calda dal sistema di riscaldamento e per l'ingresso/uscita delle tubature dell'acqua.

La base della struttura è un contenitore metallico o plastico con una capacità da dieci a diverse migliaia di litri. All'interno il serbatoio può essere rivestito con smalto, ceramica o porcellana vetrificata, il che aiuta a mantenere la qualità dell'acqua e prevenire la corrosione.

Dalla perdita di calore il corpo è protetto da uno strato isolante in poliuretano, gommapiuma o lana minerale.

La spirale con il fluido termovettore può essere disposta uniformemente in tutto il serbatoio, oppure essere posizionata compatta nella parte inferiore per riscaldare più velocemente l'acqua fredda in ingresso (+)

Per prevenire la formazione di calcare, nella parte superiore del serbatoio viene installato un anodo di magnesio o titanio, che addolcisce l'acqua, protegge il metallo dalla corrosione galvanica e prolunga la 'vita' dell'apparecchio.

Inoltre, l'apparecchio è dotato di un termoregolatore che controlla il riscaldamento fino a una determinata temperatura, e di valvole di sicurezza che fanno parte del gruppo di protezione.

Vantaggi e svantaggi del BKN

Il principale vantaggio dello scaldabagno a riscaldamento indiretto è il risparmio sui vettori energetici. Per il suo funzionamento non è necessario collegare un bruciatore a gas o utilizzare l'elettricità, come richiede un apparecchio a riscaldamento diretto.

Il sistema di riscaldamento fornisce tutte le risorse necessarie, quindi l'acqua calda è praticamente un 'bonus' gratuito che può aiutare a risparmiare notevolmente sul bilancio familiare durante la stagione fredda.

La maggior parte degli scaldabagni a riscaldamento indiretto sono inoltre dotati di resistenze elettriche con termostato, in modo da poter utilizzare l'apparecchio anche nei periodi caldi, quando il riscaldamento è spento.

Altri vantaggi dello scaldabagno a riscaldamento indiretto:

• Elevata produttività – un serbatoio da 100 litri è in grado di 'erogare' circa 400 litri di acqua calda all'ora (a condizione che la caldaia sia sufficientemente potente).
• Lunga durata – il fluido termovettore non viene a contatto con l'acqua corrente, come negli apparecchi a riscaldamento diretto simili.
• Non sovraccarica la rete elettrica – funziona da una fonte di energia esterna.
• Erogazione immediata di acqua calda – non c'è bisogno di attendere che l'acqua fredda scorra, come con gli scaldabagni a gas, o che il serbatoio si scaldi, come con un bollitore elettrico.
• Costo accessibile – se lo si desidera, il sistema può essere assemblato anche con le proprie mani.
• Possibilità di collegamento a più fonti energetiche, ad esempio a un collettore solare a vuoto, a una caldaia, a una pompa di calore geotermica.

Certo, non sono mancati gli svantaggi. Nonostante tutti i vantaggi, la velocità di riscaldamento dell'acqua nell'apparecchio lascia a desiderare – per trattare 100 litri anche le apparecchiature moderne impiegano almeno 15-20 minuti, mentre i sistemi fatti in casa potrebbero non farcela nemmeno in un'ora.

Inoltre, i boiler a riscaldamento indiretto sono piuttosto ingombranti, quindi occupano una notevole quantità di spazio libero. Per serbatoi di grandi dimensioni potrebbe essere necessario un locale separato.

È possibile realizzare un boiler a riscaldamento indiretto anche con materiali di fortuna, utilizzando un tubo di rame piegato per la serpentina, un barile capiente con coperchio o una bombola del gas per il serbatoio:

Un'altra versione del boiler a riscaldamento indiretto fai-da-te è realizzata utilizzando il corpo di un normale scaldabagno ad accumulo:

Inoltre, questo dispositivo è realmente economico solo durante la stagione di riscaldamento, mentre nella stagione calda bisognerà o accendere la caldaia o prevedere fonti di calore alternative – pannelli solari, resistenza elettrica. Anche il prezzo di un buon scaldabagno a riscaldamento indiretto supera quello di modelli a riscaldamento diretto.

