Stufe ad accumulo:come funzionano? Caratteristiche e prezzi


 Stufe ad accumulo:come funzionano? Caratteristiche e prezzi

Che cos’è una stufa ad accumulo?

La stufa ad accumulo è un dispositivo utilizzato per riscaldare abitazioni e locali, che racchiude in se un focolare in cui viene bruciata legna.

E’ ad accumulo termico e quindi è realizzata in modo tale da immagazzinare, nello speciale materiale di cui è rivestita, il calore prodotto dalla combustione della legna, per poi rilasciarlo lentamente per irraggiamento all’ambiente in cui è allocata. Una prerogativa delle stufe ad accumulo è che spesso vengono realizzate da artigiani direttamente nel sito in cui saranno installate ed anche quando vengono prodotte in fabbrica non sono realizzate con processi industriali in serie ma artigianalmente in pochi esemplari. Questo le rende manufatti di gran pregio ma ovviamente alquanto costosi. 

Come funzionano queste stufe?

Come abbiamo detto la stufa ad accumulo deve essere in grado di immagazzinare grandi quantità di calore e quindi deve avere una elevata capacità termica. Vediamo dal punto di vista della realizzazione del dispositivo in cosa si traduce questo assunto.

Ricordiamo che la capacità termica di un corpo è la quantità di calore accumulato che viene ceduto all'ambiente. E’ una grandezza fisica che è data dalla formula:

C = Q/∆T

Dove:

Q è la quantità di calore che il corpo fornisce all’ambiente.

∆T è la variazione di temperatura che il corpo subisce per effetto del calore ceduto all’ambiente.

Ma C è anche data da:

C = Ci x m.

Dove:

Ci è il calore specifico del corpo che dipende unicamente dalla sua composizione chimica.

m è la massa del corpo.

Da questa succinta illustrazione teorica risulta evidente che affinché una stufa abbia una elevata capacità termica deve possedere una grande massa ed inoltre essere realizzata con un materiale ad elevato calore specifico (indica la quantità di calore che può accumulare 1 metro cubo di materiale). Quindi in definitiva una stufa ad accumulo deve essere:

  • molto pesante, dai 700/800 chili a qualche tonnellata,

  • costruita in materiale capace di buon accumulo termico come possono essere: argilla refrattaria, ceramica, pietra ollare.

  • progettata per ottenere una temperatura di combustione tra 700°C e 900°C.

Come funziona una stufa ad accumulo

A tutto ciò va anche aggiunta una ulteriore ed importante condizione ossia che il calore prodotto dalla combustione non vada disperso nell’ambiente esterno con i fumi di scarico ma ceduto, col massimo rendimento possibile, all’elemento di accumulo (materiale refrattario, ceramica o pietra ollare). Tutto ciò si realizza creando nell’accumulo una lunga serpentina che dovrà essere percorsa dai fumi di combustione nella loro strada che li addurrà all’esterno. Naturalmente affinché possano percorrere questo lungo e tortuoso viaggio, che viene indicato col nome di giro dei fumi, i sottoprodotti della combustione devono possedere una elevata energia cinetica che è strettamente dipendente dalla temperatura di combustione. Pertanto al fine di avere una elevata energia cinetica dei fumi la temperatura di combustione dovrà essere elevata e la combustione distinta in due stadi e precisamente:

  • Una combustione primaria alla temperatura di 200/250°C. In cui in presenza di un primo flusso di aria comburente la legna brucia sviluppando gas di pirolisi (idrocarburi come metano, idrogeno, monossido di carbonio).

  • Una combustione secondaria alla temperatura di 700/900°C. In cui investendo i gas di pirolisi con un secondo flusso di aria comburente in eccesso se ne provoca l’incendio. Si produce in tal modo ulteriore calore che costituisce circa il 70/75% dell’energia termica resa disponibile dalla complessiva reazione di combustione.

Alla fine dell’intero processo di combustione i sottoprodotti risultanti saranno solo anidride carbonica e vapor d’acqua come aeriformi ed un piccola percentuale della massa iniziale (meno dell’1%) come cenere solida.

Caratteristiche e vantaggi delle stufe ad accumulo.

Le principali caratteristiche della stufa ad accumulo sono:

  • Elevato rendimento termico. Le sue modalità costruttive ed in particolare il lungo percorso che i fumi di combustione compiono nel loro cammino verso l’esterno attraverso il giro dei fumi, realizzato nel materiale di accumulo, fa si che una percentuale molto elevata del calore prodotto venga utilizzato per riscaldare l’ambiente e solo una piccola parte venga persa attraverso il camino (85 % vs 15%).

  • Combustione completa e bassi livelli di emissioni inquinanti. La doppia combustione come già detto produce come sottoprodotti vapor d’acqua, CO2 e cenere. Inoltre l’anidride carbonica emessa è esattamente quella che era stata assorbita dalla pianta da cui la legna proviene per la fotosintesi della clorofilla e quindi ha un impatto nullo sulle emissioni di gas serra in atmosfera. Tutto ciò rende il riscaldamento ottenuto con la stufa ad accumulo pulito, ecologico e rispettoso dell’ambiente.

