Come funziona l'HDO nel boiler elettrico

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Come funziona l'HDO nella caldaia elettrica

Se state valutando l'acquisto di una caldaia elettrica o ne possedete già una, prima o poi vi imbatterete nell'acronimo HDO – comando a distanza di massa. Si tratta di uno dei concetti più importanti, ma al contempo meno spiegati, nell'intera questione del riscaldamento elettrico. La maggior parte delle persone sa che "l'HDO rende più economica l'elettricità", ma non conosce esattamente come funziona, cosa è necessario disporre affinché la caldaia possa realmente sfruttare l'HDO e perché, senza di essa, l'operatività della caldaia elettrica può risultare molto più cara di quanto preventivizzato inizialmente. In questo articolo spiegheremo l'HDO in modo tecnico e pratico – dal principio del segnale, attraverso l'installazione del contatto, fino a comprendere perché può valere la pena considerare anche l'accumulo di calore, se si vuole sfruttare al massimo la tariffa ridotta.

Che cos'è esattamente l'HDO e come funziona

L'HDO (comando a distanza di massa) è un sistema con cui il distributore di energia elettrica controlla a distanza alcuni apparecchi di consumo presso migliaia di utenti in contemporanea – tipicamente il riscaldamento elettrico diretto, il riscaldamento dell'acqua calda sanitaria, le stufe accumulatrici, le pompe di calore e simili "apparecchi controllati". Il segnale entra in casa in due modi: direttamente attraverso la rete elettrica (come un impulso codificato specialmente sovrapposto alla tensione normale) oppure, in alcune località, attraverso un segnale radio ricevuto da un'antenna separata. In entrambi i casi si tratta dello stesso principio: il distributore, dal proprio centro di controllo, "dice" al contatore elettrico e al ricevitore HDO, in orari esatti, che si sta passando tra la tariffa alta (normale) e la tariffa bassa (vantaggiosa).

È importante comprendere che l'HDO non è un commutatore una tantum "giorno/notte". Il programma effettivo della tariffa bassa è generalmente composto da diversi blocchi distribuiti durante il giorno e la notte – tipicamente un blocco notturno più lungo e uno o due blocchi più brevi durante il giorno (ad esempio intorno a mezzogiorno o nel pomeriggio). Il programma esatto lo stabilisce ogni distributore di energia elettrica autonomamente, varia tra le regioni e cambia stagionalmente (sarà diverso in inverno che in estate), quindi non esiste un'unica tabella "dalle–alle" che valga per sempre e ovunque. Chi desidera conoscere le ore esatte per il proprio consumo, le trova nelle condizioni contrattuali del proprio distributore o direttamente nella fattura/zona clienti.

Per meglio comprendere come potrebbe apparire un programma del genere nella pratica, serve la seguente illustrazione temporale giornaliera. Si tratta di un esempio semplificato – nella realtà verificate sempre il programma attuale del vostro distributore, che può variare anche nel corso dell'anno.

Dal grafico si vede il concetto fondamentale: la tariffa bassa non è solo "notte", ma diversi periodi separati durante le 24 ore. La caldaia elettrica che sa lavorare con l'HDO cerca di concentrare il proprio consumo il più possibile nei blocchi verdi – ed è proprio in questo che si basa tutta l'economia del riscaldamento elettrico. Una caldaia senza il circuito HDO dovrebbe funzionare a pieno regime con la tariffa alta in qualsiasi momento del giorno, quando c'è bisogno di calore, il che aumenta notevolmente i costi operativi.

Principio semplificato del controllo della caldaia elettrica tramite HDO.

Come si collega l'HDO alla caldaia elettrica

Affinché la caldaia elettrica possa realmente sfruttare l'HDO, non basta solo ordinare una tariffa doppia o multipla presso il distributore di energia elettrica (anche se è il primo passo necessario). È necessario disporre anche di un ricevitore HDO – un dispositivo che riceve il segnale di controllo dal distributore e, sulla base di esso, apre o chiude il circuito elettrico. Questo ricevitore viene generalmente installato direttamente dal distributore o dall'elettricista incaricato, durante l'installazione del consumo doppio, poiché si tratta di un dispositivo che comunica direttamente con la rete di distribuzione.

