Emissioni "quasi zero", i costruttori di apparecchi e caldaie a biomasse hanno colto la sfida
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
TECNOLOGIE NZEB
Emissioni “quasi zero”, i costruttori di apparecchi
e caldaie a biomasse hanno colto la sfida
I costruttori di tecnologie hanno avviato importanti progetti di ricerca e sviluppo
per migliorare le prestazioni tecnico-ambientali dei generatori e contribuire al
miglioramento della qualità dell’aria nelle zone critiche. Con questo articolo
inauguriamo la rubrica delle tecnologie “NZEB”
Valter Francescato, direttore tecnico AIEL | francescato.aiel@cia.it
A livello europeo la biomassa legnosa è la no colto la sfida e stanno investendo per muovere e far conoscere agli operatori,
principale rinnovabile e svolgerà un ruo- proporre sul mercato soluzioni tecnolo- agli utenti e alle istituzioni i progressi
lo strategico per mitigare la preoccupante giche che consentono di garantire emis- delle tecnologie che, a nostro giudizio
avanzata dei cambiamenti climatici cau- sioni nocive “quasi zero”, con riferimento tecnico, possono essere annoverate nella
sata dalle fonti fossili. Tuttavia, in Italia, ai cicli di funzionamento reale degli im- categoria NZEB.
soprattutto nelle aree più critiche come pianti. L’obiettivo è quello di garantire le In questa occasione presentiamo due cal-
il Bacino padano, solo le tecnologie con i massime prestazioni ambientali in cam- daie, una a cippato-pellet e una a pellet e
minori fattori di emissioni di polveri sot- po, non solo in laboratorio. una stufa a pellet.
tili e di carbonio organico (responsabile In analogia agli edifici, abbiamo deciso di
della formazione di particolato organi- utilizzare per queste tecnologie molto in- CALDAIA A CIPPATO E PELLET ETA
co e secondario in atmosfera) potranno novative l’acronimo NZEB – Nearly Zero EHACK EPEK (120-240 kW)
giocare un ruolo nel futuro. Per questo i Emission Boilers, utilizzato per definire Le caldaie della serie eHACK ed ePEK
costruttori industriali di tecnologie han- un edificio il cui consumo energetico è sono state completamente riprogettate a
quasi pari a zero. Gli NZEB sono quin- partire dalla camera di combustione, con
di edifici ad elevatissima prestazione che l’obiettivo di ottimizzarne ulteriormente il
grazie al loro funzionamento riducono processo. Le misure primarie adottate pre-
Figura 1 - ETA eHACK 140-170 EP – con
filtro a più elettrodi di raccolta integrato al massimo i consumi e l’impatto nocivo vedono un’ulteriore separazione dell’im-
nel corpo caldaia. sull’ambiente. Si tratta di apparecchi e missione di aria comburente (secondaria)
Filtro Camera di
caldaie ad «emissioni quasi zero», risul- per completare ancora meglio il processo
elettrostatico combustione tato di progetti di ricerca e sviluppo molto di ossidazione dei gas pirolitici prodot-
ottimizzata sfidanti anche sul piano dello sforzo finan- ti dalla degradazione termica del legno:
ziario per le imprese di costruzione. Come più semplicemente, raggiungere la “com-
per gli edifici, si tratta quindi di generatori bustione completa” priva di incombusti
a biomasse legnose che - in condizione di carboniosi. Con la tecnica di combustione
funzionamento in campo - garantisco- ottimizzata, utilizzando un biocombusti-
no elevate prestazioni ambientali, ovvero bile di qualità adeguata (A1, A2 cfr. ISO
elevati rendimenti e bassissimi livelli di 17225-2-4), sia con il pellet sia con il cip-
emissioni nocive per la salute umana, ri- pato, già in camera di combustione ven-
ducendo il più possibile il loro impatto gono quasi azzerate le emissioni di polveri
negativo sulla qualità dell’aria. e carbonio organico, proprio perché viene
Con questo articolo intendiamo inau- “completato” il processo di combustione.
gurare una rubrica tecnica dedicata alle La caldaia, anche senza filtro, raggiun-
tecnologie NZEB, con l’obiettivo di pro- ge le prestazioni delle 5 Stelle (cfr. D.M.
