Revisione caldaia: perché controllare il NOx nelle caldaie a camera aperta
La revisione della caldaia non serve soltanto a prevenire i guasti o a mantenere efficiente l’impianto.
Durante la manutenzione vengono controllati il bruciatore, lo scambiatore, i dispositivi di sicurezza, la combustione e il corretto smaltimento dei fumi.
Queste verifiche assumono particolare importanza nelle caldaie a camera aperta, conosciute anche come caldaie di tipo B.
Le caldaie a camera aperta prelevano infatti l’aria necessaria alla combustione direttamente dal locale nel quale sono installate.
Il loro corretto funzionamento dipende quindi anche dalla ventilazione dell’ambiente, dal tiraggio e dalle condizioni della canna fumaria.
Tra le sostanze prodotte durante la combustione del gas sono presenti anche gli ossidi di azoto, indicati complessivamente con la sigla NOx.
Il controllo del NOx permette di valutare le emissioni inquinanti prodotte dalla caldaia e può fornire informazioni utili sul funzionamento del bruciatore.
Come funziona una caldaia a camera aperta
Da dove viene prelevata l’aria necessaria alla combustione
Una caldaia a camera aperta utilizza l’aria presente nel locale per alimentare la fiamma.
La camera di combustione non è completamente separata dall’ambiente domestico.
Per funzionare correttamente, la caldaia deve ricevere una quantità continua e sufficiente di aria.
Nel locale deve quindi essere presente un’apertura di ventilazione permanente e adeguatamente dimensionata.
Questa apertura non deve essere chiusa, ridotta, coperta con mobili oppure ostruita per evitare l’ingresso di aria fredda.
Una ventilazione insufficiente può alterare la combustione e compromettere il corretto tiraggio della canna fumaria.
Come vengono evacuati i fumi
I prodotti della combustione vengono convogliati verso il camino o la canna fumaria.
Nelle caldaie a camera aperta l’evacuazione avviene generalmente attraverso il tiraggio naturale.
L’aria calda presente nei fumi tende a salire all’interno del condotto e a essere espulsa all’esterno.
Il funzionamento dipende dalle caratteristiche della canna fumaria, dalla sua altezza, dalla sezione, dalla pulizia e dalle condizioni atmosferiche.
Un’ostruzione, un raccordo non corretto o un tiraggio insufficiente possono rallentare l’evacuazione e favorire il ritorno dei fumi nel locale.
Differenza rispetto a una caldaia a camera stagna
Una caldaia a camera stagna preleva l’aria comburente direttamente dall’esterno attraverso un condotto dedicato.
La camera di combustione è separata dall’ambiente nel quale si trova l’apparecchio.
Nelle caldaie a camera aperta, invece, l’aria viene prelevata direttamente dal locale.
Per questo motivo la verifica della ventilazione, del tiraggio e dello scarico dei fumi è particolarmente importante.
Cosa sono gli ossidi di azoto
Cosa significa la sigla NOx
Con la sigla NOx si indica un gruppo di composti formati da azoto e ossigeno.
I principali sono il monossido di azoto, indicato con la sigla NO, e il biossido di azoto, indicato con la sigla NO₂.
Queste sostanze vengono prodotte durante numerosi processi di combustione.
Sono presenti nelle emissioni dei motori, degli impianti industriali, degli apparecchi a gas e degli impianti termici.
Come si formano durante la combustione
Gli ossidi di azoto si formano principalmente quando la combustione raggiunge temperature elevate.
In queste condizioni una parte dell’azoto e dell’ossigeno presenti nell’aria può reagire formando NOx.
La quantità prodotta dipende da diversi fattori.
Tra questi rientrano:
• Temperatura raggiunta dalla fiamma.
• Quantità di ossigeno disponibile.
• Rapporto tra gas e aria comburente.
• Tempo di permanenza dei gas nella zona più calda.
• Forma e caratteristiche del bruciatore.
• Tecnologia utilizzata dalla caldaia.
• Regolazione della combustione.
Le combustioni ad alta temperatura rappresentano una delle principali fonti di ossidi di azoto.
Perché il NOx è inquinante
Effetti sulla qualità dell’aria
Gli ossidi di azoto contribuiscono al peggioramento della qualità dell’aria.
Possono partecipare alla formazione dell’ozono presente a livello del suolo e del particolato secondario.
Questi fenomeni sono particolarmente rilevanti nelle aree urbane, dove alle emissioni degli impianti termici si aggiungono quelle del traffico e delle attività produttive.