L'effettivo commutamento della caldaia viene gestito da un contatto o relè collegato tra il ricevitore HDO e le linee di alimentazione della caldaia. Quando il ricevitore segnala la tariffa bassa, il contatto fornisce l'alimentazione al corpo riscaldante della caldaia e questa può funzionare a pieno regime. Quando si passa alla tariffa alta, il contatto interrompe (o limita) il circuito e la caldaia smette di prelevare potenza dalla rete, oppure funziona in un regime limitato, se il modello lo consente.

Nella pratica esistono due approcci diversi con cui i produttori risolvono la questione:

1. Caldaie con contatti integrati per l'HDO. Alcuni modelli di caldaie elettriche (ad esempio Thermona THERM EL) hanno già integrati i contatti per commutare i singoli gradi di potenza all'interno della caldaia. Basta collegarli all'uscita del ricevitore HDO e il sistema funziona senza ulteriori componenti esterni – questo semplifica l'installazione e riduce il numero di componenti che potrebbero fallire nel tempo.

2. Caldaie completate con un regolatore esterno. Altri modelli (ad esempio Protherm Ray) non risolvono direttamente la commutazione HDO nella produzione, ma è possibile aggiungere un regolatore esterno trifase. Questo regolatore, oltre a commutare in base al segnale HDO, controlla anche il carico del fusibile – se il funzionamento contemporaneo della caldaia con altri apparecchi in casa potrebbe superare il valore nominale del fusibile, il regolatore disconnette automaticamente uno o più gradi di potenza della caldaia, per evitare il disinserimento del fusibile. Questa funzione è utile soprattutto per le caldaie con un potenziale massimo elevato, dove altrimenti si rischierebbero frequenti interruzioni durante l'uso con altri grandi apparecchi (ad esempio un forno, un riscaldatore d'acqua o una stazione di ricarica per auto elettrica).

La scelta tra questi due approcci dovrebbe essere parte del progetto del sistema di riscaldamento fin dalla selezione della caldaia specifica – conviene discuterne con l’elettricista e con il fornitore della caldaia, che conosce esattamente cosa il modello supporta in produzione e cosa va aggiunto.

Perché è importante l’accumulo termico

Dato che l’HDO concentra il funzionamento della caldaia in finestre temporali relativamente brevi (soprattutto il blocco notturno, che è solitamente il più lungo), sorge logicamente la domanda: che succede con il calore in casa durante lunghi periodi di tariffa alta, quando la caldaia non può o non deve funzionare a piena potenza? La risposta è la inerzia termica del sistema – la capacità del sistema di riscaldamento o dell’edificio di mantenere il calore prodotto anche senza che la sorgente fornisca energia in quel momento.

Nella pratica, questa inerzia si risolve in due modi, che si possono anche combinare:

Accumulo in una vasca. La caldaia elettrica durante il blocco notturno (e eventualmente anche il blocco di mezzogiorno) a tariffa bassa riscalda una maggiore quantità d’acqua nella vasca di accumulo a una temperatura più alta di quanto normalmente necessario per il riscaldamento. Questa riserva d’acqua calda viene poi gradualmente "prelevata" nel circuito di riscaldamento anche quando la caldaia, a causa della tariffa alta, non può o non deve funzionare a piena potenza. Più grande e meglio isolata è la vasca, più a lungo riuscirà a coprire il fabbisogno di calore al di fuori della tariffa bassa.

Inerzia dell’edificio e del sistema di riscaldamento. Un edificio più massiccio (muri spessi, nucleo in cemento, riscaldamento a pavimento con uno strato di accumulo elevato nel sottofondo) funziona da solo come un grande "serbatoio di calore" – una volta riscaldata, la pavimentazione o la parete si raffredda lentamente e rilascia calore nella stanza per ore dopo che la sorgente ha smesso di fornire energia. Proprio per questo motivo le caldaie elettriche si combinano molto bene con il riscaldamento a pavimento – la bassa temperatura dell’acqua di riscaldamento e la grande superficie di scambio termico significano un aumento e una diminuzione della temperatura più lenti, che si adattano direttamente al regime di funzionamento interrotto in base all’HDO.

Viceversa, un sistema con piccoli radiatori, senza una vasca di accumulo, in un edificio leggero e poco inerziale termicamente sarà molto sensibile al fatto che la caldaia durante la tariffa alta limiti o interrompa la potenza – le stanze si raffredderanno più velocemente rispetto a quando arriva il prossimo blocco a tariffa bassa. Per questo motivo, l’accumulo termico conviene risolverlo già in fase di progettazione del sistema, non in un secondo momento, quando si scopre che in casa è freddo durante il giorno, pur essendo la caldaia andata a piena potenza durante la notte.

