Posizione e dimensionamento impianti
La scelta di un impianto a cippato deve fare riferimento in primo luogo alla potenza e al tipo di combustibile a disposizione o che si intende utilizzare
Il dimensionamento
Un altro parametro molto importante, dalle molteplici conseguenze, è il dimensionamento dell’impianto (determinazione della potenza del/dei generatori da installare). In particolare, nel caso di sostituzione di caldaie esistenti, occorre evitare di proporre la stessa potenza senza le opportune verifiche, in quanto generalmente questa risulta sovradimensionata per una consolidata abitudine o per altri motivi; all’opposto, utilizzando il legno come combustibile, bisogna tendere a contenerla quanto più possibile per ridurre i costi, aumentare i rendimenti e di conseguenza migliorare l’efficienza generale dell’impianto.
Tipologia del cippato e dell’impianto
Nel caso di piccoli-medi impianti (da qualche decina a qualche centinaio di kW), occorre in genere considerare l’impiego di cippato di una discreta qualità e uniformità, perché un alto contenuto di umidità e una pezzatura grossolana poco si adattano a una piccola camera di combustione, a coclee di sezione modesta e al fine dosaggio del combustibile, quest’ultimo fondamentale fattore per ottenere una buona combustione. Nell’impianto di grandi dimensioni è possibile invece optare per diverse soluzioni, sempre legate al tipo di cippato che si intende utilizzare e all’investimento che si intende sopportare. Ad esempio, una caldaia a griglia fissa è meno costosa di una di pari potenza (e qualità) a griglia mobile, ma quest’ultima permette di bruciare anche materiale meno selezionato e meno costoso del cippato come le cortecce, le potature, la segatura, ecc. che portano a un contenimento, nel tempo, dei costi di gestione.
Scelta della tecnologia più adeguata
La scelta deve quindi essere effettuata valutando tutte le variabili e le condizioni che non necessariamente devono portare all’adozione della griglia mobile, soprattutto nel caso di piccole e medie potenze. Sulla resa dell’impianto, sulle emissioni e sui costi di gestione/manutenzione ha grande influenza la qualità della combustione, la cui ottimizzazione si ottiene solo attraverso un impianto tecnologicamente avanzato, in quanto il cippato non è un prodotto dalle caratteristiche costanti e facile da trattare. Nonostante il buon livello tecnologico attualmente raggiunto, anche nel settore della combustione delle biomasse si assiste continuamente a un progredire della tecnologia costruttiva e all’applicazione su larga scala di alcuni dispositivi un tempo non usati; un esempio di questi è rappresentato dall’adozione degli inverter per la regolazione continua del numero di giri dei motori elettrici, soluzione che permette di affinare sempre di più le modulazioni dell’alimentazione, dell’aria comburente. L’aria comburente, poi, può essere immessa in una o più sezioni, regolabili in modo indipendente o complessivo, cosa che rende migliore o meno l’ottimizzazione della combustione. I quadri di comando delle caldaie, con tutta la loro gamma di possibilità in funzione del grado di sofisticazione dell’elettronica applicata, sono un’altra parte importante dell’impianto da considerare. Allo stesso modo, quanti più sono i parametri presi in considerazione dal controllo e dalla regolazione effettuata nel quadro di comando, tanto maggiori saranno le possibilità di raggiungere una migliore combustione: le varie sonde di temperatura, pressione, analizzatori dei fumi (sonda lambda) hanno questo scopo. Nei piccoli impianti, quando la combustione è buona, hanno invece poca importanza i sistemi automatici di allontanamento delle ceneriperché se ne producono quantità trascurabili; ciò non vale per gli impianti di taglia mediogrande, dove una estrazione manuale potrebbe gravare sensibilmente sulla conduzione. Negli impianti a cippato, più che in quelli tradizionali, l’ubicazione dell’impianto ha notevoli riflessi sulla complessità dello stesso e sul suo costo. Un esempio è dato dall’interramento dell’impianto che rende facile il rifornimento del silo di stoccaggio con il semplice ribaltamento del carico trasportato su camion, ma che contemporaneamente comporta un aumento dei costi per gli scavi, le opere edili, l’impermeabilizzazione, ecc. Quando un impianto a cippato sostituisce un generatore tradizionale in una struttura che non permette grandi modifiche, non sempre è possibile adottare soluzioni adeguate e ci si adatta alla disponibilità di spazi e volumetrie esistenti. L’impianto che ne risulta può quindi risentire dei vincoli imposti dal fabbricato disponibile, che possono consistere in spazi angusti per la caldaia e gli accessori, cambi di direzione e livello delle coclee di alimentazione del cippato, tutti fattori che favoriscono possibili punti di intasamento con conseguenti anomalie di funzionamento.
