Riscaldamento a pavimento ad acqua con caldaia: schemi di collegamento, installazione e caratteristiche di progettazione

Il riscaldamento è un problema urgente per la maggior parte delle città del nostro Paese. Il riscaldamento centralizzato non sempre garantisce un comfort adeguato, quindi molti stanno valutando l'installazione di un sistema autonomo.

Una possibile soluzione per questo tipo di riscaldamento è installare un sistema di riscaldamento a pavimento alimentato da uno scaldabagno.

È possibile collegare il riscaldamento a pavimento a una caldaia oppure no?

Quando si installa un sistema di riscaldamento a pavimento ad acqua, i proprietari di appartamenti o case private dovrebbero:

• realizzare una struttura in grado di riscaldare l'aria nella stanza al livello richiesto;
• Scegli un'opzione economicamente vantaggiosa in termini di installazione e funzionamento, che non comporti costi elevati.

Ti suggeriamo di informarti in anticipo Struttura e principio di funzionamento di un sistema di riscaldamento a pavimento ad acqua e la possibilità di combinare il sistema con vari dispositivi (radiatori, valvole a tre e due vie, ecc.).

Per riscaldare il fluido refrigerante si utilizzano caldaie a gas o elettriche. Le caldaie a gas sono installate più frequentemente nelle abitazioni private. Tali apparecchiature non possono essere installate in appartamenti dotati di riscaldamento centralizzato.

Inoltre, il collegamento alla rete di riscaldamento principale richiede un'autorizzazione speciale. Pertanto, è necessaria una soluzione alternativa: l'installazione di una caldaia elettrica.

Una caldaia è un dispositivo per riscaldare l'acqua utilizzando l'elettricità per scopi domestici. Tuttavia, è importante notare che non è stata originariamente progettata per riscaldare l'acqua per il riscaldamento a pavimento. Pertanto, questo la sottoporrebbe a uno stress eccessivo, che potrebbe causarne il guasto.

Sebbene sia ancora possibile alimentare il riscaldamento a pavimento con una caldaia, questa soluzione non è adatta a grandi superfici. È ideale solo per il bagno o la toilette.

Attenzione! È fondamentale calcolare correttamente il carico del riscaldatore elettrico.

Tipi di caldaie

Uno scaldabagno è una caldaia elettrica dotata di un serbatoio che contiene il liquido riscaldato. I modelli con una capacità fino a 100 litri sono utilizzati per uso domestico, mentre quelli con una capacità fino a 300 litri sono utilizzati per uso industriale. Per gli impianti di riscaldamento a pavimento si consiglia un modello industriale.

A seconda del loro design, le caldaie possono essere istantanee o ad accumulo.

Fluido

Uno scaldabagno a flusso continuo è un serbatoio compatto con una resistenza elettrica quadrata che si collega alla rete idrica fredda. Una volta acceso, riscalda l'acqua quasi istantaneamente. Questi scaldabagni hanno una potenza nominale di 6-10 kW, quindi rappresentano un carico significativo per l'impianto elettrico.

Uno scaldabagno a flusso continuo non è adatto al riscaldamento a pavimento.

Cumulativo

Un riscaldatore ad accumulo è un contenitore con due involucri, tra i quali si trova uno strato protettivo di materiale isolante termico (schiuma di poliuretano). L'involucro esterno è realizzato in acciaio smaltato.

L'interno della fiaschetta è rivestito con smalto vetroso, applicato mediante un processo a spruzzo, che conferisce alla superficie una superficie liscia e resistente alle incrostazioni. Inoltre, lo smalto non viene intaccato dai sali presenti nell'acqua e non è soggetto a corrosione.

Alcuni modelli presentano un rivestimento interno in porcellana vetrosa anziché in smalto vetroso. La superficie è di alta qualità, ma potrebbero formarsi delle crepe se esposta a temperature elevate per lunghi periodi. Tuttavia, i produttori garantiscono un funzionamento affidabile del dispositivo per almeno 10 anni.

Un altro tipo di rivestimento utilizzato per le caldaie è l'acciaio inossidabile con titanio, che resiste alle alte temperature. Uno scaldabagno con questo rivestimento durerà per molti anni.

