Come funziona il HDO nella caldaia elettrica

Un esempio pratico per comprendere il funzionamento dell'HDO

Immaginiamo una casa appena costruita, dotata di una caldaia elettrica, un sistema di riscaldamento a pavimento e un serbatoio di accumulo. Questo scenario permette di illustrare in modo concreto il concetto e il vantaggio di utilizzare l'HDO (comando a distanza di massa) nel sistema di riscaldamento. La famiglia ha scelto questa soluzione in quanto non era disponibile una rete di gas nel quartiere e l’alternativa si sarebbe rivelata molto costosa. La caldaia è collegata a una tariffa doppia, con un ricevitore HDO installato, e non richiede un regolatore esterno poiché i contatti sono integrati nel modello selezionato. In questo modo, il sistema è in grado di sfruttare al massimo i periodi a tariffa ridotta.

Durante il blocco notturno della tariffa bassa, che è generalmente il più lungo, la caldaia funziona a pieno regime e riscalda l’acqua nel serbatoio di accumulo a una temperatura superiore a quella necessaria per il riscaldamento. Questa riserva di calore viene quindi gradualmente distribuita attraverso il sistema a pavimento durante il periodo a tariffa alta, quando la caldaia non può funzionare a piena potenza. Il sistema a pavimento, grazie alla sua inerzia termica, rilascia il calore in maniera lenta e costante, mantenendo una temperatura confortevole all’interno dell’abitazione.

Inoltre, durante il breve blocco notturno del pranzo, la caldaia utilizza un ulteriore periodo a tariffa bassa per "ricaricare" il sistema, garantendo un ulteriore livello di comfort, soprattutto in inverno. Il risultato è che la maggior parte dell’energia elettrica utilizzata per il riscaldamento avviene a un prezzo più vantaggioso. Questo esempio mostra come l’HDO non sia solo uno strumento per risparmiare sull’elettricità, ma anche una componente fondamentale per il corretto funzionamento di un sistema di riscaldamento elettrico.

Dal grafico si può osservare come i periodi a tariffa bassa siano distribuiti durante le 24 ore e non limitati esclusivamente alla notte. La caldaia, dotata di HDO, cerca di concentrare il proprio consumo principalmente in questi intervalli. In assenza di HDO, la caldaia dovrebbe funzionare a pieno regime a qualsiasi ora del giorno, con un conseguente aumento dei costi operativi.

Principio semplificato del controllo della caldaia elettrica tramite HDO.

Che cos’è esattamente l’HDO e come funziona

L’HDO è un sistema gestito direttamente dal distributore di energia elettrica per controllare in tempo reale l’uso di apparecchi elettrici ad alto consumo, come le caldaie elettriche, le stufe elettriche, le pompe di calore e gli apparecchi di riscaldamento dell’acqua calda. Questo controllo avviene attraverso un segnale che entra in casa in due modi: sovrapposto alla tensione elettrica esistente, oppure ricevuto tramite un’antenna dedicata, in base alla località. In entrambi i casi, il segnale invia informazioni precise su quando la tariffa dell’elettricità cambia da alta a bassa o viceversa.

Il segnale ricevuto dal ricevitore HDO permette alla caldaia di adattare automaticamente il proprio consumo in base alla tariffa corrente. Questo è un vantaggio economico rilevante, poiché i periodi a tariffa bassa sono solitamente più economici rispetto a quelli a tariffa alta.

È importante sottolineare che la programmazione dell’HDO non si basa su un semplice schema "giorno/notte", ma su un programma composto da diversi blocchi, distribuiti durante il giorno e la notte. I blocchi notturni sono in genere più lunghi, mentre quelli durante il giorno sono brevi e posizionati intorno a orari specifici, come intorno a mezzogiorno o nel pomeriggio. Questo programma può variare in base alla stagione, alla regione e al distributore di energia, quindi non esiste una tabella unica valida in tutti i casi. Chi desidera conoscere i dettagli esatti del proprio piano tariffario dovrà verificare direttamente le informazioni fornite dal distributore, che sono reperibili nelle condizioni contrattuali o nella sezione dedicata al cliente.

