Elemento riscaldante elettrico nel serbatoio di accumulo – installazione e scelta del foro

A differenza del bollitore per acqua calda sanitaria (boiler), dove l'elemento riscaldante è quasi sempre incluso nella dotazione di base, i buffer vengono consegnati nella versione di base senza elemento riscaldante elettrico. Il giunto (filettato o saldato) è previsto, ma Lei sceglie autonomamente l'elemento riscaldante in base alle sue esigenze specifiche. Questo è un vantaggio – può adattare esattamente la potenza, il tipo e il materiale al Suo utilizzo.

Tipi di giunti nei serbatoi accumolatori – cosa trova in pratica

Il giunto è l'elemento di collegamento che permette di installare l'elemento riscaldante nel mantello del serbatoio in modo che la giunzione sia stagna e meccanicamente stabile. Nei serbatoi accumolatori si incontrano diversi tipi:

1. Giunto filettato (avvitamento)

Il tipo più comune nei serbatoi di piccole e medie dimensioni fino a circa 500 litri. L'elemento riscaldante ha un filetto esterno (spesso G 1½" o G 2") e nel serbatoio è installata una vite o una rondella con filetto interno corrispondente. L'isolamento stagno si realizza con nastro PTFE (teflon), canapa con mastice o anello O in gomma, a seconda della costruzione.

2. Giunto a flangia

Utilizzato nei serbatoi più grandi (di norma da 300 litri in su) e negli elementi riscaldanti più potenti. La flangia è saldata al mantello del serbatoio, l'elemento riscaldante ha una flangia corrispondente, la giunzione è isolata stagna con guarnizione piana (gomma, EPDM, grafite) e fissata con viti. Vantaggio: l'elemento riscaldante può essere sostituito in qualsiasi momento facilmente senza attrezzi speciali. Svantaggio: prezzo più elevato e maggiore richiesta di spazio durante l'installazione.

3. Giunto saldato (flangia saldata)

Elemento costruttivo standard nei serbatoi più grandi. Si tratta di un anello in acciaio saldato al mantello, con fori per le viti. Il diametro e il numero delle viti variano in base al produttore – comuni sono le flangie DN 50 (5/4"), DN 65, DN 80 e DN 100. L'elemento riscaldante deve avere le stesse dimensioni della flangia e la stessa distanza tra i fori.

Dimensioni dei giunti e filetti – cosa significano le abbreviazioni e i numeri

Nella scelta dell'elemento riscaldante si incontrano diversi marchi che vanno letti correttamente. Da questi dipende se l'elemento fisicamente entra nel serbatoio.

Rosetta G (BSP – British Standard Pipe)

Questo è il filetto più comune sui corpi scaldanti e sugli adattatori di serbatoi di accumulo in ambito centro-europeo. La cifra dopo la "G" indica la luce nominale in pollici – non il diametro esterno reale del filetto! Ad esempio:

• G 1" – diametro esterno del filetto ca. 33,25 mm
• G 1¼" – diametro esterno del filetto ca. 41,91 mm
• G 1½" – diametro esterno del filetto ca. 47,80 mm (molto comune sui serbatoi medi)
• G 2" – diametro esterno del filetto ca. 59,61 mm (comune sui corpi scaldanti più grandi e potenti)

Importante: il filetto G (parallelo) non deve essere confuso con il filetto R (Rp, conico). Il filetto conico non si utilizza quasi mai sui corpi scaldanti, ma quando ordina una guarnizione o una riduzione, verifichi sempre di che tipo si tratta.