Ridurre il NOx prodotto dalle caldaie significa quindi diminuire l’impatto ambientale degli edifici.
Effetti sulla salute
Il biossido di azoto è considerato un inquinante di particolare interesse per la salute pubblica.
L’esposizione può interessare soprattutto l’apparato respiratorio.
L’Organizzazione Mondiale della Sanità include il biossido di azoto tra gli inquinanti per i quali esistono solide evidenze di effetti negativi sulla salute.
Il controllo delle emissioni delle caldaie contribuisce quindi non soltanto alla tutela dell’ambiente, ma anche al miglioramento della qualità dell’aria respirata.
Perché controllare il NOx nelle caldaie a camera aperta
Molte caldaie a camera aperta utilizzano tecnologie meno recenti
Numerose caldaie a camera aperta ancora installate nelle abitazioni appartengono a generazioni tecnologiche precedenti rispetto alle moderne caldaie a condensazione.
Spesso utilizzano bruciatori atmosferici tradizionali.
Questi bruciatori possono non disporre dei sistemi di premiscelazione, modulazione e controllo della fiamma presenti negli apparecchi più recenti.
La quantità di NOx prodotta dipende soprattutto dal progetto della caldaia e dalla tecnologia del bruciatore.
Una corretta manutenzione non può trasformare una vecchia caldaia in un apparecchio moderno a basse emissioni.
Può però evitare che sporcizia, usura o regolazioni scorrette peggiorino ulteriormente la combustione.
Il NOx può segnalare una combustione da approfondire
Un valore anomalo di NOx può richiedere una verifica delle condizioni del bruciatore.
Il tecnico deve valutare il dato insieme a tutti gli altri parametri rilevati durante l’analisi della combustione.
Il NOx non deve mai essere interpretato isolatamente.
Un valore elevato può essere collegato alla temperatura della fiamma, alla regolazione del bruciatore, alla pressione del gas oppure alle caratteristiche costruttive della caldaia.
Il controllo consente di capire se l’apparecchio mantiene un comportamento compatibile con le specifiche tecniche previste dal costruttore.
NOx e monossido di carbonio non sono la stessa cosa
Il monossido di carbonio indica una combustione incompleta
Il monossido di carbonio viene indicato con la sigla CO.
Può formarsi quando il combustibile non riceve abbastanza ossigeno o quando la combustione non avviene correttamente.
Il CO è un gas tossico, incolore e inodore.
Se viene disperso all’interno di un’abitazione può provocare un’intossicazione molto grave.
Nelle caldaie a camera aperta il controllo della ventilazione, della combustione e dello scarico dei fumi è quindi essenziale.
Il Ministero della Salute indica tra le possibili cause di intossicazione da monossido di carbonio la ventilazione insufficiente e i sistemi di scarico dei fumi non funzionanti.
Il NOx riguarda principalmente le emissioni inquinanti
Il NOx è legato soprattutto alla temperatura della combustione e all’impatto ambientale dell’apparecchio.
Una caldaia può produrre poco monossido di carbonio ma avere comunque emissioni significative di NOx.
Allo stesso modo, un valore elevato di NOx non dimostra automaticamente la presenza di monossido di carbonio nell’ambiente.
I due parametri devono essere distinti.
Il controllo del NOx completa la valutazione della combustione, ma non sostituisce mai il controllo del CO.
Cosa viene verificato durante la revisione della caldaia
Controllo e pulizia dei componenti
Durante la manutenzione il tecnico deve verificare lo stato generale della caldaia.
Le operazioni possono comprendere:
• Controllo del bruciatore.
• Pulizia dello scambiatore.
• Pulizia della camera di combustione.
• Controllo degli ugelli.
• Verifica degli elettrodi di accensione.
• Controllo della valvola gas.
• Verifica delle guarnizioni.
• Controllo dei dispositivi di sicurezza.
• Verifica di eventuali perdite di acqua o gas.
• Controllo dei raccordi e del sistema di scarico.
Al termine delle operazioni il tecnico deve verificare che la caldaia si accenda, moduli e si spenga correttamente.
Analisi della combustione
L’analisi della combustione viene effettuata introducendo una sonda nel punto di prelievo dei fumi.
L’analizzatore rileva o calcola diversi parametri.
Tra questi possono essere presenti:
• Temperatura dei fumi.
• Temperatura dell’aria comburente.
• Percentuale di ossigeno residuo.
• Monossido di carbonio.
• Anidride carbonica.
• Eccesso d’aria.
• Perdite attraverso il camino.
• Rendimento di combustione.
• Tiraggio.
• Monossido di azoto.
