C'era una volta ... il riscaldamento a termosifone - Notiziario dell'Ordine Ingegneri di Napoli

Dall’Ingegner Pietro Ernesto de Felice. (Decano dell’Ordine degli Ingegneri della Provincia di Napoli) riceviamo – e volentieri pubblichiamo – il seguente contributo storico-tecnico sull’evoluzione dei sistemi di riscaldamento degli ambienti.

di Pietro Ernesto de Felice
(Decano dell’Ordine degli Ingegneri di Napoli)
Ebbi il mio primo approccio alle problematiche relative al riscaldamento degli ambienti nel lontano 1960 (e me lo sono portato dietro per oltre 60 anni). Ero allievo interno nella cattedra di Termotecnica applicata e contemporaneamente pubblicista presso la redazione di un giornale: fui incaricato dal titolare della cattedra, il compianto professore Roberto Breglia, di redigere appunti destinati all’ultimo anno nel corso di Ingegneria presso la Federico II (che allora era denominata semplicemente Università degli Studi di Napoli).
Assolsi diligentemente all’incarico, ispirandomi al testo di Fisica Tecnica del professor Vincenzo Carlevaro (che fu anche Presidente dell’Ordine degli Ingegneri di Napoli), redatto nei tempi in cui l’elettropompa non era ancora una macchina affidabile e comunque non trovava posto nelle centrali termiche dell’epoca.
Preparai le dispense degli appunti avvalendomi del ciclostile, una macchina da stampa rudimentale di cui si sono perse le tracce (vedere foto qui in basso).

Si scriveva su una matrice costituita da un foglio di carta cerata, operando sulla quale (con macchina da scrivere o a mano) si tracciavano dei solchi attraverso i quali sarebbe passato l’inchiostro che raggiungeva i fogli di carta imprimendo il testo. L’inchiostro era su un rullo sul quale si posizionava la matrice sulla quale scorrevano i fogli.

COME FUNZIONAVANO GLI IMPIANTI D’EPOCA
Gli ambienti venivano riscaldati con gli impianti che utilizzavano l’effetto termosifone, ossia il fenomeno fisico per il quale, riscaldando acqua alla base di un circuito tubiero chiuso verticale, l’acqua a contatto con la sorgente di calore riscaldandosi diminuisce di densità muovendosi verso l’alto, sostituita da acqua meno calda proveniente dal lato opposto del circuito.
I corpi scaldanti di un impianto a termosifone furono detti dunque termosifoni, nome che ancora oggi viene frequentemente dato ai corpi scaldanti di un impianto di riscaldamento, pur se essi ormai non hanno più riferimento all’impianto a termosifone.

In pratica (vedere lo schema qui in alto), si installava una caldaia ad acqua calda (da dirsi più propriamente generatore di calore) nella parte bassa di un edificio. I corpi scaldanti venivano disposti all’interno dei singoli ambienti a quota sempre maggiore rispetto a quella del locale caldaia, come lo schema in figura, ciascuno collegato dalla parte superiore (esattamente come avviene oggi) per restituire acqua alla rete dalla parte bassa dopo aver ceduto calore all’ambiente. L’acqua raffreddata e più densa naturalmente scenderà verso il basso nella rete, tornando in caldaia per un nuovo ciclo.

UN CALCOLO IMPEGNATIVO
Il calcolo dell’impianto era assai difficoltoso, atteso che la movimentazione dell’acqua era determinata solo dalla differenza di densità dell’acqua via via che si riscaldava o si raffreddava. Bisognava fare in modo che tutti i corpi scaldanti vicini o lontani fossero riscaldati, atteso che l’acqua nel sul percorso tubiero incontrava perdite di carico crescenti.
I diametri dei tubi dovevano essere perciò accuratamente calcolati, in modo da registrare perdite di carico pressoché eguali nel percorso verso i diversi corpi scaldanti. A tal fine, in entrata dei corpi scaldanti si impiegavano valvole a doppio regolaggio, tali che muovendo un cilindretto che faceva variare la dimensione del foro di ingresso nel singolo elemento produceva una maggiore o minore perdita di carico locale, in pratica aumentando le perdite nei radiatori più vicini alla caldaia rispetto a quelli più lontani.
La caldaia prevalentemente usata era la cosiddetta semifissa “tipo marina”, (vedere immagine qui in basso) a tubi di fumi, in qualche modo ispirata alla “caldaia Cornovaglia”, con resa termica molto bassa; non oltre il 70% dell’energia termica spesa veniva infatti ceduta all’acqua in circuito.

