La stufa a legna – 2^ parte

Cos’è una stufa a legna

Una stufa è una camera di combustione chiusa, con l’ ingresso per l’aria forzato che, regolando la combustione, la rallenta e recupera l’energia per trasformarla in calore ambiente.

Tutti gli apparecchi di seguito descritti sono quindi “stufe“, anche quelli non tradizionali, come focolari ed inserti per camini.

Come fonte di riscaldamento, una stufa è molto più pratica ed economica di un camino aperto: con una minima provvista di legna ed una installazione corretta, può ripagarsi in pochi anni, specie in zone dove il combustibile liquido o gassoso è particolarmente costoso.

In questa sezione descriviamo le stufe più comuni disponibili sul mercato. Capire come differenti tipi di stufa funzionano aiuterà a formulare una scelta.

La produzione del calore

Combustione controllata

Uno degli elementi chiave della stufa è che opera sul principio della combustione controllata. In un caminetto aperto, non c’è modo di graduare la quantità di aria fornita alla combustione; così la fiamma brucia senza controllo, consumando grandi quantità di legna e disperdendo la maggior parte dell’energia prodotta  in canna fumaria.

 valvola

In una stufa, al contrario, l’aria comburente è misurata da una valvola, che, regolandone  la quantità, consente di variare la produzione di calore secondo necessità.

Nuove tecnologie

La forte attenzione dei Legislatori internazionali nei confronti dell’inquinamento atmosferico, ha indotto i costruttori a studiare nuovi sistemi di combustione nei loro prodotti. Le nuove tecnologie sviluppate hanno incrementato l’efficienza e la sicurezza delle stufe, diminuendo l’emissione di incombusti ed i livelli di monossido di carbonio.

Quando il legno brucia, si separa chimicamente in carbone e gas volatili, o fumi. Per bruciare efficientemente, una stufa deve bruciare sia il carbone che i gas. Ma le due cose hanno differenti esigenze e caratteristiche di combustione.

Il carbone ha bisogno di raggiungere soltanto i circa 260°C per accendersi; perciò, può essere bruciato nella camera di combustione. I fumi, invece, devono raggiungere circa 650°C per accendersi, il che significa rendere la stufa troppo calda per l’ambiente. Questo problema è stato affrontato dai costruttori sviluppando le due differenti tecnologie impiegate ora per una migliore combustione: catalitica e non catalitica.

La combustione catalitica

E’ la prima e più vecchia tecnologia antinquinamento; agisce come i catalizzatori delle automobili. I fumi vengono forzati a passare attraverso una cella a nido d’ape, rivestita di metalli nobili catalitici (platino,palladio, rodio). Quando i fumi raggiungono la temperatura di 260°, le molecole del gas vengono chimicamente modificate, abbassando la loro temperatura di ignizione e quindi bruciate, aumentando la produzione di calore e riducendo l’inquinamento.

combustione catalitica

Altri catalizzatori, più economici, sono realizzati in materiale ceramico surriscaldabile, in cui il principale vantaggio della struttura a nido d’ape è la maggior superficie di contatto tra i fumi incombusti e la parete ceramica surriscaldata, che ne favorisce l’ignizione.

La postcombustione

E’ utilizzata nelle restanti stufe. Dei deviatori confinano i gas, surriscaldandoli, in una porzione della camera di fuoco dove è presente un afflusso indipendente di aria, anch’essa preriscaldata, che induce una combustione secondaria, grazie alla presenza di ossigeno fresco. Alcune stufe utilizzano una seconda camera di combustione, specifica per questo scopo. I fumi vengono bruciati ed il calore recuperato.

Postcombustione

La diffusione del calore

Le stufe diffondono calore per irraggiamento o per convezione. La scelta del tipo di diffusione influisce in maniera determinante sulla qualità del riscaldamento nelle diverse situazioni.

L’irraggiamento è la trasmissione diretta dell’energia sotto forma di raggi infrarossi, onde elettromagnetiche il cui spettro di frequenze è appena inferiore a quello della luce visibile. Le onde elettromagnetiche scaldano gli oggetti che intercettano, ma non scaldano l’aria che attraversano. Solo quando i muri sono diventati caldi si produce un moto di convezione dell’aria.