All'interno del serbatoio è presente un elemento riscaldante (un riscaldatore tubolare) che riscalda il liquido di raffreddamento. L'elemento riscaldante è alloggiato in un tubo metallico, che ne impedisce la formazione di incrostazioni. Inoltre, il recipiente contiene un anodo magnetico, ovvero una barretta contenente particelle caricate positivamente che neutralizzano la carica negativa.

Questo contribuisce a ridurre la corrosione. L'asta deve essere sostituita periodicamente, poiché si usura piuttosto rapidamente. Lo scaldabagno è dotato di tubi attraverso i quali viene immessa l'acqua fredda e scaricata l'acqua calda.

Attenzione! Sul mercato sono ora disponibili scaldabagni elettrici con capacità di 250-300 litri, specificamente progettati per l'utilizzo in impianti di riscaldamento. Si differenziano per la posizione e le dimensioni delle aperture di mandata e ritorno.

La potenza standard dei modelli di accumulo è di 1,5-3 kW. Il dispositivo assomiglia a un thermos: l'acqua viene riscaldata e poi raffreddata lentamente, mantenendo così una temperatura elevata per un periodo prolungato.

Questi modelli sono inoltre dotati di termostato, che consente di impostare la temperatura di riscaldamento desiderata per il riscaldamento a pavimento. Una volta raggiunta la temperatura desiderata, la caldaia si spegne automaticamente, favorendo un consumo energetico efficiente.

Le caldaie sono disponibili in versione orizzontale e verticale. La versione verticale è consigliata per i sistemi di riscaldamento a pavimento.

Importante da sapere! Per riscaldare 15 litri d'acqua a 60 gradi, è necessaria una resistenza da 1 kW, che impiega 1 ora. Un serbatoio da 100 litri raggiungerà la stessa temperatura in 3 ore con una resistenza da 3 kW.

Come funziona uno scaldabagno

Una caldaia elettrica funziona miscelando un fluido refrigerante caldo e uno freddo. L'acqua riscaldata sale verso l'alto, mentre l'acqua fredda rimane sul fondo, dove viene riscaldata.

Il funzionamento di uno scaldabagno è il seguente:

1. Il serbatoio di accumulo viene riempito d'acqua tramite un raccordo speciale. L'ingresso è dotato di una valvola di sicurezza che trattiene il liquido e ne impedisce il riflusso.
2. La temperatura desiderata è impostata sul termostato, ma non deve superare gli 80 gradi.
3. La resistenza si accende automaticamente e inizia il riscaldamento dell'acqua.
4. Il liquido caldo sale verso l'alto e viene rilasciato attraverso il tubo di aspirazione situato nella parte superiore del serbatoio.
5. Il liquido di raffreddamento passa attraverso il tubo di aspirazione fino alla tubazione sul pavimento.

Quale caldaia dovrei scegliere?

Uno scaldabagno elettrico a flusso continuo è praticamente inadatto ai sistemi di riscaldamento a pavimento. Il suo principale svantaggio è l'elevato consumo energetico.

L'unica opzione adatta per il riscaldamento a pavimento è uno scaldabagno ad accumulo. Nella scelta del tipo di elemento riscaldante, è importante considerare la potenza dell'apparecchio, poiché questa determina l'intensità, la rapidità e la quantità di fluido termovettore riscaldato.

Attenzione! I dispositivi con una potenza di uscita di 6–10 kW sono progettati specificamente per l'installazione con impianti di riscaldamento. Il loro principale svantaggio è l'elevato consumo energetico.

Nel calcolare la potenza di un apparecchio elettrico, bisogna tenere presente che per riscaldare un'area di 10 metri quadrati è necessario uno scaldabagno con una potenza di 1 kW; pertanto, un modello domestico di scaldabagno per riscaldamento a pavimento non è adatto. È indicato solo per piccoli spazi, come un bagno o una toilette.

il secondo puntoUn fattore importante da considerare quando si acquista uno scaldabagno è la capacità del serbatoio. Maggiore è il volume di liquido refrigerante caldo, minore sarà la frequenza con cui sarà necessario accendere lo scaldabagno, con conseguente risparmio di risorse.

