Fonte di riserva per circolatore

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Un'interruzione di corrente per pochi secondi non crea problemi alla maggior parte delle famiglie. Il frigorifero non ne risente, il router Wi-Fi si riavvia da solo e le luci si accendono subito non appena la corrente ritorna. Per il sistema di riscaldamento è però diverso. La caldaia smette di funzionare immediatamente e con essa si ferma anche il circolatore, che distribuisce l'acqua calda ai radiatori o al riscaldamento a pavimento. Se l'interruzione dura solo alcuni minuti, non succede niente. Se invece dura ore e fuori fa freddo, può significare un problema molto più grave - tubazioni congelate, scambiatore danneggiato, o una casa fredda a cui Lei torna dopo il lavoro. Proprio per questo sempre più proprietari di case unifamiliari, chalet e piccole aziende si occupano di una riserva di alimentazione separata per il circolatore, indipendentemente dal fatto che la caldaia abbia o meno una sua fonte di alimentazione di riserva.

In questo articolo spiegheremo perché il circolatore, dal punto di vista di un'interruzione di corrente, è spesso più vulnerabile di quanto la maggior parte delle persone si immagina, come calcolare la potenza e la capacità necessarie per la riserva, e mostreremo con prodotti concreti quale soluzione è adatta per una casa familiare standard e quale per un'installazione più impegnativa con più circuiti.

Perché il circolatore ha bisogno della sua riserva

Molti clienti si convincono erroneamente che, se hanno una caldaia con una fonte di riserva o una batteria per l'elettronica di controllo, l'alimentazione del circolatore sia automaticamente risolta. Nella pratica non è spesso così. Alcune caldaie hanno effettivamente una fonte di riserva interna solo per la scheda di controllo e lo schermo - quindi per il "cervello" della caldaia, non per il circolatore stesso, che ha un circuito di alimentazione separato e spesso anche un suo interruttore autonomo nel quadro elettrico. Per tipi di installazione in cui il circolatore è alimentato separatamente (ad esempio per il riscaldamento a pavimento con un proprio collettore di distribuzione e circolatore esterno alla caldaia, o per una combinazione caldaia più sistema solare con un secondo circolatore), la riserva della caldaia non ha assolutamente nulla a che vedere con la pompa che fisicamente distribuisce l'acqua in casa.

Il secondo motivo è fisico. Anche se la caldaia rimane in attesa durante l'interruzione grazie alla sua batteria di riserva, senza il circolatore l'acqua calda dallo scambiatore non va da nessuna parte. L'acqua nello scambiatore si surriscalda, la pressione aumenta, la valvola di sicurezza potrebbe iniziare a scaricare acqua, e con interruzioni ripetute si sforzano inutilmente le guarnizioni e i componenti della caldaia. Per dirla semplicemente - una caldaia senza circolatore durante un'interruzione di corrente è come un cuore senza vasi sanguigni che distribuiscono il sangue. Per questo è più affidabile considerare la riserva del circolatore come un problema autonomo e chiaramente definito, anche se la caldaia ha già una sua riserva.

Rischio di congelamento del sistema

Questo rischio riguarda soprattutto il periodo di transizione e l'inverno. Se si verifica un'interruzione di corrente durante un forte freddo e dura diverse ore, l'acqua nei tubi che passano attraverso spazi non riscaldati (ad esempio un garage, un seminterrato, una stanza tecnica con isolamento insufficiente, o impianti esterni verso un edificio secondario), potrebbe iniziare a ghiacciare. L'acqua congelata nei tubi aumenta di volume e, nel peggiore dei casi, può rompere la giunzione o direttamente la tubatura. La riparazione di un danno del genere costa centinaia di euro e arriva sempre nel momento meno adatto - nel bel mezzo dell'inverno, quando si ha bisogno di rimettere in funzione il sistema il più rapidamente possibile.

Rischio di danni alla caldaia e di scomodità in casa

Oltre al congelamento, c'è il rischio di un invecchiamento più rapido della caldaia stessa in caso di interruzioni ripetute senza riserva per il circolatore - shock termici frequenti nello scambiatore riducono la sua durata. E infine c'è un motivo semplice di comfort: una casa senza riscaldamento durante un giorno freddo si raffredda sorprendentemente velocemente, soprattutto in case moderne, ben isolate, ma meno massicce, dove manca l'inerzia termica delle vecchie case in muratura. Il ritorno a casa in una casa raffreddata dopo un'interruzione che può durare anche solo tre o quattro ore durante il giorno lavorativo non è un'esperienza gradevole - e riscaldare nuovamente le stanze alla temperatura originale può richiedere tutta la notte.