I tradizionali caminetti aperti riscaldano per irraggiamento, ma non sono molto efficienti come fonte di calore utilizzabile. Il calore proviene soprattutto dalla bocca del camino, ma , in media, soltanto il 10% dell’energia prodotta viene irraggiato nell’ambiente. Il restante 90% si disperde in canna fumaria.

Per di più, i caminetti aperti aspirano enormi quantità di aria, causando correnti interne alla casa. In molti casi, essi possono in realtà diminuire la temperatura degli ambienti favorendo infiltrazioni di aria fredda dall’esterno.

Stufa a legna Dovre

Le stufe ad irraggiamento, invece, sono molto più efficienti, grazie alla gran quantità di calore trasmesso dalle pareti, ed al molto minor fabbisogno d’aria. In queste stufe l’involucro è riscaldato dalla combustione, ed il calore è trasmesso attraverso le pareti ed irraggiato nell’ambiente.

La superficie delle stufe in metallo diviene molto calda, consigliando una protezione se in casa ci sono bambini, anziani od infermi ed il rispetto di distanze di sicurezza da pareti non protette e pezzi di arredamento. Sostare nei pressi di una grossa stufa ad irraggiamento in metallo accesa al massimo dell’andatura può essere insopportabile.

Le stufe in cotto od in pietra ollare producono un irraggiamento assai più “dolce” delle stufe in metallo, con una temperatura superficiale più bassa e più sicura, e con una durata dell’irraggiamento, rispetto alla carica di combustibile, generalmente maggiore di quelle in metallo.

La convezione è la trasmissione del calore attraverso un fluido, normalmente aria od acqua. Quando l’aria si riscalda si alleggerisce e tende a salire, creando correnti convettive che la mettono in circolazione, distribuendola negli ambienti.

Le stufe a convezione producono altrettanto calore radiante dei camini aperti, ma a questo aggiungono il calore distribuito dall’aria. La camera di fuoco è incassata tra pareti di metallo. L’aria fredda della stanza è aspirata nella stufa da aperture poste vicino al pavimento. Dopo essere stata scaldata dal contatto con la camera di fuoco, l’aria esce attraverso le aperture superiori della stufa per convezione naturale, sebbene alcune stufe, come le nuove stufe ” a palline”, usino piccoli ventilatori per aumentare la circolazione dell’aria.

Convezione

Le stufe a convezione scaldano parzialmente anche ad irraggiamento, ma la superficie esterna della stufa è molto più “fredda” dei tipi esclusivamente radianti. Questo rende le stufe a convezione più sicure per i bambini gli anziani e gli infermi, e  più facili da posizionare, consentendo una minor distanza di sicurezza da pareti e mobili di quelle ad irraggiamento (ricordarsi comunque che lo sportello di caricamento è sempre molto caldo). Inoltre, distribuiscono il calore più uniformemente nei vari ambienti, anche se l’aria calda tende a stratificarsi a vari livelli di temperatura tra pavimenti e soffitti.

Tipi di stufe

Sebbene le stufe si trovino in commercio in molte fogge differenti, esse sono tutte comprese in tre categorie: stufe tradizionali, focolari ed inserti per camini, stufe “a palline”.

Stufe tradizionali

Le stufe tradizionali sono delle scatole costruite in metallo ( ghisa o acciaio), talvolta rivestito di ceramiche o di pietra, in ceramica (stufe di cotto), o in pietra, generalmente steatite. In questi ultimi casi, gli sportelli per il caricamento della legna e per lo svuotamento della cenere sono comunque in metallo.
Le stufe tradizionali possono essere sia ad irraggiamento che a convezione.

Inserti per caminetti

Gli inserti per caminetti sono stufe studiate per essere inserite nella bocca di caminetti esistenti, cercando di modificarne al minimo l’aspetto e l’uso tradizionale e senza interventi distruttivi dell’esistente. Possono funzionare sia ad irraggiamento che a convezione, che è il modo più efficiente.
Qualunque tipo inserto riduce di molto il consumo di legna e rende il caminetto più sicuro, consentendone l’uso anche nelle ore notturne od in assenza di sorveglianza continua.

