Come scegliere una caldaia a accumulo

Stiamo ancora preparando i prodotti.

Ma è possibile consultare altre categorie.

Come scegliere un serbatoio di accumulo

Il serbatoio di accumulo (a volte chiamato anche serbatoio di livellamento o buffer) è uno di quegli impianti che la maggior parte delle famiglie non si accorge di possedere finché non inizia a risolvere un problema – la caldaia si accende e spegne troppo spesso, la pompa di calore "cicla", i radiatori sono riscaldati in modo irregolare, oppure, al contrario, la caldaia a combustibile solido si esaurisce prima che il calore prodotto possa essere utilizzato in modo sensato. Un serbatoio di accumulo scelto correttamente è in grado di risolvere la maggior parte di questi problemi, mentre uno scelto male (spesso sottodimensionato o mal posizionato) può invece rendere l'intero sistema più costoso e complicato. In questo articolo esamineremo a cosa prestare attenzione durante la scelta – non solo al volume in litri, che è il primo aspetto che la maggior parte delle persone associa al serbatoio di accumulo, ma anche alla pressione di lavoro, all'isolamento, al numero e al tipo di connessioni, al materiale del serbatoio, al modo in cui viene collegato alla sorgente di calore e, non ultima, alla praticità – come mai il serbatoio riesca a entrare nella stanza della caldaia.

L'articolo è deliberatamente consulenziale e indipendente da un prodotto specifico – nella categoria Serbatoi di accumulo al momento non abbiamo a disposizione alcun prodotto disponibile, quindi l'obiettivo di questo testo è aiutarla a comprendere i principi e i parametri in modo tale da poter valutare qualsiasi serbatoio specifico che alla fine acquisterà, che sia da noi in futuro o altrove.

A cosa serve effettivamente il serbatoio di accumulo

Il serbatoio di accumulo è in pratica un grande serbatoio d'acqua (di solito da 300 a 5000 litri, in applicazioni industriali anche di più), che è inserito nel circuito di riscaldamento tra la sorgente di calore (caldaia, pompa di calore, collettori solari) e l'utilizzo (radiatori, riscaldamento a pavimento, produzione di acqua calda sanitaria). Il suo compito è separare nel tempo il momento in cui il calore viene prodotto da quello in cui viene effettivamente utilizzato.

Esempio tipico: una caldaia a combustibile solido (legna, pellet) funziona in modo più efficiente ed ecologico quando brucia a piena potenza o quasi da inizio a fine caricamento del combustibile. Tuttavia, in quel momento la casa ha spesso bisogno solo di una frazione di questa potenza. Senza un serbatoio di accumulo, la caldaia dovrebbe ridurre la potenza, il che per le caldaie a combustibile solido significa bruciare peggio, produrre più creosoto nel camino e una minore efficienza. Con un serbatoio di accumulo, la caldaia brucia l'intero carico a piena potenza, il calore in eccesso viene immagazzinato nel serbatoio e la casa lo preleva gradualmente, tranquillamente anche ore dopo che la caldaia si è spenta.

Un principio simile funziona anche con le pompe di calore, anche se per un motivo diverso – si tratta principalmente di limitare il numero di avvii e arresti del compressore (così detto ciclare), che consuma il compressore e riduce l'effettiva efficienza (COP) del sistema. In questo caso il serbatoio di accumulo funge da separatore idraulico e da serbatoio, che permette alla pompa di calore di funzionare in cicli più lunghi e stabili, indipendentemente da come cambia la richiesta dei singoli circuiti di riscaldamento della casa.

Primo passo – determinare la potenza reale della sorgente di calore

Prima di iniziare a scegliere un volume specifico, Lei deve conoscere la potenza nominale (progettuale) della sorgente di calore in kilowatt (kW). Questo numero lo trova nella scheda tecnica della caldaia o della pompa di calore, oppure nel progetto di riscaldamento, se la casa ne ha uno. Senza questo numero, il volume del serbatoio di accumulo può essere stimato solo in modo molto approssimativo e il rischio di sottodimensionamento o, al contrario, di sovradimensionamento inutile è elevato.