Tipi e varianti modelli di apparecchiature

Il tipo più comune di apparecchio è un serbatoio di accumulo all'interno del quale sono collocati tubi in acciaio o ottone (serpentina) con fluido termovettore in circolazione.

La velocità di riscaldamento dell'acqua dipende dal numero di spire della sua spirale. Il principio di funzionamento di tale struttura del bollitore a riscaldamento indiretto è estremamente semplice: l'acqua fredda entra nel serbatoio e il fluido termovettore, muovendosi attraverso il serpentino, la riscalda fino alla temperatura desiderata.

Ma esistono anche apparecchi costruiti secondo lo schema 'serbatoio nel serbatoio', dove al posto di una tubazione a spirale vengono utilizzati due contenitori di diametro diverso.

Il sistema funziona così: nel serbatoio più piccolo entra acqua fredda, che viene riscaldata dal fluido termovettore caldo che circola tra le pareti dei serbatoi.

In tali apparecchi, l'acqua diventa calda in pochi minuti: l'ampia superficie di riscaldamento consente all'apparecchiatura di funzionare efficacemente in modalità a flusso continuo, garantendo un'alimentazione ininterrotta di acqua calda.

I bollitori che funzionano secondo il sistema 'serbatoio nel serbatoio' non solo riscaldano rapidamente l'acqua fino a 90°C, ma possiedono anche una funzione di autopulizia (+)

Un bollitore combinato a riscaldamento indiretto può utilizzare l'energia da più fonti contemporaneamente o essere dotato di una resistenza elettrica integrata.

Varietà di bollitore a riscaldamento indiretto

Per ubicazione:

• Da parete – di solito, è un apparecchio di piccole dimensioni con una capacità fino a 200 litri. Si fissa mediante apposite staffe su qualsiasi superficie verticale sufficientemente robusta da sostenere il peso del serbatoio completamente pieno (le pareti in cartongesso sicuramente non vanno bene). Può essere posizionato abbastanza in alto e non occupare spazio utile nella stanza.
• Da pavimento – un bollitore capiente, progettato per un gran numero di utenti. In effetti, per un apparecchio con capacità superiore a 1000 l, si consiglia di destinare un locale separato – allestire una centrale termica. Ma un tale sistema viene solitamente installato per servire grandi villette, aziende, hotel e altre strutture; per uso familiare si può optare per un apparecchio da 250-300 l.

Per forma del serbatoio:

• Orizzontale – occupa molto spazio, ma in esso è più facile mantenere autonomamente il livello desiderato dell'acqua senza ricorrere al collegamento di pompe.
• Verticale – risparmia spazio libero, ma è piuttosto limitato in termini di capacità.

A seconda delle sfumature d'uso, delle caratteristiche della disposizione e della disponibilità di spazio libero, è possibile scegliere il modello ottimale di BKN che si integrerà armoniosamente nel design della stanza e garantirà alla vostra casa una fornitura ininterrotta di acqua calda.

A cosa prestare attenzione nella scelta del BKN

Uno dei parametri principali che dovrebbe diventare un argomento decisivo nell'acquisto di uno scaldabagno è la sua capacità. Per conoscere la capacità necessaria del serbatoio, consigliamo di basarsi sul numero di persone nella vostra famiglia.

Raccomandazioni sul volume:

• 80-100 l – 2 utenti;
• 100-120 l – 3 persone;
• 120-150 l – 4 utenti;
• 150-200 l – 5 consumatori.

È importante distinguere tra i concetti di 'capacità totale del serbatoio' e 'capacità effettiva', poiché il tubo a spirale situato all'interno dello scaldabagno occupa una superficie significativa. Pertanto, si assicuri al momento dell'acquisto quanta acqua entra effettivamente nell'apparecchio. Questo dettaglio deve essere indicato nelle specifiche tecniche.

