Modulazione di fiamma: la verità

[zio_mangrovia]

Vorrei schiarirmi le idee sulla modulazione di fiamma delle caldaie a condensazione di nuova generazione perché non ho ben compreso alcuni aspetti:

per esempio un rapporto 1:8 permette di avere 8 livelli di potenza, che viene emessa dal bruciatore in modo da dosare la quantità di calore fornita secondo una serie di parametri.

Immagino sia un processo automatico gestito dall'elettronica della caldaia, altrimenti perderebbe di senso... corretto?

Non ho capito però se un cronotermostato specifico (di ultima generazione) ne permetta una gestione ottimale in quanto quello classico lavora sola come on/off.

Mi chiedo poi se questa modulazione è un meccanismo insito nella caldaia stessa, indipendente dal cronotermostato, basandosi sulla temperatura rilevata sui tubi della caldaia e quindi non ha bisogno di cronotermostato specifico.

Nel mio caso faccio riferimento ad una caldaia Junkers Cerapur Compact ZWB 24-1 DE ed al cronotermostato CT-100

[Darlington]

Ma alla caldaia non gliene frega niente se la temperatura nella stanza è di 5° o 28°, la caldaia guarda e modula solo basandosi sulla temperatura del circuito primario; se parliamo di una caldaia a condensazione il primario dovrebbe essere a bassa temperatura, quindi, se è settata una mandata di 35°, la caldaia lavorerà al massimo fino a che il primario non sarà a quella temperatura, poi modulerà la fiamma in modo da trovare un livello in cui la temperatura del primario è mantenuta.

 

Tutto qui, non ho mai sentito parlare di cronotermostati che dialogano con la caldaia, né di "ultima generazione" (termine troppo abusato) né di penultima, anche i cronotermostati di "ultima generazione" sono on-off, alla caldaia interessa solo sapere quando c'è necessità di scaldare e quando invece non c'è.

 

Gli unici apparecchi dove c'è effettivamente un dialogo sono i comandi remoti con cronotermostato, anche se pure in quel caso dubito che venga trasmessa la temperatura della stanza alla caldaia (che non saprebbe cosa farsene)

[Valejola]

Darlington dice benissimo, va solo fatto un piccolo appunto riguardo alcuni termostati particolari e alcuni comandi remoti.

Questi ultimi per esempio, dialogando in bus, possono gestire la temperatura di mandata in base proprio alla relazione tra temperatura ambiente impostata e temperatura ambiente effettiva.

In pratica all'avvicinarsi della temperatura ambiente impostata, abbassano la temperatura di mandata.

Questo per evitare le classiche differenze tra riscaldamento acceso e spento quando si è raggiunta la temperatura. 

Cosa simile, ma molto differente,  la fanno alcuni termostati, che all'avvicinarsi della temperatura niente impostata incominciano un attacca/stacca per simulare il funzionamento dei comandi remoti modulanti.

Ma fortunatamente sono rari perché il risultato è tremendamente peggiore (soprattutto se presenti valvole di zona di mezzo).

[Valejola]

Riguardo la modulazione la dicitura 1/8, 1/5 ecc ecc non sono gli scaglione di potenza disponibili ma semplicemente il valore minimo che la caldaia può raggiungere.

Esempio una caldaia da 24kw che offre una modulazione di 1/8, significa che raggiunge una potenza minima di 3kw (24:8).

Capirai quindi che più è ampia questa modulazione, più la caldaia ha la capacità di viaggiare a bassa potenza senza spegnersi, favorendo quindi il funzionamento per gli impianti che non richiedono grandi potenze (esempio pannelli radianti).  

[zio_mangrovia]

Quindi se non capisco male la modulazione agisce solo sulla base della temperatura rilevata sulla mandata del primario e quella impostata sullo stesso, mi chiedo però se questa temperatura, p.e. i 35° a cui ti riferivi prima, è un'impostazione di default del costruttore caldaia (ovviamente se non impostata dal cronotermostato) ?