La flessibilità e la varietà dei periodi di tariffa bassa richiedono una caldaia in grado di adattarsi rapidamente al cambio di regime. Solo con un sistema HDO ben integrato si può ottenere un consumo ottimizzato e, di conseguenza, una riduzione significativa delle spese energetiche.

Come si collega l’HDO alla caldaia elettrica

Per sfruttare appieno le potenzialità dell’HDO, è necessario disporre di un ricevitore HDO installato all’interno dell’abitazione. Questo dispositivo riceve il segnale inviato dal distributore e attiva o disattiva il circuito elettrico della caldaia in base al periodo di tariffa. Il ricevitore HDO è generalmente installato durante la configurazione della tariffa doppia, da parte del distributore o di un tecnico specializzato.

Una volta ricevuto il segnale, il ricevitore attiva un contatto o un relè che collega la caldaia al sistema elettrico. Quando la tariffa è bassa, il contatto permette alla caldaia di funzionare a pieno regime; quando la tariffa torna alta, il contatto interrompe o limita l’alimentazione, in base al modello di caldaia. Questo controllo automatico garantisce che la caldaia non consumi energia elettrica a costi elevati, ma solo durante i periodi a tariffa vantaggiosa.

I produttori risolvono il problema dell’HDO in due modi diversi:

1. Caldaie con contatti integrati. Alcuni modelli di caldaia elettrica sono già dotati di contatti interni per gestire l’HDO. Questa soluzione semplifica l’installazione e riduce la complessità del sistema, rendendo il processo più affidabile nel lungo termine.
2. Caldaie con regolatore esterno. Altri modelli richiedono l’installazione di un regolatore esterno, che gestisce la commutazione in base al segnale HDO. Questo regolatore ha anche la funzione di limitare la potenza della caldaia in caso di sovraccarico, per evitare interruzioni dovute a sovrascarichi del fusibile. Questo è particolarmente utile in case con un consumo elettrico elevato, dove possono coesistere diversi grandi apparecchi come forni, pompe di calore o stazioni di ricarica per auto elettriche.

La scelta tra questi due approcci dipende dal modello di caldaia selezionato e deve essere valutata insieme a un tecnico specializzato e al fornitore. In fase di progettazione del sistema di riscaldamento, è bene considerare fin da subito la possibilità di installare l’HDO, in modo da ottimizzare la configurazione elettrica e il funzionamento della caldaia.

Perché è importante l’accumulo termico

Data la natura intermittenza dell’HDO, in cui la caldaia può funzionare a pieno regime solo durante i periodi a tariffa bassa, sorge una domanda fondamentale: come si mantiene la temperatura all’interno dell’abitazione durante i periodi a tariffa alta, quando la caldaia non può funzionare a piena potenza? La risposta risiede nell’accumulo termico, una proprietà fisica che permette al sistema di riscaldamento di mantenere il calore prodotto anche quando la sorgente non è attiva.

In pratica, l’accumulo termico può essere realizzato in due modi principali:

1. Accumulo in una vasca di acqua calda. Durante i periodi a tariffa bassa, la caldaia elettrica può riscaldare una quantità maggiore di acqua rispetto al consumo effettivo. Questa riserva di calore viene conservata nella vasca e successivamente rilasciata al sistema di riscaldamento durante i periodi a tariffa alta. Più grande e meglio isolata è la vasca, più tempo può mantenere una temperatura utile per il riscaldamento.
2. Inerzia dell’edificio e del sistema di riscaldamento. Un edificio costruito con materiali termicamente massicci, come muri spessi, cemento o pavimenti a riscaldamento con una struttura termica elevata, funge da serbatoio naturale di calore. Una volta riscaldato, questo ambiente mantiene il calore per ore anche dopo che la caldaia ha smesso di funzionare. Questo rende il riscaldamento a pavimento una soluzione particolarmente adatta per sfruttare l’HDO, grazie alla sua capacità di rilasciare il calore in modo lento e costante.