46 AGRIFORENERGY 2|2020
TECNOLOGIE NZEB
186/2017). Per una maggiore garanzia, realizzata completamente in acciaio
considerando la variabilità qualitativa dei inox. La tecnica a condensazione con-
biocombustibili legnosi anche nella me- sente di raggiungere un rendimento del
desima classe qualitativa, in particolare 106%, recuperando il calore latente dai
del cippato (contenuto idrico, contenuto gas di scarico e risparmiando così fino
di cenere, pezzatura), la caldaia è stata al 10% di pellet. L’elevato rendimento è
equipaggiata con un filtro elettrostatico raggiunto anche grazie ai deflettori pre-
autopulente, integrato nel corpo caldaia senti nei turbolatori che guidano i gas
dopo lo scambiatore a tubi di fumo verti- combusti verso l’alto attraverso i tubi
cali. In questo modo vengono intercettate dello scambiatore di calore, assicurando
(elettrostaticamente) e abbattute anche le la massima capacità di scambio termico.
poche polveri inorganiche residue del Lo scambiatore è completamente in ac-
processo di combustione completa del le- ciaio inox ed è dotato di un dispositivo
gno (che in laboratorio risultano a livelli di lavaggio ad acqua che viene azio-
non rilevabili dagli strumenti di misura nato in funzione delle ore di funziona-
- tabella 1). La struttura del filtro, che si mento del generatore, ovvero quando
sviluppa in verticale lungo tutta l’altez- ve ne è realmente bisogno. La tecnica
za della caldaia, garantisce un’efficienza a condensazione – oltre a incremen-
minima di separazione dell’85%. Due tare il rendimento, quindi ridurre il
obiettivi del progetto di sviluppo, pie- consumo di biocombustibile – ha an-
namente raggiunti, riguardano anche il che un effetto positivo sulla riduzione
mantenimento di un consumo di energia delle emissioni di particolato. Questa
elettrica estremamente basso e gli eleva- caldaia, grazie a una tecnica di com-
tissimi livelli di sicurezza di funziona- bustione estremamente evoluta, rag-
mento dell’impianto. giunge già le prestazioni a 5 Stelle (cfr.
La tabella 1 riporta i valori prestazio- D.M. 186/2017) anche senza il filtro. La
nali misurati in laboratorio in fase di principale innovazione è la depressione
omologazione (EN 303-5) della gamma controllata in camera di combustione
eHACK con cippato A1. in abbinamento all’efficiente ventilatore
a tiraggio indotto EC (commutazione),
CALDAIA A CONDENSAZIONE che consente una precisa regolazione
A PELLET FRÖLING PE1C PELLET 22 della distribuzione dell’aria secondaria.
(22 kW) Tramite un solo attuatore è possibile re-
Figura 2 - FRÖLING PE1c Pellet 22, in
È la nuova caldaia a pellet a conden- golare in maniera ottimale l’aria prima-
primo piano un dettaglio del filtro elet-
sazione con filtro elettrostatico in- ria e secondaria in base alle condizioni trostatico integrato nel corpo caldaia, so-
tegrato prodotta dall’azienda Fröling, della camera di combustione. Questa pra lo scambiatore.
Tabella 1 – Valori delle emissioni e dei rendimenti di omologazione della gamma eHACK a cippato
eHACK 120-240 kW PP COT NOx CO η
mg/Nm3 al 13%O2 Pn Pp Pn Pp Pn Pp Pn Pp Pn Pp
Valore massimo 1 0 1 2 107 77 10 86 95,4% 96,0%
Valore minimo 0 0 1 1 79 64 4 16 93,4% 97,4%
g/GJ Pn Pp Pn Pp Pn Pp Pn Pp
Valore massimo 0 0 0 1 70 50 6 56
Valore minimo 0 0 0 1 50 41 2 10
Valori desunti dai rapporti di prova EN 303-5 e dai Certificati Ambientali DM 186/2017.
Pn=potenza nominale, Pp=potenza parziale ai sensi EN 303-5. Qualità del cippato di prova: conforme alla Classe A1 ISO 17225-4 (M20, P31S, A1.0).
2|2020 AGRIFORENERGY 47
TECNOLOGIE NZEB
Tabella 2 – Valori delle emissioni e dei rendimenti di omologazione della PE1c Pellet 22
PE1c Pellet 22 (22 kW) PP COT NOx CO η
mg/Nm al 13%O2
3
Pn Pp Pn Pp Pn Pp Pn Pp Pn Pp
Condensazione (con filtro) 1 7 0,3 0,4 111 110 4 51 105,8% 105,3%
g/GJ Pn Pp Pn Pp Pn Pp Pn Pp
Condensazione (con filtro) 0,6 4,6 0,2 0,3 75 74 3 34
Valori desunti dai rapporti di prova EN 303-5 e dai Certificati Ambientali DM 186/2017.