Riguardo la modulazione ho forti perplessità... se tengo la caldaia al minino perché sono vicino alla temperatura da mantenere consumo poco gas ma ci metto molto di più a raggiungere questo valore, se invece per assurdo non utilizzassi questo meccanismo raggiungerei quel valore alla massimo potenza ma in minor tempo, quindi alla fine non capisco dove è il risparmio o meglio dove il mio ragionamento fallisce.

Grazie a tutti per le ottime delucidazioni.

 

Una considerazione su quanto esposto da Valejola:

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Questi ultimi per esempio, dialogando in bus, possono gestire la temperatura di mandata in base proprio alla relazione tra temperatura ambiente impostata e temperatura ambiente effettiva

 

In effetti la mia domanda sul cronotermostato nasce da questa lettura sulle  specifiche del cronotermostato Bosch CT-100 leggo:

 

Il CT 100 controlla la temperatura ambiente facendo funzionare la caldaia con una temperatura di mandata il più bassa possibile al fine di aumentare l'efficienza in condensazione a parità di comfort.

Questo riduce il consumo di gas, riduce al minimo l'usura della caldaia facendo così risparmiare soldi in bolletta 

Invece di utilizzare una sonda esterna il CT 100 in base al codice postale può utilizzare i dati meteo online regolando così le impostazioni di riscaldamento in modo da ottimizzare il consumo di combustibile. 

ERP + 4% (incremento efficienza energetica) con regolazione climatica. 

 

Quindi in questo caso è il CT-100 che imposta il target di temperatura della mandata, corretto?

 

[Valejola]

Esatto, la modulazione entra in atto solo quando si raggiunge la temperatura di esercizio del circuito primario.

E questo avviene ovviamente in base al l'impostazione che gli si dà agendo sulle manopole/pulsanti del cruscotto.

Quindi sei sempre tu che decidi la potenza resa dei termosifoni e quindi la velocità di riscaldamento ambiente. 

Poi se collegato c'è un comando remoto che lavora in maniera modulante, allora si ha una ulteriore variazione, ma solo di temperatura di mandata e solo se la temperatura ambiente è quasi raggiunta. Quindi la potenza e la velocità iniziale è sempre la stessa, cambia solo quando ci si avvicina al target di temperatura ambiente.

Ma a dir la verità non a tutti piace questo comportamento perché dà quasi l'impressione di scaldare meno perché comunque ti ritrovi con termosifoni sempre tiepidi invece che bollenti ogni tot.

 

[zio_mangrovia]

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Quindi la potenza e la velocità iniziale è sempre la stessa, cambia solo quando ci si avvicina al target di temperatura ambiente.

 

Queste sono le parole chiave di cui ero all'oscuro e rendono l'idea del meccanismo.

Quindi se ho un rapporto 1:8, verrà applicato l'opportuno livello di modulazione ( su una scala di 8 livelli e con una logica che solo l'elettronica interna conosce!) solo quando siamo vicino al target di temperatura! Ad esempio sono a 34° in mandata e devo arrivare a 35° passo dalla modulazione 8 (max) alla 5 e così via fino ad arrivare ad 1 temperatura raggiunta, giusta interpretazione?

 

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non a tutti piace questo comportamento perché dà quasi l'impressione di scaldare meno perché comunque ti ritrovi con termosifoni sempre tiepidi invece che bollenti ogni tot.

 

Che bruttissima cosa!!!! Azzzzz

[Darlington]

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mi chiedo però se questa temperatura, p.e. i 35° a cui ti riferivi prima, è un'impostazione di default del costruttore caldaia (ovviamente se non impostata dal cronotermostato) ?