Come funziona la fonte di riserva per il circolatore

Il principio è semplice e identico a quello che conosciamo dagli alimentatori di riserva per i computer, solo adattato a un consumo più elevato e prolungato. La fonte di riserva (spesso indicata anche con l'acronimo UPS - Uninterruptible Power Supply) viene collegata tra la rete elettrica e il circolatore (o eventualmente anche l'elettronica di controllo della caldaia). In condizioni normali l'elettricità "passa" semplicemente attraverso di essa e contemporaneamente ricarica la batteria interna. Non appena la rete va in interruzione, l'alimentatore la rileva in pochi millesimi di secondo e senza interruzione passa l'alimentazione del circolatore alla batteria attraverso un inverter integrato, che trasforma la tensione continua della batteria in tensione alternata a 230 V, necessaria al circolatore.

Nella figura seguente è mostrato uno schema semplificato di come si realizza in pratica in un'installazione standard in una casa unifamiliare.

Una proprietà importante delle buone fonti di riserva è proprio questa "continuità" - il passaggio avviene così rapidamente (tipicamente in pochi millesimi di secondo fino a decine di millesimi), che l'elettronica del circolatore e della caldaia non lo registra nemmeno come un'interruzione e non avviene alcun riavvio né segnalazione di errore. Le soluzioni più economiche (ad esempio una semplice batteria da auto con inverter collegato manualmente) non riescono a gestire questo passaggio con la stessa fluidità, per cui in pratica si consiglia di preferire una soluzione completa tipo UPS con commutazione automatica e caricabatterie, piuttosto che un collegamento improvvisato.

Quale potenza di riserva Lei effettivamente necessita

L'errore fondamentale che vediamo più spesso durante le consulenze è l'acquisto di una riserva "a occhio" - o sovradimensionata inutilmente, o al contrario sottodimensionata a tal punto che, in fase di avviamento del circolatore (la corrente di avviamento può essere per breve tempo anche due o tre volte maggiore del consumo nominale), la fonte di riserva disconnette semplicemente la protezione e si spegne. Il calcolo è però abbastanza semplice e si può completare in pochi minuti con l'etichetta del circolatore in mano.

Il primo passo è determinare il consumo reale del circolatore. Lo si trova direttamente sull'etichetta del circolatore, di solito indicato come "P1" o semplicemente come valore in watt. Nella pratica ci si imbatte in due tipi di categorie tipiche:

Circolatori asincroni (classici) più datati - tipicamente 45-90 W, in molti vecchi edifici unifamiliari in Slovacchia si incontra spesso un valore intorno ai 60 W.
Circolatori moderni con controllo elettronico (tecnologia EC/ECM) - grazie al controllo automatico delle rotazioni in base alle esigenze del sistema, il consumo è generalmente solo 5-45 W, con un valore operativo medio intorno ai 20-25 W.

Il secondo passo è aggiungere il consumo dell'elettronica di controllo della caldaia, se deve essere coperta di riserva anche questa - la scheda madre, il ventilatore e lo schermo consumano in genere altri 5-15 W, in pratica spesso intorno ai 10 W. Se quindi si calcola con un circolatore più datato (60 W) e l'elettronica della caldaia (10 W), il consumo totale in esercizio risulta circa 70 W. Con un circolatore EC moderno (25 W) e la stessa elettronica (10 W) si arriva solo a circa 35 W.

Il terzo passo è aggiungere una riserva di sicurezza minima del 30% a causa del già menzionato corrente di avviamento e dell'invecchiamento della batteria nel corso degli anni (la capacità e la potenza della batteria diminuiscono leggermente con l'età). Con un carico in esercizio di 70 W, quindi, risulta raccomandato un potere minimo di riserva intorno ai 91 W - in pratica, ciò significa che anche il modello d'ingresso con una potenza di 300 W offre una riserva generosa per un collegamento semplice di un solo circolatore. Una potenza maggiore (500 W e più) si rivela conveniente quando si prevede di coprire di riserva più apparecchi insieme - ad esempio il circolatore, l'elettronica della caldaia, le valvole motorizzate del collettore di distribuzione del riscaldamento a pavimento e, eventualmente, anche l'illuminazione di emergenza della caldaia.

L'intero procedimento è riassunto in modo chiaro nella seguente schema dei passaggi.