Caratteristiche progettuali di un pavimento riscaldato collegato a una caldaia

Nella progettazione di un sistema di riscaldamento a pavimento con caldaia, è necessario tenere conto di:

• La dimensione della tubazione e il numero di diramazioni, più lungo è il circuito, più lenta sarà la circolazione del liquido;
• Potenza dell'elemento riscaldante: se la soglia minima di temperatura dell'ambiente riscaldato corrisponde alla potenza della caldaia, dopo un certo periodo di tempo l'efficienza del riscaldamento del fluido termovettore potrebbe diminuire. La soluzione è acquistare un riscaldatore con una riserva di potenza del 20%.

Inoltre, il sistema richiede una manutenzione costante, che include la decalcificazione periodica del serbatoio di accumulo e della resistenza. Questa procedura contribuirà a mantenere in buone condizioni i tubi del riscaldamento a pavimento e a prolungarne la durata.

Si consiglia di collegare la caldaia in un bagno o in una stanza situata vicino all'ambiente da riscaldare.

Per aumentare le prestazioni del dispositivo, la struttura deve essere dotata di una pompa di circolazione.

Seguendo tutti i punti sopra elencati, è possibile realizzare un sistema idronico a pavimento in grado di riscaldare il proprio appartamento.

Schemi elettrici per riscaldamento a pavimento e caldaie

Esistono diversi schemi per collegare il riscaldamento a pavimento a uno scaldabagno ad accumulo. Vediamo i più semplici:

• Una valvola a tre vie è fondamentale per collegare due circuiti: quello del riscaldamento a pavimento e quello dello scaldabagno. Questa valvola distribuisce il fluido termovettore tra i due circuiti ed è controllata automaticamente da un termostato installato sullo scaldabagno. Questo sistema permette un rapido riscaldamento dell'acqua nella caldaia, consentendo al contempo l'interruzione completa dell'erogazione di acqua calda alle tubature del riscaldamento a pavimento. Una volta raggiunta la temperatura impostata, la valvola si attiva e l'erogazione riprende. Questo tipo di impianto idraulico è adatto per l'utilizzo continuo della caldaia.

• Con due pompe di circolazione forzata, questa opzione è consigliata per un utilizzo intermittente e stagionale. Una viene installata sulla tubazione di alimentazione prima dello scaldabagno, l'altra sul circuito a pavimento.

Un termostato alimenta la pompa di circolazione, che quindi si attiva solo quando la temperatura scende al di sotto del livello normale. Il riscaldamento accelera e si attiva la circolazione forzata. Questo sistema non dispone di una valvola a tre vie e il collegamento viene effettuato tramite raccordi a T.

• Utilizzo di un collettore idraulico: questo metodo è consigliato per caldaie con una capacità di 200 litri o superiore e con più circuiti di riscaldamento. Un sistema con collettore idraulico semplifica la progettazione ed elimina la necessità di installare pompe su ogni circuito a piano. Il collettore idraulico garantisce una pressione del refrigerante uniforme in tutti i circuiti. Tuttavia, l'installazione delle tubazioni con questo metodo è complessa senza esperienza.

Installazione e collegamento del riscaldamento a pavimento alla caldaia.

Per maggiore chiarezza, vediamo come installare un sistema di riscaldamento a pavimento alimentato da uno scaldabagno, utilizzando una resistenza da 3 kW per riscaldare un'area di 30 m2, con l'installazione di una valvola a tre vie.

Avremo bisogno di una caldaia a ricircolo con uscite per il collegamento dei tubi di alimentazione dell'acqua calda e fredda. Il diametro consigliato per le uscite è di 2,6 centimetri. Inoltre, saranno necessari gli attrezzi necessari per evitare distrazioni durante l'installazione.

La sequenza di costruzione dei pavimenti idronici a partire da uno scaldabagno è la seguente:

• Preparazione del sottofondo: deve essere livellato e sgombrato da detriti.

• Installazione dell'unità di raccolta: deve essere fissata alla parete o montata in una scatola metallica appositamente predisposta.