 

La temperatura del circuito primario è sempre regolabile dall'utente, come anche quella della sanitaria... se lo setti a 35° terrà i 35°, se lo setti a 60° terrà i 60°, ma il concetto non cambia: va al massimo, scalda scalda, arrivata a pochi gradi dal set point inizia a modulare, segue la curva di modulazione, raggiunge la temperatura, tiene il gas aperto quel che basta a mantenerla.

[Valejola]

...ricordandosi  sempre che la dicitura 1/8 non sta a significare che ha 8 step, ma solo che la potenza minima equivale ad un ottavo della massima.

E come dicevo sopra, più riesce a modulare e ad abbassare la potenza al minimo, e più riesce a mantenere costanti le temperature che necessitano di pochissima potenza, evitando i soliti accendi/spegni poco redditizi.

Per farti capire le caldaie tradizionali arrivano mediamente a 1/5 perché oltre la fiamma incomincia a bruciare male.

Le caldaie a condensazione invece stanno a 1/8 e alcune (esempio la immergas victrix tt) addirittura a 1/10.

[zio_mangrovia]

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va al massimo, scalda scalda, arrivata a pochi gradi dal set point inizia a modulare, segue la curva di modulazione, raggiunge la temperatura, tiene il gas aperto quel che basta a mantenerla.

Spiegata meglio di così.... molto chiaro.

 

E' incredibile ciò che ti fanno credere i venditori! Fino ad oggi la modulazione mi è stata illustrata come meccanismo che suddivide la potenza erogata dal bruciatore in più livelli che poi veniva applicata in base alla circostanza, invece si tratta solo del livello minimo di potenza che può mantenere la caldaia.

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Per farti capire le caldaie tradizionali arrivano mediamente a 1/5 perché oltre la fiamma incomincia a bruciare male

 

Anche le caldaie tradizioni (non a condensazione) hanno la modulazione? Ma forse si parla di quelle più recenti?! La modulazione mi è stata venduta come feature delle ultime innovazioni del marcato caldaie e pensavo addirittura fosse una prerogativa di quelle a condensazione.

 

Grazie di nuovo per le precisazioni utilissime.

[Livio Orsini]

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' incredibile ciò che ti fanno credere i venditori! Fino ad oggi la modulazione mi è stata illustrata come meccanismo che suddivide la potenza erogata dal bruciatore in più livelli che poi veniva applicata in base alla circostanza, invece si tratta solo del livello minimo di potenza che può mantenere la caldaia.

 

Guarda che è esattamente la stessa cosa.

Il bruciatore esegue in automatico con una serie di livelli quello che puoi fare in continuo con un bruciatore di una fornello a gas. Nel fornello la manopola ha 2 livelli contrassegnati: il minimo ed il massimo, tra i 2 c'è una serie infinita di posizioni della manopola che puoi regolare.

Quando scaldi l'acqua per la pasta metti il rubinetto del bruciatore al massimo sino a quando bolle; getti la pasta e per qualche secondo il bollore diminuisce per l'assorbimen to di calore dovuto alla pasta immessa nella pentola. Quando il bollore aumenta nuovamente, di solito si riduce la fiamma sino ad ottenere il mantenimento di un minimo sufficiente a far bollire tranquillamente la pasta sino al termine della cottura.

Con questa operazione hai effettuo un qualche cosa di simile a quello che esegue una caldaia modulante.

Se la potenza della caldaia può essere ridotta sino ad 1/8 del massimo, saranno impostati 8 livelli differenti, tra il minimo ed il massimo, di portata del gas; a questi 8 livelli di portata corrispondono altrettanti livelli di potenza termica. Se la regolazione è ben fatta man mano che l'errore di temperatura si riduce, si ridurrà anche il livello di potenza del bruciatore, sino ad arrivare al livello minimo necessario al mantenimento della temperatura.

 

Anche le caldaie a pellets eseguono la stesa regolazione agendo sia sul comburente, aria, sia sul combustibile, pellets; in pratica si riduce la velocità del ventilatore e si riduce la quantità di pellets che si caricano.