Viceversa, un sistema di riscaldamento con radiatori tradizionali, in un edificio leggero e poco isolato termicamente, non è in grado di mantenere il calore per lungo tempo. In questi casi, la temperatura all’interno dell’abitazione può diminuire rapidamente durante i periodi a tariffa alta, compromettendo il comfort e l’efficienza del sistema. Per questo motivo, è fondamentale considerare l’accumulo termico fin dalla fase iniziale della progettazione del sistema, piuttosto che aggiungerlo successivamente, quando si inizia a percepire un calo di temperatura.

Quali caldaie hanno l’HDO già predisposto

Quando si sceglie una caldaia elettrica, è importante verificare in anticipo se il modello scelto è già dotato di contatti per l’HDO o se è necessario aggiungere un regolatore esterno. Entrambe le soluzioni sono valide e affidabili, ma richiedono un’installazione diversa. Per aiutarLa nella scelta, di seguito sono riportati tre modelli disponibili in catalogo che supportano l’HDO:

Thermona THERM EL 8 – caldaia elettrica con contatti integrati per l’interruzione sicura delle singole fasi, pronta per il collegamento diretto al segnale HDO senza la necessità di un regolatore esterno. Adatta come fonte diretta di calore per un sistema con vasca di accumulo o con riscaldamento a pavimento. Prezzo a partire da 709,53 €.

Protherm Ray 14KE – caldaia elettrica più potente, alla quale è possibile aggiungere un regolatore esterno trifase con supporto per l’HDO e protezione contemporanea contro il superamento della corrente del disgiuntore – in caso di rischio di sovraccarico, il regolatore disconnette automaticamente i gradi di potenza. Buona scelta per le case con una potenza installata più elevata e con diversi elettrodomestici connessi in parallelo. Prezzo a partire da 961,00 €.

Buderus Logamax E213-4 – caldaia elettrica compatta del marchio Buderus, che si collega standardmente al circuito HDO bitermico tramite un interruttore controllato da un ricevitore HDO esterno o fornito dal distributore. Buona scelta per piccoli e medi edifici con riscaldamento a pavimento o con una vasca di accumulo. Prezzo a partire da 661,26 €.

Attack Electric Excellent 8 (7,5 kW) – caldaia con controllo diretto tramite l’applicazione mobile, grazie alla quale Lei può controllare quando effettivamente sta funzionando e se il suo funzionamento rispetta i periodi a tariffa bassa, anche quando non è in casa. Un controllo pratico su quanto bene il collegamento HDO funziona in pratica. Prezzo a partire da 1 018,00 €.

Componenti fondamentali necessari per un collegamento HDO funzionante.

Esempio pratico reale

Esempio 1 – casa familiare con riscaldamento a pavimento e serbatoio di accumulo. La casa, costruita recentemente, è dotata di una caldaia elettrica, un sistema a pavimento e un serbatoio di accumulo. La caldaia è collegata a una tariffa doppia con ricevitore HDO integrato, quindi non è stato necessario installare un regolatore esterno.

Durante il blocco notturno a tariffa bassa, la caldaia funziona a pieno regime e riscalda l’acqua nel serbatoio a una temperatura superiore a quella necessaria per il riscaldamento. Questo calore viene successivamente distribuito attraverso il sistema a pavimento durante il periodo a tariffa alta, quando la caldaia funziona solo in modo limitato. L’inerzia termica del sistema e la capacità del serbatoio di accumulo garantiscono una temperatura costante all’interno della casa, anche quando la caldaia non è attiva. Il breve blocco notturno del pranzo viene utilizzato come ulteriore periodo di ricarica, soprattutto in inverno.

Il risultato è che la maggior parte del consumo elettrico avviene durante i periodi a tariffa bassa, riducendo significativamente i costi del riscaldamento. Questo scenario dimostra che, grazie a un sistema ben progettato, è possibile sfruttare al massimo l’HDO, riducendo i costi energetici senza compromettere il comfort.

