Come misurare gas di combustione

Il controllo della combustione su un generatore di calore è l’operazione che stabilisce se l’impianto sta bruciando bene o sta sprecando energia: un rendimento inferiore di pochi punti percentuali, su una stagione di riscaldamento, si traduce in un consumo di combustibile misurabile in bolletta, mentre un tenore anomalo di monossido di carbonio segnala una condizione potenzialmente pericolosa per chi occupa gli ambienti serviti.

Sapere come misurare gas di combustione significa applicare una sequenza operativa precisa: l’analizzatore preleva un campione di fumi dal condotto attraverso una sonda, ne determina il tenore di ossigeno o di anidride carbonica e la concentrazione di monossido di carbonio con celle elettrochimiche, e misura contemporaneamente la temperatura dei fumi e quella dell’aria comburente. Da queste grandezze il calcolo ricava il rendimento di combustione e l’indice d’aria.

La differenza fra una misura attendibile e un numero privo di significato non sta nello strumento, ma nel modo in cui viene condotta la prova: azzeramento in aria pulita, posizionamento della sonda nel punto corretto del condotto, attesa della stabilizzazione delle letture. La UNI 10389-1 definisce il metodo, la EN 50379 i requisiti degli strumenti portatili, il D.P.R. 74/2013 gli obblighi di controllo.

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Preparazione della prova e azzeramento dello strumento

La prova comincia molto prima di infilare la sonda nel camino. Il generatore va portato a regime stazionario alla potenza di prova e lasciato lavorare finché le temperature non si assestano: una misura eseguita in transitorio, subito dopo l’accensione o durante una modulazione, descrive una condizione che l’impianto non mantiene. Si verificano poi lo stato del camino, la tenuta del condotto e la presenza e integrità della presa di analisi.

Segue l’azzeramento dell’analizzatore in aria pulita, eseguito all’esterno o comunque lontano da qualsiasi sorgente di combustione, con la sonda che aspira aria ambiente per tutto il tempo richiesto dal ciclo automatico. È il passaggio che condiziona tutte le letture successive: se lo zero delle celle viene acquisito in un ambiente già contaminato, ogni valore di ossigeno e di monossido di carbonio risulterà traslato e l’errore si propaga fino al rendimento calcolato.

Come misurare gas di combustione: punto di prelievo e temperature

Il punto di prelievo si individua nel condotto a valle del generatore, nella posizione prevista dalla UNI 10389-1, e la sonda va introdotta esplorando la sezione fino a trovare il punto di massima temperatura dei fumi: corrisponde al centro del flusso, dove il campione è rappresentativo e non risente né del raffreddamento di parete né di eventuali infiltrazioni d’aria. Trovato quel punto, la sonda si blocca sul cono di tenuta e vi resta per tutta la durata della prova, senza spostamenti.

Va poi misurata la temperatura dell’aria comburente nel punto in cui il generatore la aspira davvero: all’esterno per gli apparecchi a camera stagna, in locale per quelli a camera aperta. Assumere per comodità la temperatura ambiente del locale tecnico quando l’aria arriva dall’esterno introduce nel calcolo del rendimento una differenza che può valere diversi punti percentuali.

Esecuzione: stabilizzazione, acquisizione e gestione della condensa

Con la sonda in posizione si attende che le letture si stabilizzino, poi si avvia l’acquisizione. Le grandezze da registrare sono il tenore di ossigeno o di anidride carbonica, la concentrazione di monossido di carbonio, la temperatura dei fumi, la temperatura dell’aria comburente e il tiraggio. La durata dell’acquisizione deve essere sufficiente perché i valori non oscillino più: un’oscillazione residua di ossigeno indica che il regime non è ancora raggiunto oppure che c’è un’infiltrazione d’aria nel condotto o nella linea di prelievo.

Durante la prova la linea di prelievo raccoglie condensa: la trappola va tenuta in posizione verticale e svuotata, il filtro controllato e sostituito quando appare sporco. Un filtro intasato riduce la portata di aspirazione, allunga i tempi di risposta e falsa la lettura del monossido di carbonio; la condensa che raggiunge le celle le danneggia in modo permanente.

Calcolo del rendimento, indice d’aria e riferimento all’ossigeno

Dalle grandezze misurate lo strumento calcola il rendimento di combustione, cioè la quota di energia del combustibile effettivamente ceduta al fluido termovettore, come complemento delle perdite al camino; il calcolo dipende dal combustibile selezionato, quindi impostarlo correttamente è parte della misura. L’indice d’aria esprime quanta aria in eccesso partecipa alla combustione: troppo poca produce incombusti, troppa raffredda i fumi e abbassa il rendimento.

Il valore del monossido di carbonio va sempre letto riferito a un tenore di ossigeno convenzionale, perché altrimenti basta diluire il campione con aria per ottenere qualunque numero si desideri. I risultati si confrontano poi con i limiti fissati dal D.P.R. 74/2013 e con i valori di targa del generatore: uno scostamento sistematico dal dato di targa indica un problema di regolazione, non un errore di misura.

Rapporto di prova, periodicità e verifica dell’analizzatore

La prova si chiude con il rapporto di controllo dell’efficienza energetica, che riporta i valori misurati e calcolati, le condizioni di prova, i dati identificativi del generatore e dello strumento impiegato. La periodicità dei controlli dipende dalla tipologia e dalla potenza dell’apparecchio secondo il D.P.R. 74/2013: il rapporto non è un adempimento formale, ma la serie storica che permette di vedere una deriva del rendimento prima che diventi un guasto.

Lo strumento va a sua volta verificato periodicamente. Le celle elettrochimiche invecchiano, perdono sensibilità e vanno sostituite a intervalli definiti; la conformità alla EN 50379 e la verifica documentata con gas di riferimento sono ciò che rende il dato difendibile. Per un quadro completo dei parametri, degli strumenti e dei criteri di scelta rimandiamo alla pagina dedicata ai Gas di combustione.

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