La progettazione
Quando è possibile, occorre invece progettare l’impianto adottando le soluzioni più semplici per la movimentazione del cippato, che permettano inoltre una gestione e manutenzione dell’impianto poco onerosa. Ciò significa in primo luogo disporre di adeguati volumi interni ed esterni, sia per il locale caldaia, sia per il silo di stoccaggio, ricordandosi, ad esempio, di valutare con cura gli spazi di manovra necessari per i mezzi che dovranno rifornire il combustibile. Lo schema più funzionale di impianto è quello che prevede il posizionamento del silo in modo da poter disporre le coclee di estrazione e di alimentazione in orizzontale, mentre il dislivello necessario a separare lo stoccaggio dalla caldaia va determinato ponendo su un adeguato livello inferiore la caldaia (negli esempi in questione si citano le coclee, in quanto sono il sistema più diffuso e più normale di trasporto del cippato; le stesse indicazioni valgono generalmente anche per i nastri trasportatori, mentre per gli spintori idraulici le condizioni sono specifiche per ogni soluzione impiantistica adottata). Nel caso in cui la coclea di estrazione del cippato dal silo, detta anche coclea trasversale, giunga direttamente sul pozzetto di caduta della coclea che introduce il cippato in caldaia (detta coclea inferiore, o dosatrice, o di alimentazione), si ha la soluzione impiantistica migliore, più semplice e ovviamente meno costosa. A seconda del lato dal quale viene introdotto il cippato in caldaia (sul lato frontale, sul lato destro o sinistro, sul lato posteriore) la localizzazione ottimale del silo sarà diversa. Le caldaie generalmente possono prevedere più possibilità di introduzione del cippato, ad esempio su entrambi i lati destro e sinistro; questa caratteristica dipende dalle varie soluzioni costruttive, per cui occorre conoscere preventivamente le caratteristiche della caldaia e predisporre un progetto adeguato alle più varie tipologie offerte dal mercato. Da ciò ne consegue che, predisponendo un progetto vincolato a determinate caratteristiche tecniche e di funzionamento, si può essere indirettamente legati alla scelta e all’adozione di materiali provenienti solo da certe ditte, i cui prodotti rispondono a quelle specifiche richieste.
Schema di una caldaia a cippato
Circolazione dell’aria in un moderno impianto
La scelta di un impianto a cippato deve fare riferimento in primo luogo alla potenza e al tipo di combustibile a disposizione o che si intende utilizzare
Il dimensionamento
Un altro parametro molto importante, dalle molteplici conseguenze, è il dimensionamento dell’impianto (determinazione della potenza del/dei generatori da installare). In particolare, nel caso di sostituzione di caldaie esistenti, occorre evitare di proporre la stessa potenza senza le opportune verifiche, in quanto generalmente questa risulta sovradimensionata per una consolidata abitudine o per altri motivi; all’opposto, utilizzando il legno come combustibile, bisogna tendere a contenerla quanto più possibile per ridurre i costi, aumentare i rendimenti e di conseguenza migliorare l’efficienza generale dell’impianto.
Tipologia del cippato e dell’impianto
Nel caso di piccoli-medi impianti (da qualche decina a qualche centinaio di kW), occorre in genere considerare l’impiego di cippato di una discreta qualità e uniformità, perché un alto contenuto di umidità e una pezzatura grossolana poco si adattano a una piccola camera di combustione, a coclee di sezione modesta e al fine dosaggio del combustibile, quest’ultimo fondamentale fattore per ottenere una buona combustione. Nell’impianto di grandi dimensioni è possibile invece optare per diverse soluzioni, sempre legate al tipo di cippato che si intende utilizzare e all’investimento che si intende sopportare. Ad esempio, una caldaia a griglia fissa è meno costosa di una di pari potenza (e qualità) a griglia mobile, ma quest’ultima permette di bruciare anche materiale meno selezionato e meno costoso del cippato come le cortecce, le potature, la segatura, ecc. che portano a un contenimento, nel tempo, dei costi di gestione.