Quanto dura la riserva - calcolo della capacità della batteria

La potenza della riserva (watt) indica cosa può alimentare in contemporanea. La capacità della batteria (ampereora, Ah) indica quanto tempo dura. Queste sono due grandezze diverse e, nella scelta, vanno trattate separatamente. La capacità della batteria in ampereora si converte in energia in wattora con una semplice formula: capacità (Ah) per tensione (12 V) = energia (Wh). Successivamente si divide questa energia per il consumo in esercizio dell'apparecchio e si moltiplica per l'efficienza dell'inverter (in pratica spesso intorno all'85 %, poiché una parte dell'energia si trasforma in calore), ottenendo così un tempo orientativo di riserva in ore.

A titolo di esempio, utilizziamo tre batterie AGM specifiche disponibili in catalogo, che vengono comunemente utilizzate appunto in queste riserve - FIAMM ECOFORCE AGM VR 760 (76 Ah), FIAMM ECOFORCE AGM VR 800 (80 Ah) e FIAMM ECOFORCE AFB TR 720 (72 Ah), tutte con tensione 12 V. Con un carico di 60 W (circolatore datato senza l'elettronica della caldaia) si ottengono i seguenti tempi teorici massimi di riserva:

FIAMM ECOFORCE AGM VR 760 (76 Ah, 912 Wh): 912 × 0,85 / 60 ≈ 12,9 ore
FIAMM ECOFORCE AGM VR 800 (80 Ah, 960 Wh): 960 × 0,85 / 60 ≈ 13,6 ore
FIAMM ECOFORCE AFB TR 720 (72 Ah, 864 Wh): 864 × 0,85 / 60 ≈ 12,2 ore

Questi numeri rappresentano il massimo teorico, quindi lo scarico della batteria praticamente "fino in fondo". Per un funzionamento reale e soprattutto per una maggiore durata della batteria, per i tipi al piombo AGM si raccomanda di non scaricarli più del 50 % della capacità (cosiddetta profondità di scarico, DoD - Depth of Discharge, intorno al 50 %). In pratica ciò significa che il tempo reale di riserva raccomandato con lo stesso carico di 60 W è circa la metà, quindi orientativamente 6-7 ore - che è più che sufficiente per la maggior parte degli interruzioni di corrente (che di norma durano da alcuni minuti a poche ore), e inoltre la batteria dura molto più a lungo in esercizio, poiché non si scarica fino all'estremo ad ogni interruzione.

Con un circolatore EC moderno con un consumo inferiore (ad esempio 25 W più 10 W dell'elettronica della caldaia, in totale 35 W) la stessa batteria FIAMM VR 760 raggiunge un tempo teorico di 912 × 0,85 / 35 ≈ 22,2 ore, il che in pratica significa che anche dopo il limite raccomandato di metà capacità la riserva dura tranquillamente tutta la notte e gran parte della giornata lavorativa.

Il grafico seguente confronta il tempo teorico massimo di riserva delle tre batterie menzionate con un carico di 60 W.

Sorgenti di riserva e batterie raccomandate

Nella scelta del dispositivo specifico si rivela utile distinguere se si ha bisogno di una soluzione completa pronta all'uso (sorgente di riserva con batteria integrata o collegabile), oppure solo di una singola batteria AGM potente come sostituzione o estensione della capacità di una riserva esistente. Sotto è riportato un riepilogo di tre categorie di potenza Avansa e di tre batterie FIAMM, con le quali ci si imbatte comunemente appunto nel riservamento di circolatori e caldaie.

Avansa 300 W - categoria di base, ma completa, per il supporto di un singolo circolatore standard (anche di tipo più datato con un consumo intorno ai 60 W). Secondo il calcolo sopra indicato, fornisce una generosa riserva rispetto al minimo consigliato di circa 91 W e riesce tranquillamente a gestire anche la corrente di spunto del circolatore. Buona scelta se si deve risolvere solo il circolatore senza ulteriori apparecchi. Prezzo a partire da 177,64 €.

Avansa 500 W - categoria intermedia consigliata, se si desidera supportare il circolatore insieme all'elettronica di regolazione della caldaia, eventualmente anche con valvole motorizzate del collettore del riscaldamento a pavimento. Grazie alla potenza maggiore, offre una riserva maggiore in caso di avvio simultaneo di più apparecchi. Prezzo a partire da 199,51 €.

Avansa 1050 W - la categoria più potente per impianti più estesi con diversi circuiti, ad esempio una combinazione di caldaia, due circolatori (ad esempio uno separato per i radiatori e uno per il riscaldamento a pavimento) e l'illuminazione di emergenza della caldaia. Offre lo spazio maggiore per un eventuale ampliamento futuro del sistema. Prezzo a partire da 385,33 €.