Quali caldaie hanno l’HDO già predisposto

Nella scelta della caldaia elettrica conviene verificare in anticipo se il modello in questione ha già integrati i contatti per l’HDO, oppure se è necessario aggiungere un regolatore esterno – entrambi gli approcci funzionano in modo affidabile, ma hanno esigenze diverse per l’installazione. Sotto sono tre modelli specifici presenti nell’offerta di atria.sk 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. Immaginiamo una tipica casa familiare appena costruita, dove l'investitore ha optato per una caldaia elettrica invece che a gas, perché non c'era una rete di gas nel lotto e il collegamento sarebbe stato eccessivamente costoso. La caldaia è collegata a un sistema con serbatoio di accumulo e con riscaldamento a pavimento in tutte le stanze. L'elettricista ha realizzato una tariffa doppia con ricevitore HDO e la caldaia è dotata di interruttori integrati, quindi non era necessario alcun regolatore esterno.

Durante il blocco notturno della tariffa bassa (il più lungo dell'intero programma) la caldaia funziona a piena potenza e riscalda l'acqua nel serbatoio di accumulo a una temperatura più alta di quella normale del circuito di riscaldamento. Questa riserva di calore viene quindi gradualmente "prelevata" durante il giorno nel sistema a pavimento. Grazie all'inerzia termica lenta del sistema a pavimento e alla sufficientemente grande capacità del serbatoio, la casa mantiene una temperatura confortevole anche durante il lungo periodo diurno a tariffa alta, quando la caldaia funziona solo in modo limitato o addirittura non funziona. Il breve blocco notturno della tariffa bassa durante il pranzo viene utilizzato come "ricarica" aggiuntiva, soprattutto nei mesi più freddi.

Il risultato è che la maggior parte del consumo elettrico per il riscaldamento avviene effettivamente durante la tariffa bassa – quindi a un prezzo più vantaggioso rispetto a quanto Lei pagherebbe se la caldaia funzionasse indipendentemente dalla tariffa in qualsiasi momento del giorno in base alla richiesta di calore. La differenza esatta nei costi operativi dipende dal prezzo corrente del distributore e dal rapporto di consumo tra la tariffa bassa e alta, ma il principio è sempre lo stesso: più consumo riesce a essere spostato nei blocchi verdi del grafico sopra, minore è l'importo finale per il riscaldamento.

Esempio 2 – appartamento ristrutturato con radiatori senza serbatoio di accumulo. Il secondo scenario più istruttivo riguarda un appartamento parzialmente ristrutturato, dove il proprietario ha sostituito il vecchio sistema elettrico a riscaldamento diretto con una caldaia elettrica collegata a radiatori tradizionali, ma senza serbatoio di accumulo – per motivi di spazio il serbatoio non si poteva installare. Il circuito HDO è stato realizzato esattamente come nel primo caso, ma poiché i radiatori e l'appartamento stesso hanno una inerzia termica molto inferiore rispetto a una costruzione massiccia con riscaldamento a pavimento, la temperatura nelle stanze durante i periodi più lunghi a tariffa alta calava sensibilmente – soprattutto nei giorni molto freddi, quando le perdite termiche dell'appartamento erano più elevate.

Questa è una situazione tipica in cui è conveniente completare la soluzione: o aggiungendo un serbatoio di accumulo più piccolo/una caldaia ad accumulo anche in uno spazio limitato, oppure (se la disposizione lo consente) passando a superfici di riscaldamento a bassa temperatura con una maggiore superficie e quindi una maggiore inerzia propria. L'insegnamento è chiaro – l'HDO da solo riduce i costi dell'elettricità, ma il comfort e l'effettiva efficienza del risparmio dipendono dal fatto che il sistema abbia una sufficiente "riserva" di calore per coprire i periodi a tariffa alta. Proprio per questo motivo, questa tematica va sempre trattata insieme, non separatamente: quando si progetta una caldaia elettrica, fin dall'inizio va considerato non solo il collegamento HDO, ma anche come il calore nel sistema si conserva tra i vari blocchi a tariffa bassa.