Misure delle flange DN

Nelle giunzioni a flangia si incontra l'indicazione DN (Diameter Nominal – diametro nominale). Per un corpo scaldante in un serbatoio di accumulo sono comuni queste dimensioni:

• DN 50 – serbatoi piccoli e medi, potenze fino a ca. 3 kW
• DN 65 – serbatoi medi, potenze 3–6 kW
• DN 80 – serbatoi grandi, potenze 6–12 kW
• DN 100 – applicazioni potenti, talvolta corpi scaldanti combinati

Nelle giunzioni a flangia Lei deve verificare non solo il DN, ma anche la distanza tra le viti e il numero delle viti, che sono standardizzati dalla norma EN 1092-1, ma non sempre identici per ogni produttore. Prima dell'ordine del corpo scaldante, misuri sempre la flangia esistente sul serbatoio.

Potenza del corpo scaldante – come sceglierla correttamente

Questa è in pratica la domanda più dibattuta. I clienti mi chiedono: "Quanti kW devo mettere nel buffer?" La risposta dipende dalla funzione che l'elemento elettrico deve svolgere.

Corpo scaldante come fonte di riserva

Se si tratta solo di una riserva in caso di guasto della caldaia, basta una potenza inferiore – in genere 1,5 a 3 kW. Non è necessario riscaldare rapidamente l'intero buffer, basta mantenere una temperatura minima. Per un serbatoio da 300 litri basta un corpo scaldante da 2 kW, che in ca. 4–5 ore scalda l'acqua da 20 °C a 60 °C.

Corpo scaldante come fonte elettrica principale (tariffa notturna)

Qui si vuole caricare il buffer il più velocemente possibile durante la tariffa notturna vantaggiosa (di norma 8 ore HDO). Per un buffer da 500 litri e una differenza di temperatura di 40 °C (da 20 °C a 60 °C) si ha bisogno di:

Energia = volume × densità × calore specifico × ΔT = 500 × 1 × 1,163 Wh/(l·K) × 40 K ≈ 23 270 Wh ≈ 23,3 kWh

Per coprire questa quantità in 8 ore: P = 23,3 kWh / 8 h ≈ 2,9 kW. In pratica si considera l'efficienza e le perdite termiche del serbatoio, quindi in realtà basta un corpo scaldante da 3 kW. Per un caricamento più veloce (4 ore) si avrebbe bisogno di 6 kW.

Corpo scaldante come surriscaldatore in un sistema bivalente

Nel sistema con pompa di calore o collettore solare termico, il surriscaldatore elettrico si dimensiona come complemento in caso di mancanza di energia dalla fonte principale. Tipicamente si parla di 2–6 kW. Per case più grandi con pompe di calore da 8–12 kW, un surriscaldatore elettrico da 4–6 kW è un compromesso ragionevole.

Installazione elettrica – requisiti di potenza

Non dimentichi che un corpo scaldante superiore a 2 kW richiede un interruttore con corrente nominale corrispondente. Un corpo scaldante da 3 kW a 230 V assorbe una corrente di ca. 13 A → interruttore da 16 A. Un corpo scaldante da 6 kW a 400 V (trifase) → corrente di 8,7 A per fase → interruttore da 10–16 A. Le tre fasi hanno il vantaggio di un carico di rete uniforme. Per le case con alimentazione monofase è praticamente il limite 2,0–3,5 kW con interruttore da 16 A.

Materiale dell'elemento riscaldante – cosa resiste all'acqua aggressiva e cosa no

Nelle vasche di accumulo per il riscaldamento (buffer per pompa di calore) circola generalmente acqua trattata o demi con sali inibitori di corrosione. Nei serbatoi TÜV si tratta di acqua potabile. Il materiale dell'elemento riscaldante deve corrispondere a questa situazione.

Elementi in ottone e zincati

La soluzione più economica. Sono adatti per i buffer con acqua di pompa di calore, dove il pH viene mantenuto tra 8 e 9 e l'acqua non contiene cloruri aggressivi. Non adatti per i serbatoi TÜV in aree con acqua dura – i depositi di calcare riducono la durata, l'elemento si incrosta e perde potenza.

