Caldaie a biomassa, caldaie a legna, caldaie a pellet, caldaie a cippato, stufe a biomassa in Toscana

L'utilizzo delle biomasse legnose tramite combustione rappresenta il metodo più antico per generare calore per riscaldamento. Oggi le caldaie a biomasse legnose (caldaie a legna, caldaie a cippato e caldaie a pellet) possono utilizzare ciocchi di legna, cippato, pellet, e altre biomasse di origine vegetale, con un livello tecnologico molto avanzato.

caldaia a  legna: la carica della legna nella camera di combustione deve avvenire manualmente; oggigiorno è possibile stivare un certa quantità di ciocchi di legna all'interno del vano di carico della caldaia, il che permette una combustione progressiva della legna tale da  determinare tempi di ricarica del vano dell'ordine di qualche giorno. Queste caldaie hanno la caratteristica di avere la fiamma rovesciata (o inversa) di rado la fiamma laterale. La fiamma, pertanto, si sviluppa nella camera di combustione posta al di sotto del vano di carico della legna. Una ventola, posizionata a monte o a valle della camera di combustione, produce l'aria forzata comburente necessaria ad apportare l'ossigeno necessario al mantenimento della fiamma. questo sistema permette, tra l'altro, di riattivare la combustione fintanto rimangano tracce di brace sulla griglia di combustione. Una parte dell'aria (aria primaria) viene introdotta in caldaia immediatamente sopra la griglia sulla quale è appoggiata la legna. L'aria primaria consente l'avvio della combustione (fase di gassificazione della legna), con formazione di uno strato di braci a contatto della griglia e lo sviluppo di gas combustibili derivanti dalla pirolisi del legno (soprattutto monossido di carbonio e idrogeno). I gas sprigionati vengono trascinati in basso attraverso la griglia e giungono nella camera sottostante, dove l'aggiunta dell'aria secondaria consente il completamento della combustione. Questa risulta progressiva e controllata dato che solo una parte di legna brucia in prossimità della camera di combustione; ciò determina una potenza erogata stabile nel tempo, un rendimento elevato (<90%) e costante, una riduzione delle emissioni nocive. La sonda lambda di cui queste caldaie sono dotate esegue un monitoraggio continuo della quantità di ossigeno nei fumi di scarico e comanda la centralina elettronica per regolare l'aria primaria e secondaria, per ottimizzare il processo di combustione riducendo, di conseguenza, i composti climalteranti dei fumi di scarico quali NOx, SOx, CO e CO2 oltre al particolato nocivo per le vie respiratorie.

caldaia a cippato: il materiale legnoso viene introdotto verso la caldaia e all'interno della camera di combustione attraverso un sistema di coclee che ne dosa la quantità e ne determina una costante e controllata combustione della biomassa. In queste caldaie la sonda lambda misura il tasso di umidità del materiale in ingresso e la  tipologia di legno combustibile presente e inviando i dati alla centralina si modulano i  parametri al fine di ottimizzare il processo di combustione. Queste caldaie sono alimentate in automatico attraverso la gestione della centralina elettronica, che comanda la coclea  e il sistema di estrazione del cippato dal silo di stoccaggio. Il silo può essere posizionato fuoriterra, interrato, oppure all'interno di un locale dell'immobile ma adiacente al locale caldaia per diminuire le spese dei meccanismi di trasporto del cippato. Il sistema di estrazione per il cippato è di tipo a molla a lamina, con coppia di azione generalmente di circa 5000Nm, e sistema di guarnizioni speciali per eliminare infiltrazioni di polveri o trucioli negli ingranaggi. La coclea che trasporta il materiale è realizzata in un pezzo unico e con azionamento progressivo finalizzato alla riduzione dei consumi e della coppia  di avvio. Le migliori marche di caldaie a cippato sono dotate di una camera rotativa  costruita con lama e controlama che spezza i pezzi di legno di dimensioni maggiori agli altri chips, in modo da inviare in caldaia materiale con la medesima pezzatura (fattore importante per ottimizzare la combustione). Inoltre, per evitare che un ritorno di fiamma vada ad incendiare il cippato lungo il canale della coclea (con il rischio di arrivare al silo), queste caldaie sono dotate di un sistema di sicurezza ossia una rotocella o una serranda tagliafuoco che posizionate poco prima dell'ingresso in caldaia smorzano ogni principio di incendio. Le moderne caldaie a cippato sono dotate di  un sistema di pulizia automatica dei canali degli scambiatori di calore (giri di fumo), di un sistema di estrazione automatico delle ceneri sotto la camera di combustione che  le direziona sistematicamente all'interno di un cassetto di elevata volumetria (che allunga i tempi di svuotamento del cassetto), sistema meccanico di pulizia della zona della griglia del braciere, sistema anticondensa nella zona di estrazione dei fumi di scarico. La centralina elettronica di queste caldaie può comandare variazioni del regime termico, accensioni e spegnimenti della stessa, sia con connessione telefonica (telefonata o sms) sia  da postazione pc. Inoltre, oggigiorno, esistono dei sistemi di controllo in automatico dello stato di riempimento del silo, che monitorano in continuo il livello di combustibile permettendo di inviare, in remoto, un segnale di allerta. L'operatore che riceve il segnale (in tal caso noi di LSE srl) può quindi procedere ad attivarsi per il rifornimento.