Inoltre, oltre al conteggio 'a testa' dei potenziali consumatori, è necessario tenere conto anche della frequenza e dei volumi di utilizzo dell'acqua. Ad esempio, se nella vostra famiglia amano rilassarsi in una vasca calda invece di fare una doccia veloce, la capacità effettiva del serbatoio dovrebbe essere adeguata – non inferiore a 120 l.

È vantaggioso utilizzare il BKN insieme a una caldaia a combustibile solido o a gas a circuito singolo, ma se la portata d'acqua è inferiore a 1 l/min, risulterà più economica una caldaia a doppio circuito, che occuperà anche molto meno spazio rispetto a un sistema a riscaldamento indiretto.

Altri parametri importanti:

1. Potenza – maggiore è il consumo d'acqua, maggiore deve essere la potenza dell'apparecchio. Ma è importante che la potenza del 'riscaldatore indiretto' non superi le capacità del sistema di riscaldamento (o di un'altra fonte energetica esterna). Ad esempio, se il volume del serbatoio di accumulo varia tra 120 e 150 litri, la potenza della caldaia deve essere di almeno 23 kW, mentre per 160-200 litri saranno necessari 31-39 kW.
2. Tempo di riscaldamento – parametro che dipende dal volume del serbatoio e dal numero di spire della serpentina (i serbatoi grandi o combinati possono essere dotati di più spirali).
3. Materiale del serbatoio – per un uso a lungo termine sono più adatti gli scaldabagni in acciaio inossidabile o acciaio medicale.
4. Isolamento termico – nei modelli economici viene utilizzata la gommapiuma, che si usura rapidamente e lascia passare il calore, quindi è meglio acquistare un apparecchio più costoso in cui sia stato utilizzato il poliuretano.
5. Controllo – il dispositivo può funzionare in modalità automatica, arrestando e avviando il flusso d'acqua secondo necessità, controllando il riscaldamento tramite un sensore di temperatura.

Nella scelta della forma e della dimensione del serbatoio, è inoltre necessario tenere presente che, sebbene teoricamente lo scaldabagno possa essere installato in qualsiasi stanza con accesso alla linea di riscaldamento, la sua posizione ottimale è vicino alla caldaia. In questo modo il trasferimento di calore è più efficiente.

È possibile realizzare un bollitore a riscaldamento indiretto con le proprie mani. Le istruzioni per la costruzione dell'apparecchio sono descritte in questo articolo.

Particolarità e schemi di collegamento del bollitore

Come già accennato, per riscaldare l'acqua, il bollitore a riscaldamento indiretto utilizza l'energia di una fonte esterna. Pertanto, prima di collegarlo al fluido termovettore, è importante scegliere uno schema adatto per l'installazione dell'apparecchio. Vediamo le varianti più comuni.

Principi generali di installazione del dispositivo

Il bollitore deve essere montato su una superficie piana preparata, in prossimità della caldaia. I modelli sospesi si fissano a una parete in calcestruzzo o in mattoni, allo stesso livello o leggermente sopra la caldaia di riscaldamento.

Per un apparecchio a pavimento, è necessario livellare l'area destinata al serbatoio (se il pavimento è molto irregolare, si può realizzare un supporto a forma di podio).

Il collegamento del BKN stesso è progettato per collegare l'apparecchio a due sistemi – idrico e di riscaldamento. A tale scopo, sul corpo sono presenti appositi raccordi.

Nel gruppo di sicurezza del bollitore a riscaldamento indiretto sono inclusi la valvola di non ritorno e la valvola di scarico, che proteggono il sistema dalla pressione eccessiva e dalla perdita di acqua calda.