Elementi in acciaio inox (AISI 316)

Per i serbatoi TÜV l'acciaio inox 316 è una scelta decisamente migliore. Resiste ai cloruri fino a circa 200 mg/l, adatto per la maggior parte delle acque comunali. Il prezzo è 2–3 volte più alto rispetto all'ottone, ma la durata si allunga notevolmente.

Elementi in titanio

Categoria premium per serbatoi con acqua aggressiva (in caso di alto contenuto di cloruri, acqua marina, applicazioni industriali). Nella pratica domestica non si incontrano.

Elementi con rivestimento vitrificato protettivo

Alcuni prodotti hanno una superficie smaltata – ottima protezione contro la corrosione, ma sensibile ai danni meccanici. Se lo smalto si rompe (ad esempio per un urto durante l'installazione), il processo di corrosione può essere più rapido rispetto all'acciaio nudo.

Per un buffer per pompa di calore come ad esempio la vasca di accumulo PUFFER PSS 100 (123 litri, adatta per piccole caldaie e pompe di calore) un elemento in ottone o zincato è una scelta standard e sufficiente, a condizione che l'acqua nel sistema sia correttamente trattata.

Guarnizioni durante l'installazione dell'elemento riscaldante

Una corretta guarnizione è fondamentale – in caso di guarnizione insufficiente dell'elemento riscaldante si corre il rischio di perdite d'acqua nella parte elettrica, cortocircuiti o inondazioni lente intorno alla vasca. Questo accade tipicamente dopo anni di utilizzo, quando la gomma si indurisce.

Striscia in PTFE (teflon)

La soluzione più semplice per le giunzioni filettate. Avvolgere la striscia nella direzione del filetto (osservando l'elemento da destra, avvolgere in senso orario). Almeno 5–6 strati su un filetto pulito e senza grasso. Svantaggio: a temperature elevate (oltre 90 °C) la striscia può sgonfiarsi e la guarnizione indebolirsi – è adatta soprattutto per temperature fino a 70–75 °C.

Giunzione in canapa con sigillante anaerobico

Metodo tradizionale, tuttora valido. Per le vasche di accumulo con acqua a temperature superiori a 70 °C, la canapa con sigillante anaerobico (Loctite 55, Unipak) è più affidabile rispetto alla striscia in PTFE. Procedura: mescolare i fili di canapa con il sigillante, avvolgerli sul filetto nella direzione corretta, serrare e lasciare indurire almeno 2 ore prima di riempire il sistema.

Guarnizione in gomma (O-ring o guarnizione piana)

Per le giunzioni a flangia si utilizza una guarnizione piana in EPDM (per acqua calda fino a 140 °C), silicone (fino a 200 °C) o grafite (a temperature più elevate). La guarnizione deve avere un diametro interno corrispondente all'apertura della flangia e uno spessore appropriato. Prima dell'installazione controllare le superfici di appoggio della flangia – non devono essere incise, graffiate né corrose.

Procedura passo passo per l'installazione dell'elemento riscaldante

Descrivo qui un procedimento pratico che ogni persona dovrebbe seguire quando installa un elemento riscaldante in un buffer. Non importa se si tratta di una piccola vasca di accumulo PUFFER PSS 50 (57 litri) o di un sistema più grande.

Passo 1: Spegnimento e svuotamento della vasca

Prima di qualsiasi lavoro sulla vasca, chiudere tutti i rubinetti di alimentazione e scarico. Aprire il rubinetto di sfiato (in alto sulla vasca) e svuotare l'acqua tramite il rubinetto di scarico in fondo, verso lo scarico o in un secchio. Mai aprire una flangia sotto pressione – l'acqua esistente può essere calda (fino a 60–80 °C!) e causare ustioni gravi. Verificare con il manometro che la pressione nel sistema sia zero.

Passo 2: Preparazione della flangia e del filetto

Controllare la superficie di appoggio della flangia e il filetto sulla vasca. Rimuovere completamente il vecchio materiale di guarnizione (canapa, PTFE) – con una spazzola metallica, un raschietto o eventualmente con carta vetrata fine. I residui del vecchio sigillo causano perdite nel nuovo giunto. Pulire il filetto o la superficie della flangia da grasso.