Un errore comune che incontriamo nella pratica è il calcolo basato sulla potenza che la casa effettivamente necessita (perdita termica dell'edificio), invece che sulla potenza della sorgente di calore. Questi due numeri possono differire notevolmente – soprattutto per le caldaie a combustibile solido, è comune sovradimensionare la potenza della caldaia rispetto alla reale perdita termica della casa (ad esempio, una casa con una perdita di 8 kW può disporre di una caldaia da 20 o 25 kW, perché le caldaie a combustibile solido più piccole semplicemente non sono disponibili in quel range o perché il proprietario vuole disporre di una riserva). Per il calcolo del volume del serbatoio di accumulo è decisiva la potenza della sorgente, non la perdita termica della casa.

Raccomandazioni orientative in base al tipo di sorgente di calore

Nella pratica si lavora spesso con il rapporto litri per kilowatt di potenza della sorgente (l/kW). Questo rapporto varia in base al tipo di sorgente di calore, perché ogni sorgente ha un motivo diverso per cui necessita di accumulo e un diverso range di potenza in cui può funzionare in modo efficiente:

Caldaia a combustibile solido (legna, pellet): orientativamente 25 litri per kilowatt di potenza della caldaia, range comune nella pratica 20 a 35 l/kW. Motivo: la caldaia brucia a piena potenza anche quando la casa ne richiede molto meno, quindi necessita dello spazio di immagazzinamento più grande tra tutti i tipi di sorgenti.
Pompa di calore: orientativamente 15 litri per kilowatt di potenza, range comune 10 a 20 l/kW. Qui si tratta principalmente di separazione idraulica dei circuiti e limitazione del ciclare del compressore, piuttosto che di un accumulo reale di una grande quantità di calore.
Caldaia elettrica: orientativamente 12 litri per kilowatt, range comune 10 a 15 l/kW. La caldaia elettrica è in grado di regolare la potenza in modo continuo, quindi la necessità di accumulo è minore, il serbatoio qui serve spesso principalmente per sfruttare la fascia oraria notturna più economica (caricare il serbatoio di notte, prelevare calore durante il giorno).
Caldaia a condensazione a gas in combinazione con una pompa di calore (connessione bivalente): orientativamente 8 litri per kilowatt della somma delle potenze, range comune 5 a 10 l/kW. La caldaia a condensazione è in grado di modulare la potenza in un ampio range, quindi il serbatoio di accumulo qui serve principalmente come connessione idraulica tra due sorgenti con dinamiche diverse.

Questi numeri sono orientativi e si basano su raccomandazioni comunemente indicate dai produttori di caldaie e pompe di calore – un progetto specifico di riscaldamento o una raccomandazione del produttore di un apparecchio specifico può dare un numero diverso e ha sempre la precedenza rispetto alla regola generale. Il grafico seguente mostra queste quattro valutative vicine tra loro, in modo che la differenza tra i tipi di sorgenti sia immediatamente visibile.

Esempio pratico di calcolo

Immagini una casa con una caldaia a legna con una potenza nominale di 20 kW. Con un rapporto orientativo di 25 l/kW otteniamo un volume raccomandato di 20 × 25 = 500 litri. Se la stessa casa fosse riscaldata da una pompa di calore con una potenza di 10 kW, con un rapporto di 15 l/kW il volume raccomandato sarebbe solo 10 × 15 = 150 litri – quindi molto meno, perché il motivo dell'accumulo è diverso (separazione idraulica e limitazione del ciclare, non l'immagazzinamento del calore da un'unica grande combustione del combustibile).

Questi calcoli consideri come punto di partenza per un colloquio con l'architetto o l'azienda di installazione, non come numero definitivo che non necessita di ulteriore verifica. Una casa specifica può avere caratteristiche particolari (ad esempio una fonte di calore combinata, un'enfasi particolare sul comfort dell'acqua calda, oppure al contrario uno spazio limitato nella stanza della caldaia), che possono spostare il volume raccomandato verso l'alto o verso il basso.

