Le tradizionali caldaie a gas ad aria forzata producono gas di scarico caldi e quindi necessitano di tubi di sfiato in metallo o camini. Al contrario, le moderne caldaie a condensazione ad alta efficienza scaricano gas molto più freddi e necessitano solo di materiali per tubi in plastica, come SS, PVC , CPVC o ABS, per i loro sfiati di scarico. Alcune caldaie ad alta efficienza includono anche un tubo in plastica per l’area di aspirazione e tutti i tipi utilizzano un terzo tubo in plastica per drenare la condensa corrosiva risultante dal processo di combustione. Alcune caldaie ad alta efficienza e scaldabagni istantanei richiedono tubazioni SS. Il manuale di installazione di ogni produttore indicherà cosa è necessario.
Poiché non esistono standard universali per i tubi di scarico e di aspirazione nelle caldaie ad alta efficienza, c’è una mancanza di chiarezza e responsabilità sugli standard di costruzione approvati per questo materiale di tubazione. Quando si installa questo tipo di caldaia, è meglio seguire le specifiche dei tubi del produttore, nonché eventuali requisiti del codice edilizio o idraulico locale.
Indice
Avvertimento
Saranno applicate norme locali e comunali ed è saggio rivolgersi a un’azienda qualificata e autorizzata per l’installazione, soprattutto quando si tratta di emissioni di anidride carbonica.
Tipi di sistemi di sfiato della fornace ad alta efficienza
Esistono due tipi di caldaie a condensazione: sistemi a due tubi, o a sfiato diretto, e sistemi a tubo singolo, che hanno uno sfiato non diretto.
Sistema a sfiato diretto (a due tubi): il sistema a due tubi è il più comune nelle applicazioni di riscaldamento domestico. Fornisce uno sfiato di aspirazione diretto che porta aria esterna alla camera di combustione sigillata con un tubo, mentre un secondo tubo di sfiato fornisce lo sfiato sigillato dei gas di scarico all’esterno della casa. In un sistema a sfiato diretto, puoi vedere facilmente i due tubi emergere dal lato della casa. Gli sfiati possono anche essere terminati sopra il tetto.
Sistema monotubo: il sistema di sfiato non diretto monotubo (chiamato atmosferico) viene utilizzato quando non c’è una reale necessità di una presa d’aria di combustione separata. Fornisce un tubo di sfiato per i gas di scarico ma utilizza aria non condizionata (non raffreddata o riscaldata) dallo spazio attorno alla fornace per l’aria di combustione. Queste fornaci sono solitamente installate in spazi non condizionati, come il garage, lo spazio di intercapedine, il seminterrato o la soffitta, dove c’è molta aria ambiente per alimentare la combustione. Le prese d’aria sono sempre collegate a un camino in mattoni o SS che corre sopra la linea del tetto.
Perché le caldaie a condensazione hanno bisogno di un tubo di condensa
Le caldaie a condensazione ad alta efficienza hanno una combustione a due stadi per estrarre quanta più energia termica possibile dal gas in combustione. Dopo il primo stadio, i gas di scarico caldi vengono fatti passare attraverso un secondo stadio di combustione, con conseguente scarico con pochissimo calore. Questo processo crea condensa, o umidità, dallo scambiatore di calore della caldaia. Il tubo della condensa drena l’umidità in uno scarico a pavimento o in un tubo di scarico domestico o in una piccola pompa per condensa.
Perché le fornaci utilizzano tubi di plastica
Le caldaie a condensazione sono elencate come apparecchi di CATEGORIA IV, che richiedono sistemi di sfiato a tenuta stagna e a tenuta di gas. La caldaia utilizza un motore di sfiato di scarico che spinge i gas di scarico attraverso il tubo di sfiato, creando una pressione statica positiva nello sfiato. La caldaia a condensazione produce gas di scarico condensati che contengono acqua e anidride carbonica, che insieme formano acido carbonico che si traduce in una condensa corrosiva. Pertanto, i produttori di caldaie raccomandano solo tipi speciali di plastica per lo sfiato e il drenaggio della condensa in una caldaia a condensazione.
I materiali adatti per i tubi di sfiato e condensa includono tubi in plastica PVC (cloruro di polivinile), CPVC (cloruro di polivinile clorurato) e ABS (acrilonitrile-butadiene-stirene), a seconda della temperatura specificata dei gas di scarico della fornace. Queste diverse plastiche hanno diverse temperature massime di servizio termico: il PVC ha la valutazione più bassa a 140 gradi Fahrenheit, il CPVC ha la più alta a 194 gradi e l’ABS si colloca nel mezzo, a una temperatura massima di servizio di 160 gradi. Possono verificarsi guasti ai tubi, come cedimenti o perdite, se le temperature sostenute superano queste temperature di servizio consigliate.
L’International Fuel Gas Code afferma nella sezione 503.4.1.1 (IFGS): “I tubi e i raccordi in plastica utilizzati per lo sfiato degli apparecchi devono essere installati in conformità alle istruzioni di installazione del produttore dell’apparecchio”. Ma questa mancanza di specifiche può creare confusione. Sebbene le istruzioni del produttore elencheranno quali tipi di tubature sono accettabili per i loro prodotti, lasciano all’installatore la decisione su quale tubo in plastica utilizzare.
Ironicamente, nonostante la presenza di tubi di sfiato in plastica sia diventata sinonimo di caldaie a condensazione ad alta efficienza, i produttori di tubi in PVC non raccomandano il PVC per questa applicazione. Né esistono standard ASTM ufficiali per i tubi in plastica utilizzati come sfiato dei gas di combustione. Anche quando un produttore di caldaie fa riferimento a un’agenzia di standardizzazione e a uno standard, come ASTM D1785 per i tubi in PVC Schedule 40, lo standard è solo per l’installazione del tubo. Lo standard ASTM D1785 per Schedule 40 (applicabile alle tubazioni di scarico idrauliche) afferma: “Questa specifica standard per i tubi in PVC non include i requisiti per tubi e raccordi destinati a essere utilizzati per sfiatare i gas di combustione”.
Codici e raccomandazioni per forni a condensazione
I codici edilizi sia a livello nazionale che locale sembrano demandare ai produttori di caldaie la specificazione di quali tubi di plastica possono essere utilizzati come sfiati a bassa temperatura con i loro prodotti. A parte le raccomandazioni, però, è l’installatore che alla fine determina quale tubo di plastica utilizzare.
Nonostante la confusione, la pratica sicura suggerirebbe l’uso di tubi in PVC schedule 40 per lo sfiato di aspirazione dell’aria sulla fornace e CPVC per lo sfiato del camino di scarico, data la sua temperatura di servizio più elevata. In questo modo, se dovesse verificarsi un problema con la fornace che causa un superamento della temperatura di scarico di progettazione, il sistema di sfiato di scarico ha quasi il 40% in più di capacità per gestire il calore in eccesso prima che raggiunga il punto in cui può guastarsi.
