Che Capacità Deve Avere Il Puffer Di Un Termocamino?

1. Quanti Litri Deve Essere Grande Il Puffer Di Un Termocamino

Il dimensionamento di un puffer per un termocamino è uno degli aspetti tecnici più rilevanti nella progettazione di un sistema di riscaldamento a biomassa. L’obiettivo principale è quello di garantire una gestione efficiente del calore prodotto durante la combustione, assicurando al contempo inerzia termica, comfort abitativo e sicurezza dell’impianto.

Supponiamo di partire da un termocamino a legna con potenza massima al focolare di 35 kW e un rendimento del 75%. In questo caso, la potenza utile effettivamente trasferita all’acqua è pari a 26,2 kW (ovvero 35 kW x 0,75). Per stimare la capacità minima del serbatoio di accumulo, è prassi moltiplicare la potenza utile per un coefficiente compreso tra 50 e 55 litri per ogni kW termico. Applicando questa regola si ottiene:

C = 26,2 kW × 50 L/kW = 1310 litri

Un altro approccio, spesso utilizzato per semplificare il calcolo, è quello di moltiplicare la potenza al focolare per 40 litri per kW, ottenendo:

35 × 40 = 1400 litri

La differenza tra i due risultati è trascurabile (inferiore al 7%), e rientra nei margini di tolleranza accettabili. Tuttavia, spingersi oltre i 55 litri per kW termico è generalmente sconsigliato: l’effetto principale sarebbe un aumento dei tempi di riscaldamento dell’acqua nel circuito, con conseguente ritardo nella disponibilità del calore per l’impianto.

Un puffer sovradimensionato, sebbene possa garantire una maggiore autonomia, rischia di essere sottoutilizzato e di inefficienza economica e termica. Al contrario, un puffer troppo piccolo è soggetto a surriscaldamenti frequenti, con la necessità di attivare valvole di scarico termico o di far spegnere il generatore, riducendo la vita utile dell’impianto.

Nel caso di impianti combinati (ad esempio termocamino + solare termico), la questione del dimensionamento diventa ancora più delicata, e va gestita considerando curve di carico, profili di utilizzo giornaliero, e integrazione delle fonti.

 

2. Dimensionamento Di Un Serbatoio A Stratificazione

Il serbatoio di accumulo a stratificazione è una variante tecnica avanzata del puffer tradizionale. Il suo obiettivo è quello di sfruttare la stratificazione verticale della temperatura dell’acqua, consentendo una gestione intelligente del calore e un’interfaccia più efficiente tra fonti e utilizzatori.

Nel dimensionare un accumulo termico a stratificazione, i parametri da tenere in considerazione sono più numerosi rispetto a un semplice puffer. Oltre alla potenza del generatore, occorre analizzare:

• La potenza massima e minima da prelevare dal serbatoio
• Il numero di ore di autonomia desiderato
• Le caratteristiche delle fonti di calore e dei terminali di utilizzo
• I cicli di carico/scarico previsti per ogni giorno

L’obiettivo è quello di garantire un equilibrio tra la quantità di energia immagazzinata e la capacità di utilizzarla progressivamente, senza produrre surriscaldamenti o sprechi.

Un serbatoio sottodimensionato non riesce a contenere tutta l’energia prodotta, specie se il generatore è una caldaia a legna o un termocamino di elevata potenza, e si rischia l’attivazione anticipata delle valvole di sicurezza. Viceversa, un accumulo sovradimensionato non porta vantaggi proporzionali e comporta costi più elevati sia di acquisto che di installazione, oltre a maggiori dispersioni termiche.

Per le caldaie a legna, la raccomandazione tecnica attuale (anche nei manuali VDI tedeschi) è di almeno 55 litri per ogni kW nominale, con punte fino a 80 o 100 litri nei casi in cui si desideri un’autonomia di più ore o giorni tra un carico di legna e l’altro. Per i collettori solari termici, invece, è sufficiente un rapporto di 50 litri per ogni metro quadrato di superficie captante.

Va ricordato che i serbatoi a stratificazione possono essere modulari e componibili, facilitando l’ampliamento del sistema in un secondo momento, e che possono ospitare scambiatori interni, resistenze elettriche di backup, serpentine solari, e centraline di controllo elettronico, aumentando la loro versatilità.

 

3. I Due Tipi Di Serbatoi Di Accumulo: “Puffer” E “Bollitori”

Nel linguaggio tecnico, ma anche nella pratica impiantistica, i termini “puffer” e “bollitore” vengono spesso utilizzati in modo intercambiabile. Tuttavia, si tratta di due dispositivi differenti per struttura, funzione e applicazioni.