Scelta della tecnologia più adeguata
La scelta deve quindi essere effettuata valutando tutte le variabili e le condizioni che non necessariamente devono portare all’adozione della griglia mobile, soprattutto nel caso di piccole e medie potenze. Sulla resa dell’impianto, sulle emissioni e sui costi di gestione/manutenzione ha grande influenza la qualità della combustione, la cui ottimizzazione si ottiene solo attraverso un impianto tecnologicamente avanzato, in quanto il cippato non è un prodotto dalle caratteristiche costanti e facile da trattare. Nonostante il buon livello tecnologico attualmente raggiunto, anche nel settore della combustione delle biomasse si assiste continuamente a un progredire della tecnologia costruttiva e all’applicazione su larga scala di alcuni dispositivi un tempo non usati; un esempio di questi è rappresentato dall’adozione degli inverter per la regolazione continua del numero di giri dei motori elettrici, soluzione che permette di affinare sempre di più le modulazioni dell’alimentazione, dell’aria comburente. L’aria comburente, poi, può essere immessa in una o più sezioni, regolabili in modo indipendente o complessivo, cosa che rende migliore o meno l’ottimizzazione della combustione. I quadri di comando delle caldaie, con tutta la loro gamma di possibilità in funzione del grado di sofisticazione dell’elettronica applicata, sono un’altra parte importante dell’impianto da considerare. Allo stesso modo, quanti più sono i parametri presi in considerazione dal controllo e dalla regolazione effettuata nel quadro di comando, tanto maggiori saranno le possibilità di raggiungere una migliore combustione: le varie sonde di temperatura, pressione, analizzatori dei fumi (sonda lambda) hanno questo scopo. Nei piccoli impianti, quando la combustione è buona, hanno invece poca importanza i sistemi automatici di allontanamento delle ceneriperché se ne producono quantità trascurabili; ciò non vale per gli impianti di taglia mediogrande, dove una estrazione manuale potrebbe gravare sensibilmente sulla conduzione. Negli impianti a cippato, più che in quelli tradizionali, l’ubicazione dell’impianto ha notevoli riflessi sulla complessità dello stesso e sul suo costo. Un esempio è dato dall’interramento dell’impianto che rende facile il rifornimento del silo di stoccaggio con il semplice ribaltamento del carico trasportato su camion, ma che contemporaneamente comporta un aumento dei costi per gli scavi, le opere edili, l’impermeabilizzazione, ecc. Quando un impianto a cippato sostituisce un generatore tradizionale in una struttura che non permette grandi modifiche, non sempre è possibile adottare soluzioni adeguate e ci si adatta alla disponibilità di spazi e volumetrie esistenti. L’impianto che ne risulta può quindi risentire dei vincoli imposti dal fabbricato disponibile, che possono consistere in spazi angusti per la caldaia e gli accessori, cambi di direzione e livello delle coclee di alimentazione del cippato, tutti fattori che favoriscono possibili punti di intasamento con conseguenti anomalie di funzionamento.
La progettazione
Quando è possibile, occorre invece progettare l’impianto adottando le soluzioni più semplici per la movimentazione del cippato, che permettano inoltre una gestione e manutenzione dell’impianto poco onerosa. Ciò significa in primo luogo disporre di adeguati volumi interni ed esterni, sia per il locale caldaia, sia per il silo di stoccaggio, ricordandosi, ad esempio, di valutare con cura gli spazi di manovra necessari per i mezzi che dovranno rifornire il combustibile. Lo schema più funzionale di impianto è quello che prevede il posizionamento del silo in modo da poter disporre le coclee di estrazione e di alimentazione in orizzontale, mentre il dislivello necessario a separare lo stoccaggio dalla caldaia va determinato ponendo su un adeguato livello inferiore la caldaia (negli esempi in questione si citano le coclee, in quanto sono il sistema più diffuso e più normale di trasporto del cippato; le stesse indicazioni valgono generalmente anche per i nastri trasportatori, mentre per gli spintori idraulici le condizioni sono specifiche per ogni soluzione impiantistica adottata). Nel caso in cui la coclea di estrazione del cippato dal silo, detta anche coclea trasversale, giunga direttamente sul pozzetto di caduta della coclea che introduce il cippato in caldaia (detta coclea inferiore, o dosatrice, o di alimentazione), si ha la soluzione impiantistica migliore, più semplice e ovviamente meno costosa. A seconda del lato dal quale viene introdotto il cippato in caldaia (sul lato frontale, sul lato destro o sinistro, sul lato posteriore) la localizzazione ottimale del silo sarà diversa. Le caldaie generalmente possono prevedere più possibilità di introduzione del cippato, ad esempio su entrambi i lati destro e sinistro; questa caratteristica dipende dalle varie soluzioni costruttive, per cui occorre conoscere preventivamente le caratteristiche della caldaia e predisporre un progetto adeguato alle più varie tipologie offerte dal mercato. Da ciò ne consegue che, predisponendo un progetto vincolato a determinate caratteristiche tecniche e di funzionamento, si può essere indirettamente legati alla scelta e all’adozione di materiali provenienti solo da certe ditte, i cui prodotti rispondono a quelle specifiche richieste.
Schema di una caldaia a cippato
Circolazione dell’aria in un moderno impianto