caldaia a pellet: anche in questo caso il materiale viene introdotto verso la caldaia e all'interno della camera di combustione attraverso un sistema di coclee che ne dosa la quantità e ne determina una costante e controllata combustione della biomassa. Per le caldaie a pellet i volumi di stoccaggio del materiale sono minori rispetto al cippato pertanto è possibile realizzare sili di dimensioni minori (ed avere comunque un'autonomia di ricarica mensile). Inoltre, le caratteristiche di ridotta umidità della biomassa permettono di avere a parità di volume una maggiore resa energetica rispetto al cippato, per cui è possibile ridurre le dimensioni di altri dispositivi che affiancano la caldaia a pellet. Per esempio il puffer di accumulo può essere dimensionato con volumi minori, riuscendo comunque a fornire tutta l'energia termica di cui l'utente ha bisogno. La produzione di calore nel fluido vettore è quasi immediata e quindi le caldaie a pellet si avvicinano molto alle caratteristiche di immediatezza termica delle tradizionali caldaie a gas metano o gpl. Grazie alla elettronica dedicata, queste caldaie sono facilmente programmabili e tramite i sistemi di aria forzata e accensione elettrica possono essere comandate accensioni e spegnimenti in qualsiasi istante (anche da remoto), oltre alla possibilità di modulare la potenza dal 30% al 100%. Possiedono le stesse dotazioni tecniche delle caldaie a cippato e alcune case costruttrici hanno la peculiarità di poter far funzionare temporaneamente la caldaia anche con pezzi di legna di lunghezza fino a 50 cm, per poi riprendere il funzionamento a pellet: il tutto in automatico. Questo fattore risulta importante nel momento di scarsa reperibilità dell'una o l'altra biomassa. Come le caldaie a cippato, sono completamente gestibili da remoto, anche per il controllo del livello di biomassa presente nel silo che avverte l'operatore (noi di LSE srl) per disporre il rifornimento adeguato.

caldaia a cippato/pellet: anche in questo caso il materiale viene introdotto verso la caldaia e all'interno della camera di combustione attraverso un sistema di coclee che ne dosa la quantità e ne determina una costante e controllata combustione. Un sistema di controllo elettronico ottimizza i parametri di combustione in funzione della natura della biomassa. Queste caldaie includono tutte le potenzialità del cippato e del pellet e all'occorrenza possono bruciare anche legna in ciocchi. Possiedono tutte le caratteristiche tecnologiche delle caldaie a cippato e a pellet, con sistemi elettronici e meccanici già descritti. La loro poli-funzionalità le pone ai vertici degli impianti a biomassa, con alti rendimenti termici e con la sicurezza di incontrare ridotta manutenzione determinata dall'uso di biomasse di natura similare (fattore non altrettanto garantito nelle caldaie onnivore). I tempi di ricarica del silo si aggirano mediamente intorno ad 1 mese e come per le altre tipologie di caldaie vi è la possibilità del completo controllo in remoto dell'impianto, per i parametri di funzionamento e per le informazioni sullo stato di riempimento del silo.

Spesso nel testo si è citato il puffer, ossia l'accumulo di acqua che funge da volano termico per l'intero impianto. La sua installazione risulta pressochè fondamentale dato che le migliorie che ne derivano da questa riserva d'acqua sono:

- ottimizzazione della combustione;

- assorbimento dei picchi di richiesta termica;

- possibilità di cronoprogrammazione il riscaldamento;

- autonomia media di riscaldamento di circa 2 giorni;

- autonomia media di acqua calda sanitaria (ACS) di 4-5 giorni;

- semplice integrazione con sistema solare termico;