Pressione di lavoro del serbatoio

Un altro parametro spesso sottovalutato durante la scelta è la pressione di lavoro (o operativa) del serbatoio. I serbatoi di accumulo vengono comunemente prodotti con una pressione massima operativa di 3 bar, che è sufficiente per la maggior parte degli edifici residenziali standard con sistema di riscaldamento chiuso e vaso di espansione a pressione. Nei sistemi con pompa di calore, dove a volte si opera con una pressione statica più elevata (ad esempio edifici a più piani o sistemi con un'elevata differenza di altezza tra la stanza della caldaia e il radiatore più alto), si utilizzano anche versioni da 6 bar.

I produttori indicano in genere anche la pressione di prova, con cui il serbatoio è stato testato in fase di produzione – è comunemente il 1,5 volte la pressione operativa, quindi circa 4,5 bar per una versione da 3 bar o 9 bar per una versione da 6 bar. Questo dato non è solo una formalità – indica la riserva di sicurezza del serbatoio e dovrebbe far parte della documentazione che Lei riceve dal fornitore o dall'installatore.

Consiglio pratico: prima dell'acquisto confronti sempre la pressione prevista (prevista) nel Suo sistema con la pressione operativa massima del serbatoio, non con la pressione di prova. La pressione di prova è una riserva di sicurezza per la produzione, non un valore con cui il serbatoio dovrebbe normalmente lavorare per anni in esercizio.

Isolemento e perdite termiche

Un serbatoio di accumulo ha senso solo se mantiene il calore abbastanza a lungo da poter essere utilizzato in casa. La qualità e lo spessore dell'isolamento influenzano direttamente quanto del calore immagazzinato si trasforma realmente in utilità e quanto invece si disperde semplicemente nello spazio della caldaia.

Nella pratica, gli isolamenti si dividono in due tipi fondamentali: rivestimenti morbidi in tessuto o feltro (di solito di 50 mm) e pezzi rigidi in schiuma poliuretanica (PU), che vengono comunemente prodotti in spessori da 80 a 120 mm. L'isolamento in PU ha un coefficiente di conducibilità termica molto inferiore rispetto al tessuto morbido dello stesso spessore, quindi la differenza tra i tipi di isolamento è maggiore di quanto si potrebbe aspettare solo in base alla differenza di spessore.

Come si manifesta questo nella realtà delle perdite termiche, lo mostra la seguente tabella. I valori consideri come confronto orientativo relativo (100 % = la peggiore variante comunemente disponibile, isolamento morbido da 50 mm), non come grandezze fisiche precise per un modello specifico – quelle variano sempre in base al produttore, al volume del serbatoio e alla temperatura nella stanza della caldaia.

Tipo e spessore dell'isolamento	Perdita termica relativa	Nota
Tessuto morbido, 50 mm	100 % (punto di partenza)	Il più economico, le perdite più elevate, comune in serbatoi vecchi o economici
Tessuto morbido, 80 mm	circa 55 %	Un compromesso comune tra prezzo e perdite
Schiuma PU rigida, 100 mm	circa 35 %	Standard comune per serbatoi di migliore qualità
Schiuma PU rigida, 120 mm	circa 25 %	Raccomandato per serbatoi sopra i 1000 l e per un utilizzo continuativo durante l'anno

Gli stessi numeri in forma grafica:

Conseguenza pratica: in un serbatoio che sta nella stanza della caldaia tutto l'anno e che serve anche come deposito intermedio di calore durante la notte o il fine settimana (tipico per caldaie a combustibile solido o in combinazione con il solare), l'investimento in un isolamento PU di migliore qualità si ripaga in termini di consumo effettivamente ridotto di combustibile o energia elettrica. In un serbatoio che serve solo come separatore idraulico a breve termine per una pompa di calore (il calore vi rimane per minuti o decine di minuti), la differenza tra i tipi di isolamento è meno evidente, anche se comunque non trascurabile.