  1. 1. Aria primaria regolabile
  2. 2. Aria secondaria per pulizia vetro
  3. 3. Cassetto cenere estraibile anche con focolare funzionante
  4. 4. Guarnizione di tenuta
  5. 5. Valvola fumi regolabile
  6. 6. Uscita fumi
  7. 7. Uscita aria calda per riscaldamento
  8. 8. Carenatura in acciaio zincato
  9. 9. Braciere in ghisa doppio spessore
  10. 10. Piastra di fondo sostituibile
  11. 11. Deflettore per cappa in acciaio
  12. 12. Alare fermalegna
  13. 13. Corpo in ghisa termica GG20
  14. 14. Portina in ghisa in unica fusione
Termocamino aria

Focolari prefabbricati

Al contrario degli inserti, i Focolari non sono costruiti per essere inseriti in un caminetto, ma per sostituirlo completamente. Sono quindi i più adatti a chi, volendo realizzare un nuovo impianto, preferisca conservare il “glamour” di un caminetto tradizionale, con tutti i vantaggi, però, di una tecnica di combustione moderna.

Il metodo usato è sempre quello della convezione, mai dell’irraggiamento, con la differenza, rispetto agli inserti, che la camera d’aria necessaria ad attivare la convezione può essere fornita dal produttore o costruita artigianalmente, con qualche risparmio sui costi.

Si tratta di macchine in generale di notevole potenza, adatte al riscaldamento di grandi ambienti, e di costo notevole. Una volta nascoste da un rivestimento, però, possono essere scambiate per un camino tradizionale e come un camino tradizionale possono anche, volendo, essere usate.

  1. 1. Uscita fumi Ø 200 mm
  2. 2. Valvola aria ad apertura automatica
  3. 3. Deflettore girofumi aerodinamico per una combustione ottimale
  4. 4. Sistema doppia combustione, per una combustione più completa
  5. 5. Vetro ceramico 4 mm spessore resistente a temperature di 750 °C
  6. 6. Maniglia rimuovibile
  7. 7. Piedistallo con piedini regolabili
  8. 8. Carenatura di convezione in acciaio galvanizzato spessore 1 mm
  9. 9. Spoiler e sistema pulizia vetro
  10. 10. Fondo focolare in ghisa nervata ad alto spessore con pannello per l’eliminazione della cenere.
  11. 11. Cassetto cenere in acciaio galvanizzato
  12. 12. Possibile inserimento, dall’interno del focolare, di un ventilatore per alimentare canalizzazioni
  13. 13. Raccordo aria esterna di combustione.
focolare a convezione

Stufe a pellet

Relativamente recenti sul mercato, ma ormai ampiamente affermatesi, le stufe a convezione “a palline” (pellet stove), sono così chiamate perché bruciavano, all’origine, palline di segatura pressata prodotte con residui di legno , anche se ormai le palline sono state sostituite da cilindretti di 6/8 mm di diametro, molto più semplici ed economici da produrre.

Sebbene siano tra le più sofisticate stufe in commercio (sono dotate di microprocessori per controllarne le operazioni), l’idea base di queste stufe risale alle vecchie stufe a carbone del secolo scorso.

Un dispensatore elettrico preleva le palline da un magazzino ed alimenta la camera di fuoco, dove l’aria è soffiata a pressione, creando una combustine surriscaldata. Il fuoco brucia ad una temperatura così alta, che i fumi sono letteralmente consumati, ottenendo una combustione pulitissima. Il gas di risulta è spinto all’esterno da un condotto forzato. Un aspiratore elettrico fornisce l’aria necessaria alla combustione, mentre altri ventilatori espellono l’aria di convenzione nell’ambiente. Tutte le operazioni sono controllate da un termostato.

  1. 1. Accensione automatica e programmabile tramite display
  2. 2. Serbatoio pellet
  3. 3. Coclea alimentazione pellet
  4. 4. Braciere combustione pellet
  5. 5. Aspiratore fumi
  6. 6. Cassetto cenere
  7. 7. Vetro ceramico alte temperature
  8. 8. Candeletta accensione
  9. 9. Ventilatore scambio aria
  10. 10. Tubi scambiatori
schema stufa a pellet

 

FONTI: Alfredo Neri

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