Riassunto

La caldaia elettrica illustrata in questa pagina é stata  costruita per sostituire la vecchia caldaia a gas metano non più affidabile. Ha iniziato il servizio nel 2024 con lo scopo di verificare quanto costava riscaldare con energia elettrica al posto del gas. L’esito ha superato ogni più ottimistica aspettativa per cui  questa caldaia rimarrà in servizio in modo permanente.

Schema  idraulico caldaia elettrica

Legenda:

Rci, Rc2, Rc3=Rubinetti

Calorif...=Caloriferi esistenti

Vaso espansione da 8 litri circa= Non é obbligatorio istallarlo vicino alla caldaia  e quindi mi é risultato comodo metterlo in prossimità di un calorifero.

M=Manometro,  per misurare la pressione dell’impianto, può essere istallato anche lui, sul circuito dei caloriferi.

Vs=Valvola di sicurezza tarata  a 3 BAR si può istallare dove si vuole, serve a scaricare l’acqua qualora, causa guasto la pressione del circuito idraulico dovesse superare i normale valore di servizio oscillante tra 0,8 e 1,2 BAR.

PR= Pressostato rivelatore minima pressione acqua.

Pompa= E’ un comune circolatore per caldaie a gas montato alla uscita dello scambiatore o dove si vuole.

Custodia scambiatore elettrico:  Lunghezza=35 Cm, larghezza 11 Cm, altezza 35 Cm, spessore 8 mm in ferro. In esso sono alloggiate 4 comuni resistenze per boiler da 2000  watt cadauna. Lavorano tutte, per distribuire bene il calore ma sono sottoalimentate perché la potenza massima a cui viene fatta funzionare la caldaia é di 3500 watt.

schema  elettrico caldaia

 

Legenda:

PA=Pulsante avviamento

STOP=Pulsante arresto

T=trasformatore servizi ausiliari 220/24 volt 50 VA

RV=Relé vigilanza  octal 250v 10A bobina 24 volt c.a .Foto relé  Foto zoccolo.

 C= CONTATTORE ABB Tipo A16-30-10 Bobina 24V 50-60 Hertz Foto

TS =termostato di sicurezza temperatura misurata sul bollitore tarato a 45 gradi centigradi. Tensione di lavoro di 250V c.a 5 A. QUI

TH= Termostato di servizio  temperatura dell’acqua tarato fisso a 40° QUI

TA=Cronotermostato ambiente

PR= Pressostato minima pressione acqua

R= resistenze boiler da 2000 watt 220 volt

SCR voltage regulator: regola la potenza sulle resistenze.  Specifiche: Tensione di esercizio: CA 220 V Potenza massima: 10000 W Regolazione della tensione: 10-220 V Corrente massima: 100 A  QUI

In alternativa al regolatore di tensione si possono mettere dei diodi per dimezzare la tensione sulle resistenze ma in tal caso non c’e possibilità di regolazione.

             ——Funzionamento——

Si  preme il pulsante PA,   il relé RV si eccita e rimane chiuso per tutta la stagione se non ci sono guasti o se non va via l’energia perché in tal caso occorre riarmare.

La eccitazione di RV provoca la chiusura del contattore  C  e la chiusura dei suoi contatti principali fa fluire corrente nelle resistenze dello scambiatore mentre con la chiusura del suo contatto ausiliario   avvia  il circolatore. Il termostato TH potrebbe  interviene temporaneamente per mantenere la temperatura dell’acqua entro 40° ma questo in pratica non accade perché a regime la temperatura dell’acqua non si stabilizza al massimo attorno ai 35 gradi.

La potenza sulle resistenze si regola agendo sul potenziometro del SCR voltage regulator.

Le sicurezze sono affidate al pressostato che manda in blocco la caldaia quando la pressione nel circuito é minore di 0,8 BAR oppure la temperatura sul coperchio  dello scambiatore supera 45 gradi centigradi.

Nel caso di pressione superiore a 3 BAR interviene la valvola di sicurezza Vs che scarica l’acqua in eccesso.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

—————–NOTE SUL PROGETTO——————-

All’hobbista é permesso di fare tutto purché non faccia danni se no sono guai a partire dalla moglie….

In questo progetto il guaio da evitare é l’incendio e quindi oltre alle sicurezze che bloccano il funzionamento in presenza di riscaldamento anomalo,  descritte sopra,  occorre grande attenzione alla scelta dei materiali che siano il più possibile ignifughi, che non propaghino cioé la fiamma e a  tal riguarda stavo per fare una castronata  che racconto per evitare che altri facciano lo stesso errore.

Come pannello di controllo avevo acquistato una cassetta in PVC  di una buona marca QUI. Se l’avessi usata avrei risparmiato del lavoro in quanto aveva le barre DIN già montate, lo sportello e gradevole alla vista.

Dopo aver fatto i fori per il passaggio cavi , prima di iniziare il cablaggio, mi viene la ‘ispirazione’ di provare a bruciare i i pezzi tondi residui della foratura per vedere la reazione al fuoco: mi sono spaventato, appena accostati alla fiamma  si sono incendiati completamente con abbondante emissione di fumo nero, questo significa che in caso di incendio, che con gli apparati elettrici non si può mai escludere, la cassetta avrebbe contribuito non poco alla propagazione della fiamma.

Dopo ampia ricerca ho scelto una cassetta completamente metallica  nata per contenere il contatore dell’acqua ma che per il mio  mio progetto andava bene, ho perso del tempo per adattarla ma adesso sono tranquillo QUI. perché, essendo il lamiera zincata,  non potrà mai incendiarsi.