Principi di collegamento:

1. L'acqua fredda dalla rete idrica deve entrare nella parte inferiore del serbatoio, mentre l'acqua calda deve uscire dalla parte superiore.
2. All'ingresso dell'acqua fredda è necessario installare una valvola di non ritorno, che impedisce la fuoriuscita del flusso caldo dal bollitore in caso di calo di pressione nel sistema.
3. Al centro dell'apparecchio può essere posizionato un punto per il collegamento del ricircolo.
4. Quando il circuito di riscaldamento è attivo, il movimento del fluido termovettore deve avvenire dall'alto verso il basso. Cioè, il tubo con l'acqua calda entra nel raccordo superiore, mentre il tubo con l'acqua raffreddata esce dal basso.
5. Tutti i raccordi devono essere provvisti di rubinetti con dadi a ghiera, per poter scollegare il bollitore, ad esempio, in caso di sostituzione dell'apparecchio o di lavori di manutenzione.

Grazie a questo schema si ottiene il massimo rendimento dell'apparecchio, poiché il fluido termovettore che circola nella serpentina riscalda l'acqua nella parte superiore del serbatoio, cede il calore residuo agli strati a bassa temperatura e torna alla caldaia per un nuovo riscaldamento.

Schemi di collegamento del BKN alla fonte

Per scegliere correttamente lo schema di collegamento del bollitore all'impianto di riscaldamento, è necessario considerare le possibilità della tubatura esistente e la posizione di installazione dell'apparecchio di riscaldamento. Esistono diverse soluzioni.

Opzione 1. Lo schema più comune per l'uso costante di acqua calda è il collegamento tramite una valvola a tre vie. Prevede la presenza di due circuiti di riscaldamento: uno principale e uno separato per il bollitore a riscaldamento indiretto.

A tale scopo, sulla mandata dell'acqua calda viene installata una pompa di circolazione, e dopo di essa una valvola a tre vie, comandata dal termostato del bollitore.

Il funzionamento dello schema è il seguente: quando la temperatura dell'acqua nello scaldabagno scende al di sotto del valore impostato, al segnale del termostato la valvola devia il sistema per riscaldare il serbatoio di accumulo; dopo aver raggiunto il valore desiderato, invia il flusso a circolare nel circuito domestico comune.

Per un corretto funzionamento dello schema a tre vie, è importante regolare i dati del termostato in modo che la temperatura programmata per lo scaldabagno non sia impostata a un valore inferiore a quella del termoregolatore della caldaia (+).

Opzione 2. Impianto a due pompe – è consigliabile utilizzare questo schema se non vi è necessità di volumi costanti e grandi di acqua calda. Ad esempio, lo scaldabagno è installato in una casa di campagna e viene utilizzato solo nei fine settimana.

In questo caso, lo scaldabagno ad accumulo e la caldaia di riscaldamento vengono collegati in parallelo e i flussi del fluido termovettore si sposteranno lungo due condotte. Per il movimento forzato dell'acqua vengono installate due pompe: una sul circuito di riscaldamento e una sul tubo di alimentazione dello scaldabagno.

Il riscaldamento viene effettuato tramite un termostato che disattiva temporaneamente il riscaldamento dei radiatori, deviando tutte le risorse del sistema verso lo scaldabagno.

Secondo lo schema a due pompe, il circuito di riscaldamento verrà spento per la durata del funzionamento dello scaldabagno, ma nei 30-60 minuti necessari per riscaldare il serbatoio «da zero», i radiatori non avranno il tempo di raffreddarsi in modo critico (+).

Variante 3. Per locali in cui viene utilizzato un sistema di riscaldamento a più circuiti, ad esempio, in aggiunta ai radiatori è installato un pavimento riscaldato, si utilizza un ripartitore idraulico.

I separatori idraulici ridistribuiscono la pressione in singole sezioni del circuito e garantiscono un movimento continuo del fluido termovettore anche senza l'aiuto di pompe di circolazione.