Stratificazione – perché importa la forma e l'organizzazione interna del serbatoio

Un buon serbatoio di accumulo non è solo "un barile pieno d'acqua" – il suo interno è progettato in modo che l'acqua più calda si mantenga naturalmente in alto e quella più fredda in basso, senza mescolarsi. Questo fenomeno si chiama stratificazione (stratificazione termica) ed è fondamentale per il funzionamento efficiente del serbatoio. Meglio che il serbatoio mantiene separate le strati termiche, più a lungo riesce a fornire davvero acqua calda dalla parte superiore (ad esempio per il riscaldamento dell'acqua calda o per il riscaldamento con temperatura più alta), anche quando la parte inferiore del serbatoio è già molto più fredda.

Nella pratica, questo aspetto si presenta più o meno così: la parte superiore del serbatoio (l'uscita verso i radiatori o lo scambiatore di acqua calda) può arrivare a 80 °C, una strato leggermente più basso a 65 °C, una strato centrale intorno a 50 °C e la parte inferiore (dove torna l'acqua raffreddata dal sistema, detta ritorno) solo a 35 °C. Proprio questa strato a 35 °C in basso è quella che torna al generatore di calore o alla pompa di calore – grazie alla temperatura di ritorno più bassa, la fonte di calore funziona più efficientemente (in particolare le caldaie a condensazione e le pompe di calore hanno un rendimento più alto con una temperatura di ritorno più bassa).

Praticamente significa che, quando si sceglie un serbatoio, conviene anche verificare quanti collettori (bocchette) ha e a che altezza sono disposti – più sono i collettori a diverse altezze, più flessibilmente si possono collegare diversi circuiti (ad esempio un circuito ad alta temperatura per i radiatori in alto, un circuito a bassa temperatura per il riscaldamento a pavimento a metà altezza, e un circuito solare o pompa di calore in basso). Alcuni serbatoi hanno anche lamelle interne o diffusori all'ingresso, che impediscono al flusso dell'acqua in entrata di mescolare e di disturbare le strati termiche già formate.

Scambiatori e bocchette – che tipi esistono

I serbatoi di accumulo vengono prodotti in diverse configurazioni di base, a seconda degli scambiatori (serpentine a circolazione d'acqua calda) integrati all'interno:

Senza scambiatore (serbatoio nudo): solo con bocchette esterne, adatto lì dove tutti i circuiti (fonte e consumo) sono collegati idraulicamente direttamente, senza la necessità di un circuito separato.
Con uno scambiatore: tipicamente per un circuito solare o per un circuito separato della caldaia, quando si ha bisogno di separare idraulicamente un sistema dall'altro (ad esempio a causa di una diversa miscela antifreeze nel circuito solare).
Con due scambiatori: comune nella combinazione solare + caldaia, o solare + pompa di calore, dove ogni fonte ha il proprio circuito separato.
Con modulo a flusso per l'acqua calda sanitaria: invece di uno scambiatore classico di grandi dimensioni, si utilizza uno scambiatore a piastre compatto con pompa circolatrice, che riscalda l'acqua calda direttamente dal serbatoio di accumulo. Il vantaggio è un rischio minore di proliferazione della legionella nell'acqua ferma (perché non si riscalda un grande volume di ACS, ma solo un piccolo volume a flusso), lo svantaggio è la dipendenza dal funzionamento della pompa e dell'elettronica del modulo.

Nella scelta è importante sapere in anticipo quanti circuiti si collegheranno al serbatoio e scegliere il numero e il tipo di scambiatori di conseguenza – aggiungere uno scambiatore in un serbatoio già acquistato non è in genere possibile, si tratta di una configurazione produttiva.

Materiale e spessore della parete

La maggior parte dei serbatoi di accumulo per case familiari ordinarie è prodotta in acciaio strutturale comune, protetto all'interno contro la corrosione (di norma con vernice a polvere o con un rivestimento speciale resistente alle alte temperature, poiché il serbatoio lavora con temperature normalmente superiori a 80 °C). Nei sistemi dove nel serbatoio si conserva anche direttamente l'acqua potabile/utile (non solo l'acqua di riscaldamento separata dallo scambiatore), si utilizza l'acciaio inox, che è più resistente, ma anche notevolmente più costoso.

