Caldaia a dissociazione ionica

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Storia della Caldaia a Dissociazione Ionica

La caldaia a Dissociazione Ionica, comunemente chiamata Caldaia Ionica è una tecnologia poco conosciuta in Italia, ma molto diffusa nei paesi dell’Est e Nord Europa dove viene usata da oltre 60 anni.

Questo principio di fisica venne scoperto e spiegato in maniera scientifica per la prima volta da Albert Einstein nel 1924.

Questa tecnologia ebbe le sue prime applicazioni pratiche nel 1959 da parte di scienziati russi che la usarono nei sommergibili nucleari,  per generare il calore là dove serviva, invece di trasferirlo con linee idrauliche di acqua calda.

Nei sommergibili Nucleari abbonda sia l’energia elettrica che termica, ma la soluzione della caldaia ionica era meno invasiva e meno costosa. Venne in seguito impiegata anche nella stazione spaziale per generare calore con l’energia elettrica prodotta dai pannelli solari.

Questa tecnologia lavorare bene in qualsiasi situazione ambientale, quindi idonea sia per i sommergibili che per la stazione spaziale entrambi non a bolla, in “piano” per intenderci, possono raggiungere temperature anche di 100° e sono molto più compatte ed affidabili delle resistenze elettriche.

In seguito verrà usata anche per applicazioni civili per il riscaldamento domestico.

In Russia, nonostante sia una delle Nazion con enormi giacimenti di Gas naturale, non ha una rete di distribuzione del metano capillare come In Italia, ma ha una rete di distribuzione capillare dell’energia elettrica, ed anche a costi molto contenuti, quindi la caldaia Ionica si presta molto bene allo scopo.

La Caldaia Ionica oltre che in Russia e molto diffusa in tutti i paesi dell’ex Unione Sovietica, compresa le ex Jugoslavia, ma è conosciuta anche in Francia e nei paesi del nord Europa.

la Caldaia Ionica in Italia è praticamente sconosciuta per vari motivi.

Il primo è dovuto dal clima, che a differenza dei paesi sopra citati da noi abbiamo un clima temperato che si presta più alle Pompe di Calore , ma il vero motivo è che l’Italia è il paese più metanizzato d’Europa, quindi da Noi la caldaia più diffusa è quella alimentata dal Metano.

Attualmente in Italia si parla sempre più di riscaldamento elettrico, per diminuire la nostra dipendenza dai combustibili fossili ed usare sempre di più tecnologie ad energia rinnovabile meno inquinanti e meno energivore.

Principio di funzionamento della cella Ionica

Il Termine Ionico deriva dagli Ioni che in pratica sono particelle sub-atomiche che possono presentare una carica positiva o negativa, a seconda di come saranno polarizzati. Uno Ione positivo cercherà sempre uno Ione negativo a cui unirsi “Accoppiarsi”.

La cella Ionica e formata da due elettrodi di un metallo particolare, posizionati ad una certa distanza tra loro ed ingabbiati in un contenitore cilindrico schermato (Gabbia di Faraday).

Il suo interno è attraversato da una particolare composizione liquida alcalina che ha una determinata conducibilità elettrica, che verrà stabilita chimicamente a seconda della potenza termica che intendiamo raggiungere.

Se applichiamo agli elettrodi una tenzione alternata di 50 Hz di frequenza otterremo un fenomeno di trasmutazione degli Ioni tra l’Anodo ed il Katodo e creeremo un movimento Ionico ad una velocità di 290 mila Km/secondo, ed in base il secondo principio della Termodinamica (L’Entropia), passeremo da uno stato di Ordine ad uno stato di disordine, creando Lavoro, quindi Calore.

Per settare la potenza termica della Cella Ionica possiamo agire su diversi parametri:

 

  • il Nr. delle Celle.
  • La sua cilindrata.
  • La conducibilità elettrica del liquido Vettore.
  • La Tenzione.
  • La Forma d’onda

 

Quindi potremo stabilire e controllare la potenza termica in diversi modi

Caratteristiche Tecniche di base 

Vediamo ora quali sono le sue caratteristiche tecniche essenziali che la rendono interessante in varie applicazioni.