La mia, ad esempio, da 35kW a piena potenza, potenza che poi si riduca a circa 12 kW quando l'errore di temperatura è <=7°C

[zio_mangrovia]

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...ricordandosi  sempre che la dicitura 1/8 non sta a significare che ha 8 step, ma solo che la potenza minima equivale ad un ottavo della massima.

 

L'esempio della pentola ha reso benissimo l'idea, però quoto quanto dice il "collega" del forum... da cui avevo capito che non esistevano più livelli ma solo quello minimo.

[Valejola]

Ribadisco che quelle diciture indicano la potenza minima raggiungibile dall'apparecchio e non gli step di regolazione che la caldaia ha. 

Le vie di mezzo che la caldaia utilizza (quindi tutto quello che sta tra la potenza massima e minima) dipendono esclusivamente dalla programmazione della scheda, la quale prende il segnale della sonda e lo confronta con l'impostazione scelta a cruscotto...il tutto per poter gestire a dovere la fiamma andando a comandare l'apertura della valvola gas e la velocità della ventola.

E questi comandi non sono altro che variazioni di tensione o impulsi. 

Riguardo poi la pubblicità che fanno dipende tutto da cosa dicono.

Un conto è dire che la caldaia é all'avanguardia perché modula, e un conto è dire che è all'avanguardia perché modula fino 1/8.

Perche dire solo "modula" non significa nulla dato che qualsiasi caldaia modula, ma dire che lo fa fino a 1/8 allora ha senso perché è sinonimo di ampia modulazione e le caldaie tradizionali non arrivano fino a quel valore.

[Simone Baldini]

La modulazione di fiamma sono 20 anni e oltre che si applica alle caldaie murali, soprattutto per quelle che producono acqua calda sanitaria. Ovviamente in questi ultimi anni si è passato ca valori del 30% (1/3) a valori del 10% (1/10) come potenze minime rispetto alla potenza massima, questo grazie all'elettronica e alla premiscelazione che prima delle condensazioni non c'era.

Quindi quando hai 1/10 vuol dire che la tua caldaia modula da un minimo del 10% al 100% della potenza massima in continuo senza gradini prefissati. Questo si traduce nel fatto che la caldaia praticamente è sempre accesa a differenza di anni fa' dove la caldaia si accendeva  e si spegneva di continuo, potrebbe sembrare strano ma evitando le riaccensioni si ha un notevole risparmio e un rendimento globale nettamente migliore.

[joule 70]

 ma  chi ve l'ha detto che la premiscelazione non c'era prima della condensazione che sono due cose completamente diverse una volta per tutte non è la condensazione che fa diventare una caldaia a premiscelazione ben sì il tipo di ventilatore che è soffiato.Per la cronaca questi tipi di ventilatori  venivano già usati decine di anni fa' nelle caldaie condominiali.      

[Valejola]

Joule70 dici bene in parte ma anche tu sbagli a pensare che sia il ventilatore ad essere "soffiato".

Trovami un ventilatore che non "soffi"... 

Soffiato se mai è il bruciatore...

Poi è anche vero che non è solo questa peculiarita a determinare la dicitura "a condensazione ", ma è comunque quella principale.

 

[zio_mangrovia]

Giusto per curiosità mi chiedo se sia possibile risalire alla logica dell'elettronica che agisce modulando la fiamma (ad esempio quali sono i gradini di modulazione e come vengono applicati), ogni costruttore adotterà il proprio algoritmo.

