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Stufe in muratura | Lento rilascio di calore

Il riscaldamento in muratura, o riscaldamento a massa, fa riferimento ad un metodo di riscaldamento della casa realizzabile tramite diversi apparecchi, brevemente indicati come stufe in muratura: Speicherofen, Kachelofen, Grundofen, Specksteinofen (o stufe in pietra ollare), stufe a lento rilascio di calore ed Ecco Stove.

Tutti gli apparecchi appena elencati hanno degli elementi in comune che permettono loro di riscaldare zone della casa particolarmente ampie (in alcuni casi, l’intera casa) in modo prolungato nel tempo (fino a 48 ore): il meccanismo di funzionamento, la ritenzione del calore ed il lento rilascio del calore.

MECCANISMO DI FUNZIONAMENTO: il meccanismo di funzionamento è studiato in modo da massimissare l’efficienza della combustione e l’intrappolamento del calore nel corpo della stufa.
La camera di combustione raggiunge temperature particolarmente elevate – superiori ai 900°C; i gas di scarico vengono poi fatti passare attraverso i girofumi, dei condotti interni “a saliscendi” progettati per massimizzare l’assorbimento di calore dai fumi da parte della struttura della stufa;

 

RITENZIONE DEL CALORE: il corpo della stufa in muratura intrappola al suo interno il calore, per via dell’elevata capacità termica della stufa.

La capacità termica, da un punto di vista fisico, è la quantità di calore necessaria per aumentare di 1°C la temperatura del corpo.

La capacità termica di un corpo viene determinata da due fattori: la massa del corpo e il calore specifico del materiale in cui è realizzato quel corpo. Il calore specifico, proprietà caratteristica per ogni sostanza, è la quantità di energia assorbita da 1g di sostanza durante un aumento di temperatura di 1°C.

I fattori determinanti per le prestazioni della stufa in muratura sono quindi:
- La sua massa
- La tipologia di materiale refrattario in cui è realizzata la stufa.

Tanto maggiori sono questi due fattori, tanto maggiore è la capacità termica della stufa, tanto maggiore è il calore immagazzinato nella stufa. Da un altro punto di vista, a parità di massa, è possibile ottenere prestazioni maggiori impiegando per la realizzazione della stufa un materiale con un coefficiente di calore specifico maggiore.

LENTO RILASCIO DEL CALORE immagazzinato all’interno del corpo: il calore trattenuto viene rilasciato,per irraggiamento a bassa frequenza, in modo graduale, nel giro di diverse ore.

Contraflow heater



Le stufe in muratura sono un metodo di riscaldamento profondamente diverso dalle stufe a legna tradizionali, dal punto di vista del funzionamento e del tipo di riscaldamento ottenuto. Di conseguenza, non è possibile comparare i due tipi di prodotto.

Le tradizionali stufe a legna comunemente hanno un prezzo a partire da 1200€ circa per un modello relativamente efficiente, che riscalda una stanza. Il calore viene rilasciato dalla stufa molto velocemente – il calore viene infatti emesso per irraggiamento ad alta frequenza – per cui la temperatura desiderata nella stanza viene ottenuta molto rapidamente. Tuttavia, a causa delle temperature superficiali estremamente elevate può essere difficoltoso controllare il calore emesso.
Si tratta del sistema di riscaldamento più utile per avere un salotto confortevole in breve tempo.

Le stufe in muratura sono generalmente molto più grandi e pesanti delle stufe a legna tradizionali. La loro struttura può essere realizzata in mattoni, cemento o altri materiali refrattari o, come nel caso della Ecco Stove, in Carburo di Silicio.
Si tratta di un prodotto più costoso delle tradizionali stufe a legna: si parte dai 3.000/4.000€ per i prefabbricati e dai 4.000/5.000€ per i prodotti personalizzati.
La temperatura superficiale è sensibilmente inferiore rispetto a quando accade nelle stufe a legna: è quindi possibile riscaldare aree molto più ampie che la singola stanza in cui è installata la stufa (oltre a rendere più confortevole la vicinanza alla stufa).
Va sottolineato che il processo di combustione in questo tipo di stufa minimizza l’emissione di sostanze inquinanti: le temperature particolarmente elevate raggiunte nella camera di combustione bruciano i gas – e il particolato in essi contenuto. L’efficienza della combustione, per lo stesso motivo, viene massimizzata – in altre parole, l’utilizzo del carburante avviene in modo altamente efficiente.


Va tuttavia tenuto in considerazione che la stessa struttura della stufa in muratura comporta:

• La necessità di posizionare la stufa al centro della casa;
• Un peso notevole – per raggiungere la massa necessaria per raggiungere i risultati di riscaldamento desiderati, la stufa può arrivare a pesare diverse tonnellate (con conseguente necessità di avere un pavimento sufficientemente robusto);
• Una realizzazione che può protrarsi per più giorni.
Si rende quindi necessaria un’attenta valutazione dei pro (elevata efficienza della combustione ed uso efficiente del combustibile, ridotti livelli di emissioni, riscaldamento prolungato nel tempo di aree particolarmente estese) e dei contro (struttura imponente e pesante, necessità di posizionarla centralmente, tempi lunghi di realizzazione), al fine di trarre il massimo dell’utilità da questa tecnologia.

Particolarmente utili, in quest’ottica, si rendono alcune innovazioni nel settore, che combinano la tecnologia delle stufe in muratura con aspetti tipici delle stufe tradizionali. La loro utilità sta nello sfruttamento degli aspetti positivi della stufa in muratura, minimizzando gli aspetti negativi.
Come accennato, è possibile massimizzare la capacità di accumulo del calore da parte della stufa utilizzando, per la realizzazione della struttura, materiali che presentano un coefficiente di calore specifico maggiore.
Altrimenti detto, la capacità termica può essere mantenuta costante usando un materiale differente e riducendo la massa (e le dimensioni) della stufa.
Uno di questi materiali è il Carburo di Silicio (SiC): si tratta di un minerale le cui proprietà lo hanno reso prezioso in diversi settori (automobilistico, nucleare, per semiconduttori elettrici, e così via). Tra le sue proprietà, vi è appunto un calore specifico elevato (ovvero una capacità di trattenere il calore e rilasciarlo gradualmente particolarmente spiccate).

 

L’utilizzo del Carburo di Silicio per la realizzazione della struttura della stufa è esclusiva di Ecco Stove®.

In conclusione, la tecnologia della stufa a lento rilascio di calore risulta particolarmente utile nei contesti in cui si desidera mantenere i livelli di emissioni bassi e . Va tuttavia tenuto in considerazione che questa stessa tecnologia presenta degli svantaggi che possono renderne difficoltoso o sconveniente l’utilizzo, che possono essere minimizzati grazie ad alcune innovazioni tecnologiche.

 

 

- Adattamento dell'articolo pubblicato su Ingegneri.info: http://www.ingegneri.info/news/impianti/riscaldamento-in-muratura-funzionamento-e-prestazioni/