Passo 3: Preparazione dell'elemento riscaldante

Controllare che l'elemento riscaldante sia nuovo e non danneggiato. Verificare che il tipo (filettato/flangia) e le dimensioni corrispondano all'apertura della vasca. Controllare i cavi di alimentazione – devono essere integri, senza isolamento danneggiato. Se si installa un elemento a flangia, applicare una nuova guarnizione (mai utilizzare una vecchia – sempre una nuova!)

Passo 4: Montaggio

Per un elemento filettato: avvolgere la guarnizione (PTFE o canapa), avvitare a mano e poi serrare con la chiave. Prestare attenzione al momento di serraggio – seguire le indicazioni in base alla dimensione del filetto:

• G 1½": 50–60 Nm
• G 2": 70–90 Nm

Mai serrare troppo – lo schiacciamento del filetto o del collo della vasca è un guasto grave (e costoso). Per un elemento a flangia: inserire la guarnizione, applicare l'elemento, fissare le viti e serrare a croce in due o tre passaggi in modo uniforme. Serraggio non uniforme → la guarnizione sarà sigillata solo parzialmente.

Passo 5: Collegamento elettrico

Il cablaggio elettrico deve essere eseguito da una persona autorizzata o da un elettricista con qualifica valida. L'elemento riscaldante è un apparecchio di classe IP55 o superiore, ma la morsettiera deve essere coperta dopo l'installazione. Assicurarsi che nessuna parte conduttrice entri a contatto con una superficie bagnata della vasca. Per un elemento trifase (400 V) distribuire le fasi in modo uniforme.

Passo 6: Riempi e controlla la tenuta

Aprire lentamente l'alimentazione d'acqua del sistema e lasciare che la vasca si riempia. Durante il riempimento controllare visivamente l'area della flangia dell'elemento riscaldante. Dopo il riempimento e lo svuotamento dell'aria, aumentare la pressione fino al valore di lavoro (di norma 1,5–2,5 bar) e osservare l'area del giunto per 15–30 minuti. Solo dopo aver verificato la tenuta attivare l'alimentazione elettrica.

Passo 7: Primo avvio

Impostare il termostato dell'elemento riscaldante alla temperatura desiderata (per un buffer per pompa di calore tipicamente 55–75 °C, per un serbatoio TÜV 60–65 °C, minimo 60 °C per evitare legionella). Controllare che il termostato interrompa correttamente il riscaldamento – utilizzare un termometro a infrarossi sul tubo in uscita dalla vasca.

Errore più comuni nell'installazione del corpo riscaldante

Negli anni di pratica vedo sempre gli stessi errori. Ecco i più frequenti:

• Dimensione errata del flangia – Il cliente ordina un corpo G 2", ma il serbatoio ha un foro G 1½". Soluzione: misurare sempre prima dell'ordine, mai stimare.
• Filettatura strappata – Una forza eccessiva durante il serraggio può rompere il collo in ghisa o deformare il filetto in un serbatoio in acciaio inox. Usare una chiave dinamometrica.
• Banda PTFE vecchia dell'installazione precedente – Lasciano la vecchia banda e ne aggiungono una nuova sopra. Risultato: sigillatura instabile, dopo un po' si rompe.
• Collegamento elettrico prima del riempimento – Un corpo riscaldante acceso "a secco" si rompe in pochi secondi. Il corpo riscaldante deve essere sempre completamente immerso nell'acqua prima del primo accensione.
• Anodo protettivo mancante – Se il serbatoio è dotato di un anodo in magnesio (o in magnesio), durante l'installazione del corpo riscaldante i clienti a volte non sostituiscono l'anodo e non lo controllano. La corrosione si concentra poi direttamente sul corpo riscaldante. Per saperne di più su questo tema, consultare l'articolo Anodo protettivo nel serbatoio accumulatore – di cosa si tratta, quando e come sostituirlo.
• Potenza non adatta alla tariffa – Il cliente installa un corpo da 6 kW monofase, ma la casa ha un interruttore da 25 A → durante l'accensione del riscaldamento e di altri elettrodomestici si verifica un'interruzione. Consultare sempre l'elettricista.

