Caldaia Elettrica Fai-da-te

Riassunto

Dopo aver ‘scoperto’ nel 2010 che,  per vari motivi si spende meno  a riscaldare l’ acqua calda sanitari con un semplice boiler elettrico al posto della caldaia gas istantanea ho voluto verificare cosa succedeva a riscaldare la casa con la energia elettrica. Nel 2012  realizzai un caldaia elettrica provvisoria,  simile a quella descritta in questa pagina e,  a fine Aprile,  tolsi la vecchia caldaia  a gas e montai per un mese quella elettrica facendo dei rilievi termici. Non  sto a farla lunga ma emerse con chiarezza che non c’era la convenienza e  compresi perché non si poteva ripetere quanto visto per il boiler. QUI

Ho riesumato  questo progetto perché  prima o poi dovrò cambiare la mia vecchia caldaia a metano e con quello che ci manda a dire l’Europa sulla volontà, entro alcuni anni,  di bandire il gas come sorgente riscaldamento domestico pone il problema di cosa fare. QUI

Come alternativa alle caldaia a gas l’Europa sta  spingendo sulle pompe di calore le quali oltre ad avere una resa   inferiore rispetto alle caldaie a gas a condensazione hanno anche costi di istallazione elevati se non fosse possibile utilizzare i vecchi  termosifoni ed ecco che allora,  chi non vuole mettere sottosopra la casa potrebbe considerare una  caldaia elettrica, magari facendola  da se perché  essa  può sostituire  con estrema facilità la vecchia caldaia a gas senza apportare nessuna modifica agli impianti esistenti,  se non un ‘irrobustimento  dei cavi di alimentazione  e cambio contatore se non fossero adeguati e,  alla fine dei conti, come vedremo,  potrebbe rivelarsi una scelta accettabile se  si riesce ad alleggerire la bolletta elettrica affiancandola ad un camino o una stufa essendo il legno una fonte rinnovabile sembra che sia accettato dalla Europa come modalità di riscaldamento.

 

schema  idraulico caldaia elettrica

Legenda:

Rci, Rc2, Rc3=Rubinetti

Calorif...=Caloriferi esistenti

Vaso espansione da 8 litri circa= Non é obbligatorio istallarlo vicino allo scambiatore e quindi é risultato comodo metterlo in prossimità di un calorifero, in tal modo si ricupera spazio per eventuali interventi manutentivi sui componenti della caldaia.

M=Manometro per misurare la pressione dell’impianto istallato come sopra

Vs=Valvola di sicurezza tarata  a 3 BAR che interviene in caso di sovrappressione, istallata come sopra

Pompa= E’ un comune circolatore per caldaie a gas.

Pr=Pressostato tarato a 3 BAR, se interviene manda in blocco la caldaia

Scambiatore elettrico: E’ il cuore dell’impianto e può essere realizzato in almeno due modi:

1) Utilizzando tre boiler tipo sotto lavello da 5 litri cadauno messi in serie come circuito idraulico e parallelo come resistenze elettriche.

Vantaggi: si usano  componenti commerciali e non si deve inventare nulla

Svantaggi:Costo, spazio occupato.

2) Costruzione del contenitore delle resistenze.

Vantaggi: minore spesa, spazio occupato ridotto. Il bollitore ha una struttura in ferro, misura  Lunghezza=22Cm, larghezza 22 Cm, altezza 32 Cm. In esso sono alloggiate 4 resistenze da 2000 watt cadauna ma solo tre sono collegate, la quarta é di scorta: poniamo che il giorno di Natale ne brucia una, in un attimo si esclude  e al suo posto si collega  quella di scorta e poi con calma si fa  la riparazione.

schema  elettrica caldaia

Legenda:

I= Interruttore magnetotermico bipolare 30A

PA=Pulsante avviamento

F=Fusibile 30 A

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

TM =termostato di sicurezza temperatura misurata sul bollitore tarato a 70 gradi centigradi. Tensione di lavoro di 250V c.a 5 A. Foto

TC= Termostato di servizio  temperatura misurata sul bollitore tarato fisso a 50 gradi centigradi Tensione di lavoro di 250V c.a 5 A.Foto

Lv= lampada spia 24 volt;  Lp=lampada spia 220 volt

R= resistenze boiler da 2000 watt 220 volt

RV=Regolatore tensione 8000 watt

nota: nello schema manca l’amperometro perché gli assorbimenti li rilevo da un interessante dispositivo inserito nel quadro generale della casa QUI

             ——Funzionamento——

All’inizio della stagione invernale, dopo aver chiuso l’interruttore I, si preme il pulsante PA e  il relé RV si eccita e rimane chiuso per tutta la stagione se non ci sono guasti provocati  o dal superamento della temperatura massima sul bollitore rilevata dal termostato TM oppure dall’intervento del pressostato PR provocato, ad esempio,  dall’arresto della pompa.