Nella pratica, per le batterie conviene optare per il tipo AGM (Absorbent Glass Mat), che è a manutenzione ridotta, non richiede aggiunte di liquido e risulta sicuro anche in una caldaia interna, poiché non produce gas durante il normale funzionamento, a differenza delle batterie al piombo tradizionali con elettrolito iniettato.

FIAMM ECOFORCE AGM VR 760 - batteria AGM con capacità di 76 Ah, in base al calcolo sopra indicato fornisce un tempo teorico di supporto di circa 12,9 ore a un carico di 60 W (realmente consigliate circa 6-7 ore con una scarica moderata). Buona scelta per sostituire una batteria esausta in un sistema di supporto più datato o come ricambio. Prezzo a partire da 178,56 €.

FIAMM ECOFORCE AGM VR 800 - capacità leggermente maggiore di 80 Ah, teoricamente circa 13,6 ore a 60 W. Ideale se si desidera disporre di una riserva maggiore in caso di interruzioni prolungate o per supportare contemporaneamente il circolatore e l'elettronica della caldaia. Prezzo a partire da 195,88 €.

FIAMM ECOFORCE AFB TR 720 - capacità di 72 Ah, teoricamente circa 12,2 ore a 60 W. La più economica tra le tre, buona scelta se si è soddisfatti di una riserva standard senza ulteriori aumenti. Prezzo a partire da 146,58 €.

Per un rapido riepilogo, quando scegliere ciascuna categoria Avansa, si prega di consultare il grafico seguente.

Installazione e esperienze pratiche

L'installazione di un sistema di supporto per il circolatore non è elettricamente impegnativa - in molti casi si tratta semplicemente di collegare la fonte di supporto tra la presa (o direttamente un circuito fusa nel quadro elettrico) e il cavo di alimentazione del circolatore o della caldaia. Nonostante ciò, si consigliano le seguenti norme, basate su esperienze reali:

Posizionamento della fonte e della batteria. La fonte di supporto e soprattutto la batteria dovrebbero trovarsi in un ambiente asciutto e ventilato con una temperatura ideale compresa tra 10 e 25 °C. Le batterie installate in un garage non riscaldato perdono capacità proprio quando ne avete più bisogno - la capacità delle batterie AGM può ridursi del 20-30 % a temperature sotto lo zero rispetto a quelle ambiente.
Circuito fuso separato. Se possibile, conviene disporre in un quadro elettrico di un interruttore separato per la caldaia e il circolatore, indipendente dalle prese utilizzate da altri apparecchi domestici - riduce il rischio di disconnessione accidentale del sistema di supporto da parte di qualcuno che "deve solo caricare una trapano".
Test all'avvio. Dopo l'installazione, si consiglia di spegnere realmente l'interruttore di alimentazione e verificare che il circolatore e la caldaia funzionino senza interruzioni, notando anche se la fonte segnala l'attivazione della batteria (con segnali acustici o luminosi - la maggior parte dei modelli li ha).
Collegamento solo degli apparecchi essenziali. Non è necessario (e spesso nemmeno consigliabile) collegare al sistema di supporto qualsiasi altro apparecchio oltre al circolatore, eventualmente all'elettronica della caldaia e all'illuminazione di emergenza. Il collegamento di ulteriori apparecchi (ad esempio il circolatore dell'acqua calda sanitaria, se non necessario) riduce il tempo reale di supporto proprio quando ne avete più bisogno.
Consultazione con un elettricista per collegamenti complessi. Se il sistema di supporto deve far parte del quadro elettrico (e non solo "una spina nella presa"), si consiglia di affidare l'installazione a un elettricista autorizzato, soprattutto se si tratta di modifiche nel quadro principale della casa.

Esperienza comune nella pratica: in molti vecchi edifici residenziali, il circolatore è nascosto nella caldaia o nella stanza tecnica e pochissimi si rendono conto che questo piccolo dispositivo (fisicamente non più grande di una pentola più piccola) è esattamente ciò che, in caso di interruzione di corrente, decide se la casa rimarrà calda o si raffredderà. Un investimento dell'ordine delle centinaia di euro per una batteria di riserva si rivela quindi sensatamente conveniente rispetto al rischio di danni alla caldaia o tubazioni congelate, soprattutto in aree con interruzioni più frequenti (zone rurali, terreni collinosi, vecchi cavi aerei ad alta tensione) o in case di villeggiatura e chalet, dove non c'è nessuno presente per reagire immediatamente.

