Caldaia ibrida a zeolite

La zeolite, detta pietra che bolle, da sola non può essere utilizzata per un impianto di riscaldamento ma può essere impiegata in un sistema di tipo ibrido. Caldaia ibrida a…
Caldaia ibrida a zeolite zeoTHERM di Vaillant (photo credit www.vaillant.it)

La zeolite, detta pietra che bolle, da sola non può essere utilizzata per un impianto di riscaldamento ma può essere impiegata in un sistema di tipo ibrido.

Caldaia ibrida a zeolite zeoTHERM di Vaillant (photo credit www.vaillant.it)
Caldaia ibrida a zeolite zeoTHERM di Vaillant (photo credit www.vaillant.it)

Cos’è la zeolite?

La zeolite è un minerale costituito da alluminio e silicio, materiali non inquinanti e molto diffusi in natura, ma può anche essere ricavata sinteticamente in laboratorio.
In natura infatti pur essendo abbondante è troppo impura per poter essere utilizzata in applicazioni commerciali.
Essendo molto porosa, è in grado di assorbire e rilasciare vapore acqueo.

Il suo nome fu coniato a metà Settecento dallo studioso svedese Axel Fredrik Cronstedt che per primo ne osservò le caratteristiche. Deriva dal greco e vuol dire pietra che bolle: è infatti sufficiente bagnare le pietre di zeolite con poche gocce di acqua per attivare il calore e portarle a una temperatura di ben 80°C, dopodichè si asciugano e tornano rapidamente allo stato di partenza, pronte a surriscaldarsi di nuovo.

Ciò avviene perché il minerale, un alluminosilicato cristallino, ha una particolare struttura molecolare a setaccio, infatti è caratterizzato da una gran quantità di volumi vuoti interni ai cristalli ed è estremamente igroscopico.

Quando le molecole d’acqua o altre sostanze a basso peso molecolare la colpiscono, vengono frenate e intrappolate dalla sua struttura.
Non potendo quindi continuare il proprio moto, l’energia cinetica così interrotta si converte in calore.

Negli ultimi anni si sta cercando di sfruttare tali proprietà per il riscaldamento domestico. In particolare, la zeolite viene utilizzata in sistemi ibridi collegati a collettori solari termici per utilizzarli anche quando l’energia da questi prodotta è a basse temperature, come può avvenire in inverno.

La zeolite è anche utile per deodorare e deumidificare, infatti in agricoltura è utilizzata per controllare il grado di umidità del terreno.
Oltre alle caldaie, possiamo così trovare in commercio lavastoviglie che ne sfruttano il meccanismo di asciugatura e deumidificatori per ambiente.

Le applicazioni della zeolite non si fermano però al solo ambito domestico. Le sue peculiarità sono state sfruttate anche per mitigare i pesanti effetti di incidenti atomici o nucleari come quello di Fukushima.

Come funziona una caldaia ibrida a zeolite

La zeolite da sola non può chiaramente essere utilizzata per un impianto di riscaldamento perché, una volta bagnata, emette calore ma poi è necessario che si riasciughi per poter ripetere il ciclo.
Invece, può essere utilmente impiegata in un sistema di tipo ibrido.

I sistemi ibridi per il riscaldamento sono piuttosto interessanti perché dimostrano come, sommando la combinazione di diverse tecnologie, si possa aumentare l’efficienza energetica di ciascuna.

In più, il sistema descritto in questo articolo prova come gli impianti ibridi possano unire tecnologie estremamente differenti l’una dall’altra, di cui, in questo caso, una antichissima come la zeolite.

Un sistema ibrido a zeolite, completamente ecocompatibile, combina le seguenti tecnologie:
• la zeolite
• la caldaia a condensazione
• il bollitore per acqua calda sanitaria
• il collettore solare.

Semplificando il funzionamento, il fluido riscaldato dal sole anche a basse temperature viene inviato attraverso una pompa di circolazione versa la caldaia, dove passa in uno scambiatore di calore sottovuoto.

Qui è sufficiente una piccolissima quantità di calore per trasformare l’acqua demineralizzata in esso presente in vapore acqueo che va a colpire la zeolite, contenuta in un cilindro coibentato, attivandola.

La zeolite riscalda il fluido termovettore e mediante uno scambiatore di calore lo indirizza verso l’impianto di riscaldamento di casa.

Dopo circa 30 minuti di funzionamento la zeolite risulterà completamente bagnata e dovrà quindi essere rigenerata.

A tale scopo è posto sopra di essa un bruciatore a condensazione che la riscalda e fa evaporare il liquido in essa contenuto, facendolo tornare verso lo scambiatore di calore sottovuoto di partenza.

Un sistema di questo tipo è in grado di funzionare per tutto l’anno: quando il riscaldamento non serve, si utilizza unicamente per la produzione di acqua calda integrando i pannelli solari; in inverno invece viene aggiunto anche il circuito dei termosifoni.

Nelle giornate più fredde si attiva il bruciatore a condensazione per compensare ed è per questo motivo che s parla di sistema ibrido integrato.

La sua potenza termica massima si attesta intorno a 7 kW mentre quella media è di circa 3 – 4 kW.

Quanto costa una caldaia ibrida a zeolite?

Le caldaie a zeolite attualmente in commercio sono particolarmente adatte per abitazioni di tipo monofamiliare e soprattutto per quelle con riscaldamento a pavimento.

Il costo è ancora piuttosto elevato: si va dai 13.000 ai 15.000 euro a seconda che il sistema presenti o meno già i pannelli solari.
Tenendo conto che il costo di una caldaia tradizionale collegata a un pannello solare è di circa 6.000 euro si può pertanto comprendere come sia molto alto.

Per ammortizzare una simile spesa occorrono almeno una decina d’anni, ma vale la pena ricordare che si tratta di un sistema la cui efficienza è del 130% e che permette una riduzione dei costi in bolletta del 60%.
Inoltre, molto interessante è anche la percentuale di abbattimento delle emissioni di anidride carbonica in atmosfera, pari al 20%.

La caldaia ha una durata di circa 20 anni, mentre la zeolite mantiene inalterata la sua attività praticamente per secoli.
La zeolite sintetica, in particolare, promette una durata di almeno 300 anni e ha un costo di circa 70 – 100 euro al chilo.




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