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. Agendo sul variatore di tensione VR si varia la potenza media applicata alle resistenze in modo da mantenere la temperatura dell’acqua al valore desiderato, attorno ai 50 gradi centigradi. Al superamento di tale valore il termostato TC, che sente la temperatura sulla custodia metallica della caldaia,  si apre e disalimenta il contattore C  cosi come quanQUIdo il termostato ambiente TA si apre per il raggiungimento della temperatura impostata.

Va precisato che la costruzione fai-da-te da della caldaia da soddisfazione a si diverte a fare queste cosa ma alla fine dei conti si spende quasi come a comprarla nuova. QUI

Quanto costa riscaldare la casa con la caldaia elettrica?

Parecchio, tra tutti i sistemi  é quello abbondantemente più costoso. Il meno costoso é dato dal  riscaldamento a legna con camino o stufa ma é impegnativo come logistica.

Tra questi   estremi si collocano le caldaie a gas e le pompe di calore aria- acqua. Comunque la si giri spenderemo  di più se ci tolgono il gas. I calcoli sui costi di riscaldamento che ho considerato sono in gran parte basati sulle sperimentazioni che conduco da anni nella mia abitazione avente le seguenti caratteristiche:

Villino a schiera non di testa su tre livelli, 120 mq da riscaldare, doppi vetri costruzione anni 90 ben soleggiato. Consumo totale annuo gas riscaldamento=1050 MC  a cui corrispondono 10.000 kwh termici. Per avere lo stesso calore con la caldaia elettrica occorrono circa 7000 kwh elettrici.  Il confronto tra le varie sorgenti é riassunto QUI

 

Dalla tabella emerge con chiarezza la graduatoria dei rendimenti ma a me interessa porre in evidenza la opzione gialla e cioé riscaldamento elettrico con l’aggiunta di 20 quintali di legna bruciata nel camino.

L’assorbimento della rete elettrica si dimezza,  trattasi di una inferenza teorica che si basa su quanto faccio da alcuni anni:  aiuto   la caldaia gas bruciando 20 quintali di legna e questo ha dimezzato  il consumo di metano: da 1050 metri cubi anno a 550 metri cubi anno. La mattina alle 7 parte la caldaia  a gas e lavora sino alle 15 dopo di che accendo il camino che riscalda la casa sino a sera, il termostato caldaia si ferma sino al giorno dopo. Questa modalità deve produrre  gli stessi effetti se al posto della caldaia a gas ci fosse quella elettrica e quindi il consumo di energia della caldaia elettrica si dimezza attestandosi a circa 3500 kwh, lo stesso valore che i costruttori di pompe di calore aria-acqua stimano per una casa come questa. QUI

Notare che se al posto di un comune camino, notoriamente poco efficiente ci fosse un termo camino, o stufe di nuova generazione a pellet la quantità di legname occorrente per pareggiare i conti si abbasserà non poco rendendo questa soluzione interessante.

E’ ovvio che la bolletta elettrica si dimezza e pareggia i costi della pompa di calore,  non solo con la legna ma anche con il supporto  di un impianto fotovoltaico in grado di generare circa 3500 kwh tra Ottobre ed  Aprile e questo comporta una potenza installata FV non inferiore a 4,5 Kw.

 

I privati utilizzatori che vogliano raccontare la loro esperienza in merito possono utilizzare il seguente modulo.



 

Riferimenti:

https://www.repubblica.it/green-and-blue/2021/07/10/news/caldaie_a_gas_lo_stop_nei_prossimi_anni_l_alternativa_sono_le_pompe_di_calore-305048460/

https://www.ilportaleofferte.it/portaleOfferte/

Assorbimento energia elettrica pompe di calore

Domande e risposte pompe di calore

Caldaia elettrica fai-da-te, un altro progetto

https://www.hoval.ch/it_CH/Quanta-elettricit%C3%A0-consuma-una-pompa-di-calore%3F/wie-viel-strom-benoetigt-eine-waermepumpe

https://www.vaillant.it/home/approfondimenti-e-consigli/risorse-energetiche-disponibili/domande-frequenti-climatizzazione/cos-e-il-cop/