Senza esperienza ingegneristica, difficilmente si riuscirà a realizzare da soli uno schema così complesso: per prevedere una moltitudine di dettagli e mettere a punto un funzionamento ininterrotto del sistema, è meglio rivolgersi a progettisti professionisti (+).

Senza un collettore idraulico in un sistema multi-circuito, le apparecchiature di pompaggio potrebbero guastarsi e potrebbe persino verificarsi uno shock termico con danni ai radiatori.

Sistema di ricircolo

Se lo scaldabagno è dotato di un terzo ingresso, è possibile collegare un sistema di ricircolo. A tale scopo, un circuito anello viene inserito nel punto di ricircolo sul corpo dell'apparecchio.

Il flusso d'acqua è in movimento costante grazie al funzionamento della pompa di circolazione, pertanto fornisce istantaneamente acqua calda al punto di prelievo (+).

Per realizzare lo schema sarà necessario montare un circuito aggiuntivo e installare i seguenti elementi:

1. Valvola di non ritorno all'ingresso del riscaldatore.
2. Sfogo d'aria automatico, che protegge la pompa dall'ingresso di aria prima dell'avviamento.
3. Valvola di sicurezza, che protegge dalle variazioni di pressione.
4. Serbatoio di espansione a membrana, in cui andrà l'acqua in eccesso quando la pressione nel sistema aumenta. Tenere presente che la capacità del serbatoio di riserva non deve essere inferiore a 1/10 del volume del BKN stesso.

Se invece nel dispositivo della caldaia a riscaldamento indiretto non è previsto un raccordo per il circuito di ricircolo, si può effettuare un collegamento della linea di ritorno al tubo dell'acqua fredda e installare una pompa. Il collegamento viene quindi effettuato secondo lo schema riportato di seguito.

La scelta dello schema di collegamento con o senza circolazione deve basarsi sulla struttura del BKN e sull'impianto di riscaldamento, nonché sulla potenza dell'apparecchiatura (+)

Il collegamento secondo lo schema di ritorno garantisce una fornitura ininterrotta di acqua calda, cioè non sarà necessario attendere che il fluido termovettore riscaldi l'acqua nel serbatoio.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Prima di decidere di acquistare e installare un nuovo scaldabagno in casa, proponiamo di visionare i video che mostrano chiaramente i vantaggi dello 'scaldabagno indiretto' e le sfumature del suo collegamento.

In questo video si può scoprire come funzionano gli scaldabagni a riscaldamento indiretto con il fluido termovettore situato all'interno della serpentina:

Tutte le sfumature della struttura interna e dei principi di funzionamento dei vari tipi di scaldabagni a riscaldamento indiretto in un dettagliato video-educativo realizzato da un artigiano esperto:

Recensione e collegamento di un apparecchio da 300 litri che funziona con due fluidi termovettori: caldaia e pannelli solari:

Analisi dettagliata della struttura del BKN e degli schemi di collegamento. Consigli pratici e suggerimenti da un artigiano:

Per quanto riguarda la manutenzione, lo scaldabagno a riscaldamento indiretto è un'apparecchiatura piuttosto poco esigente. Con una corretta installazione e un funzionamento regolare del sistema, potrebbe essere necessaria solo la sostituzione dell'anodo di magnesio ogni 6-12 mesi e una pulizia preventiva del serbatoio.

La frequenza della manutenzione dipende dalla qualità dell'acqua di rete e dall'intensità di utilizzo. Ma se è installato un apparecchio che funziona secondo la tecnologia 'serbatoio in serbatoio', dotato di funzione di autopulizia, non sarà necessario sostituire il pezzo di ricambio.

Tuttavia, per la manutenzione regolare dell'apparecchiatura si può sempre concordare con gli artigiani specializzati nell'installazione e riparazione di sistemi di approvvigionamento idrico.

Avete domande? O desiderate condividere la vostra esperienza personale sulla scelta, il collegamento e l'uso dello scaldabagno a riscaldamento indiretto? Per favore, lasciate commenti a questo articolo.