Esempio 2 – appartamento ristrutturato con radiatori senza serbatoio di accumulo. In questo caso, un appartamento ristrutturato ha sostituito il vecchio sistema elettrico con una caldaia elettrica collegata a radiatori tradizionali, ma senza un serbatoio di accumulo. L’HDO è stato installato in modo simile al primo caso, ma a causa dell’inerzia termica ridotta, la temperatura all’interno dell’appartamento cala sensibilmente durante i periodi a tariffa alta, soprattutto nei giorni freddi.

Questa situazione rappresenta un esempio tipico in cui è necessario aggiungere un accumulo termico, come un serbatoio più piccolo o una caldaia ad accumulo, per compensare la mancanza di capacità di conservazione. L’esperienza insegna che l’HDO da solo non basta a garantire un comfort ottimale: è fondamentale progettare il sistema in modo da disporre di una riserva sufficiente di calore per coprire i periodi a tariffa alta. Solo in questo modo si può sfruttare appieno il risparmio offerto dall’HDO.

Entrambi gli esempi dimostrano che il semplice collegamento all’HDO non è sufficiente per ottenere un risultato soddisfacente. È necessario pianificare con attenzione l’intero sistema di riscaldamento, considerando fattori come la dimensione del serbatoio, il tipo di corpi riscaldanti, l’isolamento termico dell’edificio e la capacità della caldaia rispetto ai periodi a tariffa bassa disponibili. Solo in questo modo si può ottenere un sistema efficiente, economico e confortevole.

Confronto di due scenari reali descritti sopra.

Guida all'acquisto e utilizzo dell'HDO per caldaie elettriche

Per sfruttare al meglio l’HDO, è fondamentale capire come funziona e in quali condizioni si rivela vantaggioso. Ecco una serie di criteri da tenere in considerazione prima dell’installazione e durante l’uso:

Criteri per valutare l’efficacia dell'HDO

• Presenza di un sistema di accumulo termico: Un serbatoio di accumulo o una struttura edilizia con elevata inerzia termica permette di mantenere la temperatura durante i periodi in cui la caldaia non è in funzione. Senza accumulo, il rischio di perdere comfort è elevato.
• Conformità della caldaia: Alcuni modelli, come la Thermona THERM EL, sono già predisposti per l'HDO, con componenti integrati. Altri, ad esempio la Protherm Ray, richiedono un regolatore esterno.
• Orari della tariffa bassa: L’HDO funziona in base a orari stabiliti dal distributore, che possono variare in base alla stagione e alla regione. Verificare direttamente presso il proprio fornitore di energia.
• Dimensionamento del sistema: Per ottenere un risparmio significativo, la caldaia deve riuscire a spostare la maggior parte del consumo durante i periodi a tariffa bassa. Questo richiede una buona progettazione, con eventuali regolazioni o accessori esterni.
• Compatibilità con il distributore: Non tutti i distributori offrono una tariffa doppia o multitariaria. Verificare preventivamente se il proprio distributore supporta l'HDO.

Criteri per evitare sprechi e malfunzionamenti

• Assenza di accumulo: Senza un sistema di accumulo termico, il consumo a tariffa alta non si riduce significativamente e si corre il rischio di perdere comfort.
• Configurazione non ottimizzata: Se la caldaia funziona in modo uniforme, senza adattarsi alle fasce orarie, l’HDO non si rivela vantaggioso. È necessario regolare opportunamente il sistema.
• Installazione impropria: L'HDO richiede una corretta installazione, che può variare in base al modello di caldaia. Meglio affidarsi a un tecnico qualificato.
• Assenza di verifica stagionale
: Gli orari della tariffa bassa cambiano in base alla stagione. Ignorare questa variabilità può ridurre l’efficacia dell’HDO.
• Assenza di controllo manuale
: Anche con l’HDO installato, il risparmio non è automatico. È necessario verificare periodicamente il funzionamento del sistema e adattarlo alle esigenze reali.