Llo spessore della parete del serbatoio stesso varia in genere tra alcuni millimetri e è definito dalla norma per i recipienti a pressione – nella scelta non è necessario confrontare questo valore in dettaglio tra i produttori, più importante è che il serbatoio abbia una dichiarazione di conformità valida e sia adatto alla pressione e alla temperatura di lavoro desiderate (vedi capitolo sulla pressione sopra).

Dimensioni e aspetti pratici – come si fa entrare il serbatoio nella caldaia

Questo è l'aspetto che si trascura più frequentemente nella pratica, eppure causa le maggiori complicazioni proprio poco prima dell'installazione. Un serbatoio di accumulo da 500 litri ha in genere un'altezza di circa 1,8 a 2 metri e un diametro di circa 65 a 75 centimetri (le dimensioni esatte variano a seconda del produttore e dello spessore dell'isolamento). Per un serbatoio da 1000 litri, l'altezza si aggira normalmente intorno ai 2 metri e il diametro aumenta a 790 a 900 mm.

Prima dell'ordine, misurate sempre:

la larghezza e l'altezza libera delle porte e dei corridoi, attraverso i quali il serbatoio dovrà essere trasportato all'interno (inclusi tutti i gomiti lungo il tragitto),
l'altezza libera del soffitto nella stanza della caldaia (il serbatoio deve poter stare in piedi anche con il futuro collegamento dei tubi in alto),
la portanza del pavimento, se la stanza della caldaia si trova al piano superiore o su un soffitto in legno – un serbatoio da 1000 litri pieno d'acqua pesa circa una tonnellata, a cui va aggiunto il peso del serbatoio stesso,
lo spazio per la manutenzione e per eventuali futuri interventi di assistenza tecnica (ispezione, sostituzione delle guarnizioni sulle flange degli scambiatori).

Alcuni produttori offrono anche serbatoi con isolamento rimovibile e con un diametro ridotto del corpo principale, appositamente per il trasporto attraverso entrata strette – se si conosce in anticipo che in casa si hanno porte o scale strette, informate il fornitore già prima dell'ordine, non solo al momento del trasporto.

Procedura di scelta passo dopo passo

Riassumiamo l'intero processo in passaggi chiari, che raccomandiamo di seguire in questo ordine:

Errori frequenti nella scelta

Dalla pratica ci si imbatte ripetutamente in diversi tipi di errori, che si può facilmente evitare, se se ne è a conoscenza in anticipo:

Volume sottodimensionato "per risparmio": un serbatoio più piccolo è più economico da acquistare, ma con una caldaia a combustibile solido significa riscaldare più spesso e una minore efficienza della combustione, che si traduce in un consumo maggiore di legna.
Volume sovradimensionato "per sicurezza": un serbatoio eccessivamente grande significa costi di acquisto più elevati, maggiori richieste di spazio e paradossalmente anche un tempo di riscaldamento del sistema un po' più lungo, fino alla temperatura operativa.
Dimenticanza delle dimensioni durante il trasporto: un serbatoio ordinato senza verificare le dimensioni delle porte e dei corridoi non si riesce a volte a portare nella stanza della caldaia in un unico pezzo, causando ritardi e costi aggiuntivi.
Sottovalutazione dell'isolamento in funzione continua: in un serbatoio che deve accumulare calore anche durante la notte o il fine settimana, l'isolamento economico in materiale morbido si fa sentire nel corso degli anni con un consumo maggiore di combustibile o energia elettrica, come abbiamo descritto nel capitolo sull'isolamento sopra.
Numero errato di scambiatori per un futuro ampliamento: se si prevede di aggiungere tra qualche anno ad esempio dei pannelli solari, conviene considerare già ora un serbatoio con uno scambiatore in più, perché un'installazione aggiuntiva non è possibile.
Ignorare la temperatura di ritorno verso la fonte: con le caldaie a condensazione e le pompe di calore, una temperatura di ritorno bassa ha un impatto diretto sull'efficienza – un cattivo collegamento idraulico del serbatoio (senza una stratificazione corretta) annulla questo vantaggio.