  • Trasmissione del calore per irraggiamento. La stufa ad accumulo contrariamente alle stufe a fuoco continuo, che una volta accese vanno continuamente alimentate man mano che la legna si consuma, si carica completamente uno/tre volte nell’arco della giornata. La combustione avviene poi in maniera rapida e completa, cede buona parte del calore all’accumulo (circa il 90%) che lo immagazzina, raggiungendo una temperatura di circa 80°C. Lentamente ed in maniera costante quest’ultimo cede poi calore alla stanza sotto forma di radiazioni elettromagnetiche. Queste colpiscono gli oggetti non in ombra (proprio come fanno i raggi del sole) e li riscaldano. Oggetti che una volta caldi emetteranno a loro volta radiazioni infrarosse contribuendo al riscaldamento complessivo dell’ambiente. Una conseguenza di un tal meccanismo di riscaldamento è che la temperatura in un lasso di tempo di circa 8 ore rimane abbastanza costante senza i picchi che sono tipici della stufa a fuoco continuo. Inoltre poiché la trasmissione di calore non avviene per moti convettivi non vi sarà circolazione d’aria e polveri né eccessiva riduzione dell’umidità conferendo così all’ambiente riscaldato un elevato standard di benessere.

  • Spese di gestione particolarmente contenute. Ossia una minor quantità di legna bruciata a parità di energia termica resa disponibile nell’ambiente da riscaldare. Questa caratteristica è una diretta conseguenza dell’elevata resa termica dell’apparato. In una stufa normale, infatti, una consistente parte del calore prodotto dalla combustione va via con i fumi di scarico e non contribuisce al riscaldamento della stanza.

  • Possibilità di abbinare alla funzionalità del dispositivo preziose realizzazioni estetiche. Dato il pregio di molti dei materiali con cui si costruiscono le stufe di accumulo come ad esempio: ceramica, maiolica e pietra ollare e possibile ottenere realizzazione che più che raffinati complementi di arredo sono vere e proprie opere d’arte. Un esempio di ciò è costituito dalle stufe in maiolica degli artigiani del Sud Tirolo (Kachelofen).

Puoi approfondire i vantaggi e le caratteristiche delle stufe in ceramica.

  • Scarsa manutenzione. La combustione pulita ed il ridotto impiego di legna rendono la stufa ad accumulo un apparato che necessita di una manutenzione semplice e poco frequente.

I contro delle stufe che accumulano calore.

I punti di forza della stufa ad accumulo sono proprio le caratteristiche sopra enunciate i contro invece possono così riassumersi:

  • Massa notevole. Le stufe ad accumulo sono quindi difficili da trasportarsi ed una volta posizionate sono difficilmente spostabili anzi alcuni modelli costruite artigianalmente vengono realizzati direttamente sul posto dove poi dovranno funzionare. Il loro peso costituisce ancora un notevole handicap se devono essere istallate ad un piano che non sia il piano terra. Il problema diviene ancora più complesso se l’installazione non va fatta ai bordi di un muro portante ma al centro di un solaio. Condizione che richiede l’intervento di uno strutturista in grado di valutarne la fattibilità.

  • Costo elevato. L’imponenza del manufatto e spesso l’utilizzo di materiali costosi come ceramica, maiolica, pietra ollare rendono le stufe ad accumulo alquanto più costose se paragonate a le stufe a fiamma continua in acciaio.

  • Necessità di una canna fumaria ben coibentata. Dato l’elevato rendimento termico i fumi di scarico cedono all’accumulo buona parte della loro energia termica. Per tale motivo quando giungono all’ingresso del camino hanno temperatura molto inferiore di quelle di combustione. Per tale motivo se la canna fumaria non è ben coibentata possono ulteriormente raffreddarsi e dar luogo a condense catramose di idrocarburi incombusti. Condense che possono risultare particolarmente pericolose perché sono facilmente infiammabili.

  • Installazione non semplicissima. Date le sue modalità di funzionamento (trasmissione di calore per irraggiamento) e le sue caratteristiche costruttive (massa imponente) la stufa ad accumulo non è installabile in qualunque luogo. Infatti, essa richiede di essere posizionata al centro degli ambienti da riscaldare e su un solaio in grado di sopportare con sicurezza il suo peso. E’ quindi evidente che non tutte le abitazioni sono idonee ad una sua allocazione.

  • Non è adatta a riscaldare ambienti per tempi brevi ed in maniera discontinua. Viste le sue caratteristiche è facilmente intuibile che la stufa ad accumulo richiede un preciso lasso di tempo (alcune ore) per andare a regime e quindi risulta evidente che se si necessita di ottenere erogazione di calore in tempi rapidi ed in maniera discontinua non è il dispositivo giusto.

Costi delle stufe ad accumulo.

Data la varietà di modelli e la possibilità di aver realizzata una stufa ad accumulo praticamente su misura il costo sarà abbastanza elevato e vario. Per fornire qualche numero come esempio facciamo riferimento a stufe assemblate in fabbrica artigianalmente in pietra ollare. Per queste i prezzi vanno da un minimo di 5000 € ad un massimo di 20000 €. Ma comunque si tratta di prezzi indicativi in quanto privi dei costi di installazione che variano sensibilmente in funzione della logistica del sito. 

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