Anodo protettivo e sua relazione con il corpo riscaldante

Alla tematica degli anodi è dedicato un articolo separato nel nostro Centro informativo (Anodo protettivo nel serbatoio accumulatore – di cosa si tratta, quando e come sostituirlo), qui però richiamiamo solo ciò che è direttamente connesso al corpo riscaldante.

Il serbatoio accumulatore con corpo in acciaio (smaltato o semplice acciaio) è soggetto a corrosione elettrochimica. L'anodo in magnesio (o in magnesio) funziona come metallo sacrificale – corrode al posto del mantello del serbatoio e del corpo riscaldante. Se l'anodo si consuma, la corrosione si trasferisce al metallo successivo nel sistema – e spesso è il corpo riscaldante stesso, poiché è conduttivo elettricamente e immerso in un elettrolita (acqua).

Pertanto vale la regola: ogni volta che si sostituisce il corpo riscaldante, controllare anche lo stato dell'anodo e, in caso di dubbi, sostituirlo. Per la scelta sono ad esempio disponibili anodo protettivo 5/4" × 400 mm con dispositivo di controllo adatto per serbatoi di media grandezza, oppure per serbatoi più grandi anodo protettivo 5/4" × 700 mm. Per la sostituzione dell'anodo vale lo stesso procedimento del corpo riscaldante – isolare, svuotare, sostituire, riempire, controllare l'aderenza.

Termostato e componenti di sicurezza del corpo riscaldante

Ogni corpo riscaldante per serbatoio accumulatore dovrebbe disporre di:

• Termostato di servizio – regolabile (di norma 30–85 °C), regola la temperatura dell'acqua nel serbatoio. La temperatura va impostata in base all'uso: per un serbatoio TÜV almeno 60 °C (protezione contro la legionella), per un serbatoio tampone ÚK 55–75 °C.
• Termostato di sicurezza (STB) – interrompe l'alimentazione in caso di superamento della temperatura massima (di norma 90 °C). Dopo l'intervento va resettato manualmente. Non disattivarlo mai!
• Valvola di sicurezza – non fa parte del corpo riscaldante, ma deve essere presente nel sistema. Per un serbatoio TÜV la valvola di sicurezza (6 bar) deve essere installata sulla tubazione fredda, non deve essere chiusa.

Importante: un corpo riscaldante senza termostato di sicurezza funzionante è pericoloso per l'incendio. Si consiglia di controllare ogni stagione che lo STB funzioni correttamente – aumentando intenzionalmente la temperatura oltre il limite impostato.

Approvazioni, norme e legislazione

Il corpo riscaldante per serbatoio accumulatore deve rispettare:

• Marchio CE – approvazione europea per apparecchi elettrici (direttiva bassa tensione 2014/35/EU, EMC 2014/30/EU)
• Grado di protezione IP – almeno IP55 per ambienti umidi di caldaia, IP65 e superiore per applicazioni con spruzzi diretti d'acqua
• Classe di protezione – classe I (conduttore di protezione PE) per tutte le morsettiere di collegamento
• STN EN 60335-2-73 – requisiti di sicurezza per riscaldatori immersi fissi

Riguardo all'installazione: il collegamento elettrico può essere eseguito solo da una persona con qualifica professionale ai sensi del Decreto del MPSVR n. 508/2009 Z.z. (§ 22–24). Per un comune utente domestico ciò significa che l'installazione idraulica (sigillatura, serraggio) si può fare da soli, ma il collegamento alla rete elettrica va affidato all'elettricista.