Pn=potenza nominale, Pp=potenza parziale ai sensi EN 303-5. Qualità del pellet di prova: conforme alla Classe A1 ISO 17225-2.
innovazione, in abbinamento alla rego- silenziosità di funzionamento in grado di Maestro) o con un pratico telecomando
lazione Lambda di serie, assicura emis- competere con gli apparecchi domestici dotato di termostato ambiente. La stufa
sioni molto basse. L’altra importante in- manuali a legna. è canalizzata e riscalda contemporanea-
novazione è il filtro elettrostatico (op- Lavorando sui concetti della gassificazio- mente più ambienti della casa, anche non
zionale) integrato al corpo caldaia, che ne del legno e su una combustione in tre comunicanti, fino a ca. 70 m2. l
garantisce in ogni situazione un livello fasi (tecnologia coperta da domanda di
di emissioni di particolato estremamen- brevetto) supportata da un braciere au-
te basso (tabella 2). Il caricamento elet- topulente completamente in acciaio inox,
trostatico del particolato solido ha luo- è stato migliorato sensibilmente il rendi-
go nello scambiatore di calore in acciaio mento e le prestazioni emissive, raggiun-
inox, pertanto lo scambiatore di calore gendo i valori delle migliori stufe a pellet
con superfici di grandi dimensioni e i attualmente sul mercato (tabella 3).
turbolatori con i deflettori fungono al Dal punto di vista estetico, è stato elimi-
contempo da superficie di separazione. nato dalla vista ogni elemento tecnico del
La pulizia si svolge in modo completa- focolare, lasciando che la fiamma disegni
mente automatico con il dispositivo di la camera di combustione e non vicever-
lavaggio dello scambiatore. sa. La combustione è stata rallentata, ren-
dendo la fiamma molto simile alla com-
STUFA A PELLET PIROLITICA bustione di un focolare a legna.
“GROOVE” DI MCZ (8 KW) Riguardo la silenziosità, è stata ridotta
La stufa a pellet “Groove” è il risultato di la velocità dell’estrattore fumi e di con-
un ambizioso progetto di ricerca e svilup- seguenza il consumo elettrico e la sua
po dell’azienda italiana MCZ. Due erano rumorosità; inoltre, è stato progettato Figura 3 – Stufa a pellet “Groove” di MCZ,
gli obiettivi principali: ottenere e miglio- un nuovo e più silenzioso sistema di con tecnica di combustione innovativa, co-
rare le prestazioni emissive per raggiun- caricamento del pellet, basato su un perta da domanda di brevetto, raggiunge
le prestazioni 5 Stelle e rispetta ampiamen-
gere i livelli richiesti dalla Classe 5 Stelle motore con rotore a magneti perma-
te il Regolamento Ecodesign che entrerà in
(cfr. D.M. 186/2017), attualmente la clas- nenti (brushless). La stufa è gestibile via vigore il 1/1/2022, grazie ad un fattore di
se prestazionale più restrittiva d’Europa smartphone, sia in casa che fuori, grazie emissione di polveri a potenza parziale, in
e garantire un’estetica della fiamma e una al doppio Wi-Fi integrato (tecnologia laboratorio, inferiore a 10 g/GJ.
Tabella 3 – Valori delle emissioni e dei rendimenti del prototipo Groove (7,8 kW)
Stufa a pellet Groove PP COT NOx CO η
(7,8 kW)
Pn Pp Pn Pp Pn Pp Pn Pp Pn Pp
mg/Nm al 13%O2
3
9 12 2 4 81 77 80 73 93 91,5
Pn Pp Pn Pp Pn Pp Pn Pp
g/GJ 6 8 1 3 57 54 56 51
Valori desunti dal rapporto di pre-compliance sul prototipo Groove testato presso i laboratori IMQ (cfr. UNI EN 14785).
Pn=potenza nominale, Pp=potenza parziale. Qualità del pellet di prova: conforme alla Classe A1 ISO 17225-2.
48 AGRIFORENERGY 2|2020
Puoi anche leggere