[Erikle]

non è a gradini ma continua da un minimo a un massimo

 

è importante che il campo di modulazione sia molto esteso perchè case moderne magari non troppo grandi e isolate molto meglio che in passato fanno si che spesso a regime serva una potenza bassa e se la caldaia modula poco finisce per fare continui cicli di avviamento e sosta

 

le potenze massime delle caldaie sono sempre le solite per le esigenze dell'acqua sanitaria...fosse solo per i lriscaldamento spesso si potrebbero usare caldaie molto più piccole

[THE CAT]

per spremere il migliore rendimento stagionale dalle 4 stelle sarebbe logico aggiungere sonda esterna e ove possibile il comando remoto modulante. in ogni caso i bassissimi valori di potenza termica minima sono dovuti esclusivamente al sistema premix .

[Simone Baldini]

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ma  chi ve l'ha detto che la premiscelazione non c'era prima della condensazione che sono due cose completamente diverse una volta per tutte non è la condensazione che fa diventare una caldaia a premiscelazione ben sì il tipo di ventilatore che è soffiato.Per la cronaca questi tipi di ventilatori  venivano già usati decine di anni fa' nelle caldaie condominiali.

Che definisce una caldaia a condensazione non è di certo il ventilatore o la premiscelazione ovviamente. La premiscelazione per le caldaiette è incominciata ad esserci con le condesazioni, prima c'erano delle mosce bianche non è che non esistessero in toto.

[Darlington]

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Anche le caldaie tradizioni (non a condensazione) hanno la modulazione?

 

Come ha detto Simone, la modulazione non è una innovazione recente, credo che pure la Immergas che ho qui, vecchia come il cucco e di sicuro non a condensazione, ce l'abbia.

 

I venditori si comportano da venditori, come in tutti i campi; giocano sull'ignoranza, sapendo che il compratore raramente è esperto del settore.

[Maxell70]

La modulazione della potenza come la conosciamo oggi è stata introdotta dalla Junkers (gruppo Bosch) sulle proprie caldaie nel 1977. La modulazione dell'epoca, come quella attuale, era pilotata da due sistemi i controllo:

1) la temperatura di mandata impostata (regola la potenza in funzione del Dt tra temp mandata impostata e quella realmente raggiunta )

2) la temperatura ambiente (regola la potenza in funzione del Dt tra temp ambiente impostata e quella realmente raggiunta )

Successivamente sono state introdotte anche le centraline climatiche dove la temperatura di mandata viene impostata in funzione di una serie di interpolazioni tra temperature esterna e ambiente.

La condensazione invece fu scoperta dal prof Junkers, fondatore dell'omonima azienda, mentre inventava il calorimetro. Una delle prime caldaie a condensazione introdotte dalla Junkers sul mercato europeo fu nel 1985, si trattava di una caldaia stagna dotata di scambiatore/condensatore ed estrattore con controllo elettronico di velocità.

 

Per  ottimizzare il funzionamento di una caldaia a condensazione è necessario mantenere la temperatura del ritorno impianto il più basso possibile (in teoria a 20°C si ha la massima condensazione). 

Per raggiungere questa condizione si possono utilizzare diversi accorgimenti:

1) il più scontato è far funzionare la caldaia con un impianto a pavimento( bassa temperatura di mandata corrisponde ad una bassa temperatura di ritorno)

2) utilizzare una centralina climatica (gran parte della stagione la temperatura di mandata calcolata rimane bassa intorno ai 45/50°C, di conseguenza anche i ritorni saranno bassi)

3) utilizzare pompe elettroniche, riducono la circolazione dell'acqua all'interno dell'impianto a quella strettamente necessaria, abbassando notevolmente la temp di ritorno

4) utilizzare valvole termostatiche, riducono ulteriormente la circolazione abbassando ancora la temperatura di ritorno

In questi interventi di ottimizzazione fate attenzione a non mandare in crisi lo scambiatore primario a causa della bassa circolazione, non tutte le caldaie digeriscono i funzionamenti estremi, meglio consumare qualche m3 di gas in più che sostituire una caldaia ogni 5 anni.

 

Per Zio_mangrovia: il ct100 è un cronotermostato modulante wifi che può trasformarsi in centralina climatica utilizzando la temperatura esterna fornita dal web.