L’anno di nascita delle caldaie
In origine le caldaie avevano una funzione diversa da quella odierna. Ma prima di scoprire questo particolare aspetto, qualche breve cenno sulla loro storia.
Il 1776 è una data fondamentale per queste apparecchiature: infatti fu l’anno i cui James Watt inventò la macchina a vapore.
L’ingegnere e chimico scozzese scoprì che la quantità di calore persa – raffreddando e scaldando continuamente il cilindro – poteva essere recuperata attraverso la valvola di regolazione (anche detta regolatore di Watt o regolatore centrifugo), che evitava la perdita di potenza e ne migliorava potenza e efficienza.
Dunque, James Watt si può considerare a tutti gli effetti come uno dei principali ispiratori della caldaia moderna la cui prima comparsa ufficiale risale al 1840 in Inghilterra.
Funzione originaria delle caldaie
Come accennato all’inizio di quest’articolo, le caldaie avevano in origine un’altra funzione da quella che si sarebbe sviluppata poi in futuro.
Venivano utilizzate per tingere e pulire i vestiti, sfruttando il calore del gas. Tuttavia queste primissime apparecchiature davano alcuni problemi, primo fra tutti il fatto che i gas caldi rimanevano a contatto con la base sprecando in questo modo il calore del combustibile.
Come è fatta una caldaia
Vediamo adesso quali sono gli elementi che costituiscono una caldaia:
- il focolare o bruciatore: organi di ingresso dell’energia termica; sul focolare, o grazie al bruciatore, si costituisce una miscela non stechiometrica tra il carbonio (o altro elemento ossidato) contenuto nel combustibile e l’ossigeno contenuto nell’aria, in modo da realizzare una fiamma tale da trasmettere il calore sia per conduzione termica tramite i fumi caldi di combustione, sia per irraggiamento;
- l’ambiente: contenente il focolare (o il bruciatore) è detto camera di combustione; nel caso di focolari a combustibile solido è prevista una camera, detta cinerario, solitamente sottostante la griglia del focolare, in cui si accumulano le ceneri di combustione prima di essere estratte; nelle caldaie a pellet la cenere viene eliminata con i gas di scarico; la camera di combustione è solitamente in leggera depressione nel caso di combustibile solido; in presenza di un bruciatore la camera è a volte a pressione superiore all’atmosferica;
- il fascio tubiero (non presente in genere nelle caldaie per riscaldamento): assieme di tubi che collegano, nelle caldaie a tubi di fumo il focolare al camino, e in quelle a tubi d’acqua i corpi cilindrici. Il fascio tubiero ha la funzione di aumentare per quanto possibile la superficie di scambio tra fumi e acqua;
- il camino: condotto esterno di dispersione dei prodotti di combustione esausti.
L’evoluzione delle caldaie nel tempo
Le prime caldaie della storia erano quelle a legna che vennero poi sostituite nel XVIII secolo da quelle a carbone, rimasto per 150 anni il combustibile principe.
Nel XX secolo fu la volta delle caldaie a combustibili liquidi in cui il calore viene ottenuto dalla combustione di materia infiammabile allo stato liquido, come gasolio e gas liquefatto.
Nonostante oggi la stragrande maggioranza delle caldaie funzioni a gas metano, si intravede all’orizzonte una loro graduale sostituzione con le caldaie a idrogeno che hanno i loro vantaggi e svantaggi.
Tra i vantaggi ci sono sicuramente una riduzione delle emissioni dei gas serra a zero, una migliore efficienza energetica e un maggiore accesso agli incentivi fiscali per la sostituzione della caldaia.
Tra gli svantaggi, sicuramente il fatto che alcune tecnologie potrebbero produrre emissioni di carbonio. Inoltre, nonostante le caldaie a idrogeno siano molto sicure, è sempre necessario fare attenzione all’alta infiammabilità di questo gas.
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