• Biossido di azoto.
• Valore complessivo del NOx.
Non tutti gli analizzatori dispongono dei sensori necessari per misurare direttamente NO e NO₂.
La misurazione specifica del NOx può quindi richiedere uno strumento appositamente configurato.
Controllo della ventilazione del locale
Il tecnico deve verificare che l’apertura di ventilazione sia presente e libera.
Non deve essere coperta con mobili, cartoni, pannelli oppure altri materiali.
Deve essere valutata anche la presenza di cappe aspiranti, ventilatori o altri apparecchi che possono creare una depressione nel locale.
Una depressione eccessiva può contrastare il tiraggio naturale e favorire il ritorno dei fumi.
I Vigili del Fuoco raccomandano di mantenere aperte le prese di aerazione e ventilazione nei locali in cui sono presenti apparecchi di riscaldamento.
Controllo del tiraggio e della canna fumaria
Il tiraggio deve permettere la completa evacuazione dei prodotti della combustione.
Il tecnico deve controllare il raccordo tra la caldaia e la canna fumaria.
Deve inoltre verificare che non siano presenti deterioramenti, distacchi oppure evidenti ostruzioni.
Quando emergono problemi di tiraggio può essere necessaria un’ispezione più approfondita del camino.
La normale manutenzione della caldaia non sostituisce la pulizia o la videoispezione completa della canna fumaria.
Cosa può provocare un aumento del NOx
Temperatura della fiamma troppo elevata
Una fiamma che raggiunge temperature molto elevate può favorire la formazione di ossidi di azoto.
Il tecnico deve verificare che la caldaia funzioni con la portata termica e la pressione del gas previste dal costruttore.
Una regolazione errata può modificare la temperatura e la forma della fiamma.
Bruciatore sporco o deteriorato
Sporcizia, polvere, residui oppure deformazioni possono alterare la distribuzione del gas.
La fiamma può diventare irregolare e non distribuirsi correttamente sulla superficie del bruciatore.
La pulizia deve essere eseguita utilizzando metodi compatibili con il materiale e con le indicazioni del produttore.
Un bruciatore danneggiato deve essere sostituito.
Ugelli non corretti o parzialmente ostruiti
Gli ugelli regolano il passaggio del gas verso il bruciatore.
Un ugello ostruito, danneggiato o non adatto al tipo di gas utilizzato può modificare la combustione.
Gli ugelli non devono essere allargati, modificati o puliti con strumenti che possano alterarne il diametro.
Pressione del gas non corretta
La pressione del gas deve rispettare i valori previsti dal costruttore.
Una pressione troppo alta o troppo bassa può modificare la potenza della fiamma e il rapporto tra combustibile e aria.
Il controllo deve essere effettuato con strumenti adeguati e da personale abilitato.
Regolazioni eseguite in modo scorretto
Una caldaia non deve essere regolata cercando esclusivamente di abbassare un singolo parametro.
Ridurre il NOx senza considerare il monossido di carbonio, il rendimento e la stabilità della fiamma potrebbe peggiorare la sicurezza della combustione.
Ogni regolazione deve rispettare le indicazioni del costruttore.
Dopo l’intervento l’analisi dei fumi deve essere ripetuta.
Il controllo del NOx è sempre compreso nella prova fumi?
La normale analisi non misura necessariamente il NOx
La prova fumi comprende la verifica dei principali parametri della combustione.
La misurazione diretta del NOx non è però automaticamente presente in tutti i controlli e in tutti gli analizzatori.
Per rilevare NO e NO₂ possono essere necessari sensori specifici.
Prima di richiedere questo controllo è quindi opportuno verificare che il tecnico disponga di uno strumento adeguato.
Il NOx non sostituisce i controlli obbligatori
La misurazione del NOx non sostituisce il controllo del monossido di carbonio, del rendimento, del tiraggio e della sicurezza dell’impianto.
Deve essere considerata un’informazione aggiuntiva utile per valutare le emissioni della caldaia.
L’eventuale necessità di effettuare una misurazione specifica dipende dalla tipologia dell’apparecchio, dalla finalità dell’intervento e dalle disposizioni applicabili.
Caldaie a camera aperta a basso NOx
I limiti introdotti per i nuovi apparecchi
La normativa europea ha introdotto requisiti specifici per le emissioni degli apparecchi di riscaldamento.
Dal 26 settembre 2018 le caldaie a gas immesse sul mercato devono rispettare un limite di emissione di ossidi di azoto pari a 56 mg/kWh, espresso come biossido di azoto e riferito al potere calorifico superiore del combustibile.