Scenari pratici dalla pratica

Scenario 1: Vecchia caldaia a legna + serbatoio tampone 500 l, il cliente desidera una fonte elettrica di riserva
La casa è riscaldata da una caldaia a legna, il cliente va in vacanza a settembre (periodo di transizione). Non vuole accendere la caldaia. Installiamo un corpo riscaldante elettrico da 2 kW nel tampone, impostiamo il termostato a 45 °C. Il corpo riscaldante consuma circa 2–4 kWh al giorno per mantenere la temperatura (dipende dall'isolamento del serbatoio e dalla temperatura esterna). Il cliente è tranquillo, le tubazioni non si arrugginiscono, il sistema funziona.

Scenario 2: Pompa di calore aria-acqua + riscaldamento elettrico supplementare
La pompa di calore da 8 kW con COP 3 funziona bene fino a –5 °C, a temperature più basse la potenza cala. Il cliente vuole essere sicuro per l'inverno. Installiamo un corpo riscaldante trifase da 4,5 kW (3 × 1,5 kW) nel tampone da 800 l. Impostiamo il termostato a 55 °C. L'elettricità entra in funzione solo quando la pompa di calore non basta – in pratica sono circa 20–30 giorni all'anno in caso di gelo estremo. I costi elettrici sono minimi, ma il comfort è massimo.

Scenario 3: Serbatoio TÜV + guasto della caldaia in inverno
Il cliente ha un serbatoio TÜV combinato con un collettore solare. A gennaio la caldaia è stata in manutenzione per 5 giorni. Il corpo riscaldante da 2 kW (dimenticato fin dall'installazione, mai usato) lo ha salvato – senza di esso non avrebbe avuto acqua calda. Avvertenza conclusiva: il corpo riscaldante nel serbatoio TÜV deve essere verificato manualmente ogni anno (accenderlo, aspettare il riscaldamento, spegnerlo). Un termostato o un STB non funzionante si manifesta solo quando si ha davvero bisogno – e a quel punto è troppo tardi.

Scelta del corpo riscaldante – sintesi dei criteri decisionali

Domande frequenti (FAQ)

Può installare Lei stessa l’elemento riscaldante nel serbatoio di accumulo senza un elettricista?

La parte idraulica (avvitamento, sigillatura) può essere eseguita autonomamente anche da un non specialista, purché segua correttamente le istruzioni e non venga compromessa la pressione del sistema. Il collegamento elettrico – ovvero l’inserimento nel quadro elettrico, il disgiuntore, il cavo – deve essere effettuato da un elettricista con qualifica professionale valida. Ai sensi della legislazione slovacca (Decreto n. 508/2009 Z.z.), si tratta di un lavoro su un impianto elettrico che non può essere eseguito da un non specialista. Le sanzioni per l’inosservanza possono essere elevate e l’assicurazione, in caso di sinistro, potrebbe rifiutare il risarcimento se l’installazione non è stata realizzata da personale qualificato.

Quale potenza deve avere l’elemento riscaldante per un serbatoio di accumulo da 300 litri?

Dipende dall’utilizzo. Se si tratta di una fonte di riserva (non utilizzo quotidiano), 2 kW sono sufficienti. Se desidera caricare il serbatoio da 20 °C a 60 °C in 8 ore (tariffa notturna), 2,3 kW sono sufficienti – in pratica, prenda 2,5 kW o 3 kW come riserva. Se desidera un riscaldamento rapido in 3–4 ore, opti per un elemento trifase da 4,5–6 kW. Non dimentichi di consultare l’elettricista per verificare se l’alimentazione e la protezione possono gestire la potenza richiesta.

Qual è la differenza tra G 1½" e DN 50 per la flangia?

Sono due diversi sistemi di collegamento. G 1½" è una flangia filettata (filettatura BSP), dove l’elemento riscaldante si avvita nell’apertura filettata del serbatoio. DN 50 è il diametro nominale della flangia

Ha Lei una domanda su questo argomento?

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