Il termine caldaia invero era improprio, in quanto per caldaia si intende un generatore di vapore.
Più propriamente si sarebbe dovuto chiamare “generatore di acqua calda”. Ma il termine di caldaia si affermò ed è tuttora normalmente usato per indicare i generatori di acqua calda.
I residui incombusti di queste caldaie, fortemente inquinanti, attraverso il camino accedevano all’esterno, spesso trascinando fiocchi di nerofumo odiato dalle massaie quando ne osservavano le tracce sui loro panni stesi ad asciugare. Ciò accadeva sia che si usasse come combustibile carbone, legna o soprattutto nafta densa, che per poter accedere al bruciatore doveva essere prima riscaldata e fluidificata.
Quando si entrava in una centrale con caldaia marina in generale se ne usciva visibilmente anneriti, e nel soffiarsi in naso sul fazzoletto il nerofumo inspirato era ben visibile.
La nafta era un combustibile a basso prezzo, per cui il problema che affliggeva le massaie non preoccupava gli installatori. Il costo della nafta era nell’ordine di poche decine di lire al litro, almeno fin quando nel 1973 la guerra del Kippur (e il conseguente “shock petrolifero”) non ne fece lievitare il prezzo.

ENTRA IN SCENA L’ELETTROPOMPA
Laureato e passato ad assistente alla cattedra di termotecnica, sempre col professor Breglia, dovetti rivedere i miei appunti per gli studenti, in quanto frattanto la elettropompa aveva raggiunto un livello di affidabilità tale da suggerirne l’impiego per attivare la circolazione dell’acqua nei circuiti di riscaldamento, e l’effetto termosifone rimase nello sviluppo dei calcoli come occasione per assicurare comunque una circolazione limitata e imperfetta nei frequenti casi di anomalia della elettropompa.
Dopo la scomparsa del professor Breglia, continuai il mio contributo quale assistente del professor Vittorio Betta. Mi sia consentita una divagazione per ricordarne lla figura: fu un grande docente di Fisica Tecnica. Ma io, come tutti i suoi allievi, lo ricordiamo soprattutto per la sua figura di nobiluomo e galantuomo, sempre composto nell’abbigliamento e negli atteggiamenti, cordiale, addirittura affettuoso con gli allievi, sempre disponibile ad offrire spiegazioni e conforto.

LE NUOVE SFIDE TECNICHE
Nel periodo di collaborazione con Betta fu necessario affrontare il tema dell’efficienza degli impianti, in un contesto caratterizzato dal progressivo aumento del costo dei combustibili. Parallelamente, le emissioni inquinanti prodotte dagli impianti non risultavano più compatibili con le esigenze ambientali, anche a causa della loro crescente diffusione.
A tali problematiche si aggiunsero nuove prescrizioni normative — tra cui, in particolare, la Legge 373 del 1976 in materia di risparmio energetico — nonché disposizioni relative alla sicurezza antincendio e al contenimento dell’inquinamento acustico.  Un fattore particolarmente determinante fu inoltre l’introduzione dell’elettronica nei sistemi di conduzione e regolazione degli impianti.
Tale innovazione segnò l’inizio di una nuova fase nello sviluppo dei sistemi di riscaldamento degli ambienti, orientata alla progressiva riduzione dei consumi energetici fino alla prospettiva, auspicata, della realizzazione di edifici a consumo energetico nullo.

PIETRO ERNESTO DE FELICE
Decano dell’Ordine di Napoli

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