• Rivestire il perimetro della stanza con nastro fonoassorbente contribuirà a mantenere l'integrità del massetto in calcestruzzo.

• Impermeabilizzazione e isolamento termico: la pellicola di polietilene può essere utilizzata come materiale impermeabilizzante. La scelta dei materiali per l'isolamento termico è vastissima, dalla classica schiuma plastica ai pannelli in polistirene espanso con borchie.

• Il circuito idraulico può essere realizzato con tubi in rame, polietilene o plastica resistente al calore. Gli elementi riscaldanti vengono installati secondo il progetto e alla distanza prestabilita. I tubi possono essere fissati alla rete di rinforzo posata sull'isolamento termico con fascette in plastica, oppure inseriti tra le scanalature dei pannelli di polistirolo.

• Collegare il circuito al collettore di distribuzione: un'estremità al rubinetto dell'acqua fredda e l'altra al rubinetto dell'acqua calda.

• La caldaia è collegata al quadro di distribuzione tramite tubi metallici.

• Installazione di una valvola a tre vie con testa termica sul collettore per regolare il livello di temperatura dell'acqua calda del pavimento.

• Il collegamento di una pompa di circolazione a un impianto di riscaldamento a pavimento garantisce il flusso e la pressione dell'acqua necessari nelle tubature.

• L'installazione di un vaso di espansione è essenziale per eliminare l'acqua in eccesso dall'impianto di riscaldamento. Esso deve essere montato sul tubo metallico freddo in prossimità dell'uscita della caldaia. A monte del vaso di espansione deve essere installato un tubo di sfiato.

• Viene eseguito un controllo delle prestazioni del sistema per identificare potenziali perdite e malfunzionamenti. Il test di pressione viene effettuato per 24 ore alla pressione di esercizio.

• Getto del massetto: il profilo del pavimento viene riempito con il calcestruzzo. Questa procedura viene eseguita sotto pressione attraverso le tubature. Lo strato di calcestruzzo deve asciugarsi completamente, il che richiederà circa un mese.

• Posa del rivestimento di finitura: questo va posato solo su una base di calcestruzzo completamente asciutta.

L'impianto idrico deve essere attivato solo dopo che il massetto, e in caso di pavimentazione in piastrelle di ceramica, si sono asciugati completamente. La temperatura deve essere aumentata gradualmente fino a raggiungere la temperatura di esercizio nell'arco di diversi giorni.

Questo sistema funziona riscaldando l'acqua in un serbatoio, che viene poi scaricata attraverso un collettore nel circuito a pavimento. Il liquido refrigerante esausto viene reimmesso nella linea di ritorno tramite un'unità di distribuzione.

Se la temperatura dell'acqua supera il livello richiesto, la valvola a tre vie interrompe automaticamente l'erogazione dell'acqua calda e apre quella dell'acqua fredda. Il processo di miscelazione avviene in un apposito vano. Quando il fluido termovettore raggiunge la temperatura desiderata, la valvola termostatica chiude l'erogazione dell'acqua fredda.

Il riscaldatore e il collettore sono dotati di dispositivi separati per il controllo automatico della temperatura. Il dispositivo sul collettore controlla il flusso del refrigerante nell'impianto di riscaldamento a pavimento, mentre il dispositivo sull'elemento riscaldante controlla la temperatura dell'acqua.

È possibile installare un sistema di riscaldamento a pavimento alimentato da uno scaldabagno sia in una casa che in un appartamento. L'installazione è semplice; l'importante è seguire le istruzioni e la procedura. Inoltre, il basso costo di installazione è un fattore cruciale, poiché uno scaldabagno costa meno di una caldaia elettrica.

Tuttavia, va notato che il funzionamento di un sistema di riscaldamento di questo tipo richiede un consumo energetico considerevole. Pertanto, la scelta di riscaldare la propria casa con un radiatore tradizionale o con un sistema di riscaldamento a pavimento alimentato da una caldaia dipende interamente dalle proprie esigenze.

Video

Riscaldamento a pavimento tramite caldaia elettrica

Riscaldamento a pavimento con acqua calda proveniente da uno scaldabagno ad accumulo.