  • Temperatura massima raggiungibile: 100°
  • Non viene influenzata dalla temperatura esterna
  • Priva di unità esterna
  • Senza canna fumaria
  • Zero Decibel di rumore
  • Dimensioni molto contenute
  • Non ci sono parti meccaniche in movimento
  • Molto affidabile
  • Dialoga con il fotovoltaico
  • Si può usare anche in combinazione con le pompe di Calore (Ibridizzare)
  • No libretto impianto con controlli periodici obbligatori
  • Costo di acquisto relativamente contenuto

In Quali casi conviene adoperarla

  • In zone climatiche fredde non raggiunte dal metano
  • Dove ci sono problemi con le canne fumarie
  • In centri storici con vincoli paesaggistici
  • In piccoli appartamenti vissuti saltuariamente.
  • In abbinamento a pompe di calore per innalzare la temperatura di mandata
  • In case nuove in classe A++ dove è richiesta poca potenza termica

Resa della Caldaia Ionica 

L’efficienza della caldaia Ionica è del 98%, e questo è l’unico vero motivo che ne limita la diffusione nel nostro Paese dove l’energia elettrica ha un costo al Kw/h molto elevato.

Ma cerchiamo di fare una comparazione un po’ più approfondita con altre tecnologie che producono calore con l’energia elettrica

Oggi sul mercato troveremo solo le Pompe di Calore e le Caldaie elettriche alimentate da Resistenze.

Quali soni le rese di queste due tecnologie.

  • Caldaia Elettrica……………. COP 0,75
  • Caldaia Ionica………………. COP 1
  • Pompa di Calore……………. COP 4,5

La Caldaia elettrica alimentata da resistenze ha un coefficiente di resa del 75% ma solo da Nuove, dopo un po’ di tempo che lavora si potrà formare incrostazioni di calcio sulla resistenza facendo diminuire notevolmente la sua resa ed accorciando la sua durata, quindi mi soffermerò a fare il paragone solo con le Pompe di Calore.

Se andiamo a leggere le schede tecniche delle Pompe di Calore (Aria / Acqua) troveremo rese (COP) anche di 4,5.

Innanzi tutto vediamo cosa significa COP, vuol dire Coefficient Off Performance in sostanza COP 4,5 vuol dire che con 1 Kw/h di energia elettrica possiamo creare 4,5 Kw/h di energia termica, ma attenzione, sempre sulle schede tecniche subito di fianco troveremo altre informazioni legate al COP che ci diranno: ad una temperatura esterna di +7° ed una temperatura di mandata di 35°, quindi questo coefficiente di resa lo avremo solo a queste condizioni di lavoro.

Ma se andiamo a leggere in maniera più approfondita troveremo altri valori tipo COP 2,8 ad una temperatura esterna di +7° ed una temperatura di mandata di 55°, Cop 1,8 ad una temperatura esterna di 0° ed una temperatura di mandata di 55° e così via.

Provate a vedere che resa ha una pompa di Calore con una temperatura esterna di – 10°ed una temperatura di mandata di 65°, il Cop scendere ad 1, ma soprattutto non arriverà mai a temperature di 70°.

Una Pompa di Calore può costare 4 / 5 volte il costo di una caldaia Ionica di pari potenza quindi in determinate condizioni di lavoro conviene adottare la tecnologia della Caldaia Ionica specialmente in abitazioni che vengono vissute saltuariamente come seconde case, baite di montagne ecc.

La Nostra Azienda produce al livello artigianale e solo su ordinazione Caldaie Ioniche, in diversi modelli che abbiamo individuato in base l’esperienza acquisita in questo settore negli ultimi 10 anni

  • Modello Pensile da abbinare a serbatoi di accumulo, dove c’è spazio per assemblare una centrale termica in Loco.
  • Modello compatto assemblato a basamento da installare internamente
  • Modello assemblato da incasso da installare esternamente o internamente
  • Versione Ibrida abbinata ad una pompa di calore

Queste versioni possono avere varie taglie di potenza e possono essere monofase o trifase a seconda l’esigenza.

Con queste soluzioni possiamo sia riscaldare la casa che produrre acqua calda sanitaria.

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