Mantenimento della fonte di riserva e della batteria

Anche se la batteria AGM è considerata a manutenzione ridotta in termini di aggiunta di elettrolito, alcuni interventi di base prolungheranno in modo significativo la sua durata e affidabilità:

Raccomandiamo di controllare visivamente una volta ogni sei mesi se la fonte segnala un errore di batteria (la maggior parte dei modelli ha un proprio test automatico e segnalazione tramite LED).
Non è necessario eseguire alcun tipo di "allenamento" specifico per la batteria, ma se la fonte è disconnessa per lungo tempo dalla rete (ad esempio in una casa di villeggiatura fuori stagione), la batteria si scarica autonomamente e dovrebbe essere ricaricata almeno una volta ogni due o tre mesi, altrimenti c'è il rischio di danni permanenti a causa di una scarica profonda.
La durata tipica di una batteria AGM in questa applicazione (cicli occasionali brevi, non cicli quotidiani di scarica profonda) si colloca comunemente tra 5 e 8 anni, dopo i quali si raccomanda la sostituzione preventiva, anche prima della completa perdita di capacità.
In caso di sostituzione della batteria, è opportuno scegliere lo stesso o un tipo simile (tensione 12 V, capacità simile o maggiore in Ah), in modo che la fonte funzioni correttamente con la curva di ricarica opportunamente calibrata.

Domande frequenti

Deve il circolatore disporre della propria riserva, se la caldaia già ha una fonte di riserva?

No, non automaticamente. La fonte di riserva interna della caldaia alimenta spesso solo l'elettronica di controllo e lo schermo, non il circolatore stesso, che può disporre di un circuito di alimentazione separato. Se non è chiaro cosa la propria caldaia esattamente alimenta in caso di interruzione, il modo più semplice per verificare è consultare direttamente il manuale della caldaia o effettuare un breve test - spegnere l'interruttore e osservare se il circolatore continua a funzionare.

Quale potenza della fonte di riserva è necessaria per un circolatore comune in una casa residenziale?

Per un circolatore comune (vecchi modelli con un consumo di circa 60 W e modelli moderni EC con un consumo di circa 20-25 W) è sufficiente una categoria intorno ai 300 W, che offre una riserva sufficiente anche per il corrente di avviamento. Una potenza maggiore (500 W o più) è sensatamente conveniente solo se si desidera alimentare contemporaneamente anche altri dispositivi - l'elettronica della caldaia, le valvole motorizzate del collettore di distribuzione o un secondo circolatore.

Quanto dura la batteria in caso di interruzione di corrente?

Con una capacità della batteria intorno ai 72-80 Ah e un carico di 60 W, il tempo massimo teorico di riserva è circa 12-14 ore. Per prolungare la durata della batteria, si raccomanda di non scaricarla oltre la metà della sua capacità, quindi il tempo pratico reale è circa 6-7 ore, che copre la maggior parte degli interruzioni di corrente comuni.

Si può collegare la fonte di riserva per il circolatore autonomamente?

Un collegamento semplice tramite presa (fonte tra la presa e il cavo di alimentazione del circolatore) può essere eseguito autonomamente da un utente abbastanza abile. Se il collegamento deve far parte del quadro elettrico o se non si è certi del tipo di circuito che alimenta il circolatore, si raccomanda di chiamare un elettricista - soprattutto per garantire un corretto interruttore e verificare che non venga alimentato nulla che possa sovraccaricare la fonte.

Vale la pena investire in una batteria più grande o in una fonte con potenza maggiore?

Dipende da ciò che si intende risolvere. Una batteria con capacità maggiore (più Ah) prolunga il tempo per cui la riserva può funzionare. Una fonte con potenza maggiore (più watt) permette di alimentare più dispositivi contemporaneamente. Se si intende alimentare solo un circolatore e si desidera una riserva più lunga in caso di interruzioni prolungate, si può scegliere una batteria con capacità maggiore (ad esempio FIAMM VR 800 con 80 Ah invece di 72 Ah). Se si prevede di aggiungere ulteriori dispositivi, si può scegliere una fonte con potenza maggiore.

Come si prende cura della batteria di riserva durante l'estate, quando non si usa?

Anche fuori stagione di riscaldamento si raccomanda di lasciare la fonte di riserva connessa alla rete, in modo che mantenga la batteria caricata - ci si occupa di ciò automaticamente. Se la fonte viene completamente disconnessa (ad esempio in una casa di villeggiatura fuori stagione), è opportuno collegare la batteria alla rete almeno una volta ogni due o tre mesi e caricarla, altrimenti c'è il rischio di danni permanenti a causa di una scarica spontanea.

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