Questo requisito ha favorito lo sviluppo di bruciatori progettati per ridurre la temperatura della fiamma e contenere la produzione di NOx.
Sostituzione delle caldaie collegate a canne fumarie collettive
In determinati edifici condominiali sono ancora presenti caldaie a camera aperta collegate a canne fumarie collettive ramificate.
In questi casi può essere consentita la sostituzione con un nuovo apparecchio di tipo B compatibile con il sistema esistente.
CURIT specifica che le caldaie a camera aperta commercializzate per queste sostituzioni devono essere a basso tenore di NOx dal 26 settembre 2018.
La sostituzione deve comunque essere valutata da un tecnico considerando la canna fumaria, le caratteristiche dell’edificio e la possibilità di utilizzare soluzioni alternative.
Cosa fare se il valore del NOx è elevato
Individuare la causa prima di effettuare regolazioni
Un valore elevato non significa automaticamente che la caldaia debba essere sostituita.
Il tecnico deve prima verificare:
• Condizioni del bruciatore.
• Pulizia dello scambiatore.
• Pressione del gas.
• Stato degli ugelli.
• Portata termica.
• Distribuzione e stabilità della fiamma.
• Parametri indicati dal costruttore.
• Corretto afflusso dell’aria.
• Tiraggio della canna fumaria.
Dopo la pulizia o la regolazione deve essere eseguita una nuova misurazione.
Valutare i limiti tecnici della caldaia
Una caldaia molto vecchia può continuare a produrre quantità elevate di NOx anche dopo una manutenzione accurata.
Questo può dipendere dal progetto del bruciatore e della camera di combustione.
In questi casi il tecnico deve valutare se l’apparecchio può continuare a funzionare in condizioni adeguate oppure se sia più conveniente sostituirlo.
Quando sostituire una vecchia caldaia a camera aperta
Segnali che rendono opportuna una valutazione
La sostituzione può essere presa in considerazione quando:
• La caldaia presenta guasti frequenti.
• I ricambi sono difficili da reperire.
• Il bruciatore o lo scambiatore sono deteriorati.
• Il rendimento è basso.
• I consumi sono elevati.
• La combustione non può essere regolata correttamente.
• Le emissioni rimangono elevate.
• La canna fumaria richiede importanti lavori.
• I costi di riparazione sono sproporzionati rispetto al valore dell’apparecchio.
La scelta deve essere effettuata considerando l’intero impianto.
Non basta confrontare soltanto il prezzo della vecchia caldaia con quello del nuovo apparecchio.
Devono essere valutati anche la canna fumaria, lo scarico della condensa, le tubazioni, la regolazione e i terminali di riscaldamento.
Perché effettuare regolarmente la revisione della caldaia
Prevenire guasti e situazioni pericolose
Una caldaia può continuare a funzionare anche quando la combustione non è ottimale.
L’assenza di blocchi o rumori anomali non garantisce che l’apparecchio sia sicuro ed efficiente.
La manutenzione permette di individuare tempestivamente componenti usurati, ostruzioni, problemi di tiraggio e anomalie della combustione.
Ridurre i consumi
Un bruciatore pulito e correttamente regolato permette alla caldaia di utilizzare il gas in modo più efficiente.
La manutenzione non può eliminare i limiti di un apparecchio vecchio, ma può evitare inutili sprechi dovuti a sporco o cattive regolazioni.
Limitare le emissioni
Il controllo della combustione consente di verificare il monossido di carbonio, il rendimento e gli altri parametri fondamentali.
Quando viene eseguita anche la misurazione del NOx è possibile ottenere una valutazione più completa dell’impatto ambientale della caldaia.
Revisione della caldaia significa sicurezza, efficienza e rispetto dell’ambiente
Il controllo del NOx è particolarmente utile nelle caldaie a camera aperta di vecchia generazione, spesso dotate di bruciatori atmosferici tradizionali.
Permette di approfondire la qualità della combustione e di valutare le emissioni inquinanti prodotte dall’apparecchio.
Il NOx non deve però essere confuso con il monossido di carbonio.
Il controllo del NOx non sostituisce le verifiche relative al CO, alla ventilazione, al tiraggio e alla canna fumaria.
Una revisione completa deve considerare contemporaneamente la sicurezza delle persone, il rendimento della caldaia e il suo impatto ambientale.
Affidare la manutenzione a un tecnico abilitato permette di mantenere l’impianto efficiente, individuare eventuali anomalie e valutare quando una vecchia caldaia a camera aperta deve essere riparata oppure sostituita.