Il pregio di questa caldaia elettrica fai da te  é la sua affabilità: anche se il giorno di Natale dovesse guastarsi  una resistenza, non si sta al freddo:   basta aprire il relativo interruttore e la caldaia continua il servizio con le altre tre resistenze e quella guasta la si cambia quando si ha tempo. La potenza complessiva istallata nello scambiatore é infatti di 8000 watt (4 resistenze in parallelo da 2000 cadauna) che in condizioni normali sono alimentate al  40% della potenza nominale per cui, anche se ne brucia una,  si agisce sul regolatore e si compensa tale mancanza. Qualsiasi guasto negli altri componenti lo si può risolvere  subito,  se si ha il ricambio in casa, l’unico che richiede un paio di ore per la sostituzione é il circolatore ma trattasi di un componente che può funzionare decenni senza problemi, talvolta si guasta solo il condensatore di avviamento che si può cambiare in pochi minuti.

Un cenno ai costi: dovendo acquistare tutto nuovo per la costruzione fia fai-da-te si spende poco meno di una caldaia elettrica comprata sul mercato,  se invece si recupera qualche cosa di usato, a partire dal circolatore,  facilmente recuperabile da caldaie in disuso,  si può arrivare a molto meno.

Il  vantaggio del fai-da-te é la soddisfazione di costruirsi una caldaia e  non dipendere più da nessuno per la manutenzione e questo rappresenta un bel risparmio.

Comunque vada sono vicino all’obbiettivo  a cui sto lavorando dal   2010 di porre fine alla ‘mungitura’ periodica per la manutenzione della caldaia a gas e essere indipendente senza spendere di più:

 

  ISTALLAZIONE CALDAIA ELETTRICA

Al Luglio 2024 ho rottamato la vecchia caldaia a gas dopo 32 anni di servizio e al suo posto ho messo questa:

RENDIMENTO DI QUESTA CALDAIA ELETTRICA

Alla  caldaia elettrica é attribuito un maggior rendimento  del 30% circa rispetto ad una caldaia a Gas tradizionale. In realtà i risultati di questa sperimentazione hanno dimostrato che il  rendimento é molto  maggiore.

La  caldaia consuma 4500 kwh/anno  per riscaldare la casa. Al prezzo unitario della energia elettrica (con contatore da 6 kw)  di 0.282 EURO/kwh   corrisponde una spesa totale annua di 1268  EURO.

Per riscaldare lo stesso alloggio, alla stessa temperatura con la vecchia caldaia a gas consumavo 1000 metri cubi di metano all’anno (escluso il gas per cucina che vale circa 80mc/anno), al  prezzo unitario del gas di  1.13 EURO/metro cubo   corrisponde a una spesa annua totale  di EURO 1130.

Dato che a 1 metro cubo di metano corrispondono circa 10  kwh termici si ha che la caldaia a gas bruciava 10000 kwh/anno (1000×10) a fronte di questa elettrica che invece consuma 4500 kwh  per cui la resa termica della  caldaia elettrica é più che doppia rispetto alla caldaia a gas (2,22 volte) . Se  il rendimento fosse uguale tra i due tipi di caldaia la maggior spesa sarebbe consistente perché un kwh termico prodotto via elettrica costa 2.50 volte la stessa energia termica prodotta con il gas ma, tenendo conto del forte maggior rendimento della caldaia elettrica si arriva quasi a pareggiare i due costi (+12%). Tale maggior spesa é largamente compensata dal fatto che si sono annullati i rischi connessi alle caldaie a gas che ogni anno fanno esplodere qualche alloggio e per la possibilità per l’utente finale competente di eseguire da se la manutenzione. Le caldaia elettriche, infatti , non presentando i noti rischi connessi al gas devono solo rispettare le norme CEI, essere costruite secondo regole di buona tecnica ma non soggiaciono agli obbligatori annuali controlli di legge che devono essere fatti tassativamente da aziende certificate..

Cliccare QUI per vedere i costi complessivi attualizzati energia  elettrica e gas del mio alloggio  che nel corso degli anni mi hanno portato a sostituire il gas con la energia elettrica.

INTERVENTI ESEGUITI SULL’IMPIANTO ELETTRICO DI CASA PER OSPITARE LA CALDAIA ELETTRICA

Come già scritto sopra la caldaia lavora a circa 3,5kw, dato che il contatore é di 6Kw  se essa dovesse funzionare in contemporanea con le altre utenze energivore della casa farebbe scattare in continuazione il contatore. Ho risolto Il problema utilizzando un gestore carichi qui  che distacca la corrente che va alle resistenze per tutto il tempo necessario. Avevo dei timori che questi distacchi pregiudicassero il lavoro della caldaia ma é andato tutto bene perché si é dimostrato che ha tutto il tempo di recuperare durante la giornata. Al fine di evitare qualsiasi surriscaldamento ai cavi sarebbe stato bello predisporre una linea dedicata che dal contatore posto fuori  casa arrivasse alla caldaia ma questo comportava un intervento costoso che non mi sono sentito di fare perché non sapevo se l’esperimento avesse avuto esito favorevole. Ho quindi optato verso una soluzione intermedia: In casa, nel pannello a cui si attesta la linea che viene dal contatore, a monte di tutto ho collegato 2 cavi da 6mmq che raggiungono direttamente la caldaia e li ho predisposto il differenziale, il tutto ha funzionato egregiamente.