Riassunto – a cosa non dimenticare

La scelta di un serbatoio di accumulo non è solo una questione di "quanti litri acquisto". Si tratta di una combinazione di diversi parametri – volume derivato dalla potenza della fonte di calore, pressione operativa corrispondente al proprio sistema, qualità dell'isolamento corrispondente al tipo di funzionamento, numero e tipo di scambiatori in base al numero di circuiti connessi, e infine anche una questione abbastanza banale – se il serbatoio riesce fisicamente a entrare dove deve andare. Se si seguono questi punti nell'ordine in cui li abbiamo descritti in questo articolo, si riduce in modo significativo il rischio che dopo l'installazione si scopra che il serbatoio è troppo piccolo, troppo freddo, o che non riusciva nemmeno a passare attraverso le porte della stanza della caldaia.

Domande frequenti

Una vasca di accumulo deve sempre avere uno scambiatore?

No. Se tutti i circuiti (sorgente e consumo) sono collegati idraulicamente direttamente senza la necessità di separazione (ad esempio con fluidi termovettori diversi), basta una vasca semplice con solo bocchette esterne. Lo scambiatore è necessario quando un circuito deve essere separato idraulicamente da un altro – tipicamente il circuito solare con una miscela antifreeze dal resto dell'impianto di riscaldamento.

È possibile installare una vasca di accumulo su un caldaia esistente senza modificare la caldaia?

Tecnologicamente sì, ma nella pratica quasi sempre comporta modifiche ai collettori, l'aggiunta di pompe e regolazioni (circolatori, valvole, eventualmente anche una nuova regolazione con sensori di temperatura nella vasca) e la ricerca di uno spazio nella caldaia che prima non era previsto. Consigliamo di risolvere la questione insieme all'azienda installatrice già in fase di progettazione, non solo in fase di installazione.

Conviene una vasca di accumulo anche con una caldaia a condensazione a gas senza pompa di calore?

Con una caldaia a condensazione modulante autonoma (senza pompa di calore) il vantaggio è minore, perché la caldaia riesce a regolare autonomamente la potenza in un ampio intervallo. Nonostante questo, può senso una vasca più piccola come separatore idraulico, se la casa ha diversi circuiti di riscaldamento con dinamiche diverse (ad esempio radiatori e riscaldamento a pavimento contemporaneamente).

Con quale frequenza è necessario controllare o effettuare la manutenzione su una vasca di accumulo?

La vasca stessa (senza parti mobili) di solito richiede solo controlli visivi regolari per verificare l'aderenza delle giunzioni e lo stato dell'isolamento. Se la vasca ha un modulo TÜV con pompa ed elettronica, questo modulo ha un proprio intervallo di manutenzione definito dal produttore, simile a quello dei circolatori normali dell'impianto di riscaldamento.

È meglio una singola vasca grande o due più piccole collegate in serie?

Con lo stesso volume complessivo, una vasca più grande ha in genere un rapporto superficie/volume leggermente migliore (minori perdite termiche relative) e un collegamento idraulico più semplice. Due vasche più piccole vengono scelte soprattutto quando lo spazio o le aperture di accesso non permettono di trasportare una vasca grande al posto giusto, oppure quando l'impianto viene ampliato gradualmente nel tempo.

La colorazione o la finitura esterna della vasca influenzano la sua funzione?

No, né il colore né l'aspetto esterno (rivestimento dell'isolamento) influenzano la funzionalità della vasca. Importanti sono i parametri sottostanti – lo spessore e il tipo di isolamento, la pressione di esercizio, il numero e la posizione delle bocchette e la qualità della protezione antiruggine della superficie interna.

Argomenti correlati

Per ulteriori informazioni e l'intera gamma, visitate la categoria principale Vasche di accumulo.

Ha una domanda su questo argomento?

Non riesce a prendere una decisione o sta affrontando una situazione specifica nella sua casa? Scrivici – con piacere offriamo consulenza.