Entrambi gli esempi mostrano che il semplice collegamento della caldaia all'HDO è solo metà della soluzione. L'altra metà, altrettanto importante, è il progetto ben pensato dell'intero sistema di riscaldamento – la dimensione del serbatoio di accumulo, il tipo di corpi riscaldanti, le proprietà termoisolanti dell'edificio e la corretta dimensione della potenza della caldaia rispetto ai blocchi di tariffa bassa disponibili.

Confronto di due scenari reali descritti sopra.

Domande frequenti

Che cosa significa l'acronimo HDO?
HDO significa controllo remoto di massa – sistema con cui il distributore di energia elettrica interrompe a distanza alcuni apparecchi elettrici (tra cui le caldaie elettriche) tra la tariffa alta e bassa in base a un programma predefinito.

Ho sempre bisogno dell'HDO per la caldaia elettrica?
La caldaia funziona anche senza HDO, ma in tal caso funziona sempre a piena potenza a tariffa alta in base alla richiesta di calore. L'HDO permette di spostare la maggior parte del consumo nella tariffa bassa vantaggiosa, riducendo così in modo significativo i costi operativi – per questo motivo l'HDO è considerato uno dei prerequisiti principali per un riscaldamento elettrico economicamente vantaggioso.

Come posso scoprire esattamente l'orario della tariffa bassa e alta per il mio consumo?
L'orario preciso lo determina esclusivamente il distributore di energia elettrica nella sua regione e lo trova nelle condizioni contrattuali della tariffa doppia/multitariaria o direttamente nella zona clienti del distributore. L'orario può variare in base alla regione e alla stagione (diverso in inverno, diverso in estate), quindi conviene verificare direttamente presso il distributore, non solo in base a esempi generali.

Devo necessariamente disporre di un serbatoio di accumulo per l'HDO?
Non è una condizione necessaria per il funzionamento dell'HDO in sé, ma senza una sufficiente inerzia termica (serbatoio di accumulo, costruzione massiccia o riscaldamento a pavimento con uno strato di accumulo esteso) la temperatura nella casa può calare durante i periodi più lunghi a tariffa alta. L'accumulo di calore si raccomanda quindi quasi sempre, se si vuole ottenere il massimo risparmio con l'HDO senza perdere comfort.

Qual è la differenza tra una caldaia con interruttori integrati e una caldaia con regolatore esterno per l'HDO?
Le caldaie con interruttori integrati (ad esempio Thermona THERM EL) hanno già i componenti necessari per l'HDO direttamente in fabbrica, quindi basta collegarle direttamente al ricevitore HDO. Altri modelli (ad esempio Protherm Ray) possono essere dotati dell'HDO con un regolatore esterno, che controlla inoltre l'interruttore e, in caso di rischio di sovraccarico, disconnette automaticamente una parte della potenza della caldaia.

È possibile installare l'HDO anche successivamente su una caldaia già installata?
Sì, in gran parte dei casi sì – richiede la creazione di una tariffa doppia o multitariaria presso il distributore, l'installazione del ricevitore HDO e il collegamento con l'interruttore o con un regolatore esterno presso la caldaia. Si consiglia di consultare un elettricista e il fornitore del modello specifico della caldaia, poiché il modo di collegamento varia leggermente a seconda che la caldaia supporti l'HDO direttamente o se è necessario un accessorio esterno.

Perché l'HDO non funziona come un semplice "notte più economica, giorno più costoso"?
Perché i distributori suddividono comunemente la tariffa bassa in diversi blocchi durante il giorno e la notte – tipicamente un blocco notturno più lungo completato da uno o più blocchi brevi durante il giorno. La distribuzione precisa dei blocchi varia in base al distributore e cambia anche stagionalmente, quindi l'immagine semplificata di "solo la notte" non corrisponde alla realtà della maggior parte degli orari.

Risparmierò automaticamente grazie all'HDO, oppure devo organizzarmi da solo?
Automaticamente no – l'installazione della tariffa doppia e del ricevitore HDO vi rende semplicemente accessibili le ore più economiche, ma il reale risparmio si ottiene solo se la caldaia (eventualmente in combinazione con un serbatoio di accumulo) riesce effettivamente a spostare la maggior parte del consumo in questi blocchi. Se la casa non ha una sufficiente inerzia termica né accumulo e la caldaia funziona in modo uniforme indipendentemente dalla tariffa, una parte del consumo avviene comunque a tariffa alta e il risparmio sarà solo parziale. Si raccomanda quindi di risolvere già durante l'installazione dell'HDO come spostare il più possibile il riscaldamento nella tariffa bassa.

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