Il puffer è un serbatoio di accumulo inerziale che contiene acqua tecnica. Questa non viene utilizzata direttamente per gli usi sanitari, ma serve come mezzo di accumulo termico, ed è in genere “sporca” in senso tecnico: cioè può contenere fanghi, ossidi, residui ferrosi, ed è destinata a rimanere nel circuito chiuso per lunghi periodi. È quindi adatta a garantire stabilità termica, soprattutto in impianti dove l’energia proviene da generatori discontinui come le caldaie a legna.

Il bollitore, invece, è un serbatoio sanitario che contiene acqua destinata al consumo, per cui è soggetto a normative igienico-sanitarie più stringenti. In questo caso, lo scambio termico avviene tramite serpentine o scambiatori interni, che ricevono il calore da un circuito secondario (ad esempio una caldaia o un impianto solare termico). Qui l’acqua non è tecnica, ma è potabile, ed è soggetta al problema della proliferazione batterica, in particolare della legionella pneumophila, se le temperature non vengono mantenute costantemente al di sopra dei 55-60°C.

Per evitare questi rischi, è necessario:

• Garantire cicli periodici di disinfezione termica fino a 70 °C
• Utilizzare bollitori smaltati o in acciaio inox
• Impiegare anodi di magnesio o elettronici contro la corrosione

In molti impianti moderni viene utilizzato un combinato puffer-bollitore, con due circuiti separati: uno per l’accumulo tecnico e uno per l’acqua calda sanitaria, migliorando l’efficienza complessiva e l’utilizzo degli spazi.

 

4. Come Utilizzare Un Serbatoio A Stratificazione

La stratificazione termica è un principio fisico naturale che consente di mantenere gli strati più caldi dell’acqua nella parte alta del serbatoio, mentre quelli più freddi si posizionano verso il basso. Un serbatoio ben progettato è in grado di sfruttare questa stratificazione per ottimizzare le prestazioni.

L’inserimento verticale degli scambiatori e degli attacchi consente di prelevare il calore nel punto giusto, in base alla temperatura richiesta:

• L’acqua calda per i radiatori può essere prelevata nella parte alta (dove si raggiungono i 60-70 °C)
• L’acqua più fredda per il ritorno della caldaia viene reimmessa in basso (sotto i 40 °C)
• Le pompe e le valvole di regolazione, comandate da centraline intelligenti, garantiscono la gestione dinamica dei flussi.

Una delle funzioni cruciali del serbatoio a stratificazione è la disconnessione idraulica tra circuito primario (quello di generazione) e secondario (quello di utilizzo). Questo permette di far lavorare generatori diversi senza conflitti, e di mantenere stabile la pressione nei diversi rami dell’impianto.

Per prevenire la legionella, la temperatura dell’acqua deve essere mantenuta almeno a 60°C nella zona centrale del serbatoio, con cicli di disinfezione automatica se necessario. Tuttavia, è importante non superare i 65°C continuativi, per evitare degradazioni dell’isolamento termico, formazione di calcare, e corrosioni interne. In ogni caso, quando la temperatura interna scende sotto i 55°C, è bene riportarla prontamente a valori ottimali.

L’utilizzo di valvole miscelatrici termostatiche in uscita dal puffer consente di erogare l’acqua sempre a temperatura costante, migliorando il comfort e proteggendo i componenti dell’impianto.

 

5. Quando Usare Un Serbatoio Di Accumulo Del Calore

L’utilità del serbatoio di accumulo termico varia in base al tipo di generatore di calore installato. Per le caldaie a pellet, che sono dotate di modulazione automatica della potenza, il puffer non è indispensabile se la potenza dell’impianto di emissione è ben dimensionata. Tuttavia, può risultare utile per:

• Limitare gli avviamenti frequenti
• Stabilizzare la temperatura dell’impianto
• Aumentare la durata del bruciatore

Nel caso delle caldaie a legna, invece, il puffer è praticamente obbligatorio. La combustione della legna non può essere interrotta a piacere, e in assenza di un accumulo termico si rischia il sovrariscaldamento dell’impianto. In questo caso il puffer svolge la funzione di volano termico, assorbendo il calore in eccesso e rilasciandolo progressivamente nei circuiti di riscaldamento.

Per quanto riguarda le caldaie a gas, l’adozione di un serbatoio di accumulo non è necessaria per motivi di sicurezza, ma può migliorare sensibilmente le performance in termini di rapidità di risposta, quantità di acqua calda disponibile, e costanza della temperatura in uscita.

Infine, il serbatoio a stratificazione è particolarmente indicato nei sistemi ibridi, dove più fonti di calore devono essere coordinate. È il caso degli impianti con:

• Caldaia a legna o pellet
• Pannelli solari termici
• Termostufe
• Resistenze elettriche in orario notturno (tariffa agevolata)

In questi impianti, il serbatoio funge da centro di raccolta e smistamento del calore, permettendo una regolazione precisa e un risparmio energetico reale, soprattutto se gestito con una centralina climatica o un sistema domotico.