Cosa misurare in una centrale termica: i sei dati che servono

Il monitoraggio dei consumi di una centrale termica è spesso il primo passo per migliorare un impianto, e spesso viene saltato. Si cambia la caldaia, si aggiunge una pompa di calore, si rifà la regolazione, e alla fine nessuno sa dire con i numeri se è andata meglio.

Il motivo non è il costo degli strumenti, che è contenuto. È che non è chiaro cosa misurare. In questo articolo proponiamo sei misure, le minime per capire come lavora una centrale, e spieghiamo come leggerle insieme.

1. Temperatura di mandata

È la temperatura dell’acqua che esce verso l’impianto. Si misura a valle del generatore e, se ci sono circuiti miscelati, a valle di ogni valvola miscelatrice.

Dice se la regolazione climatica funziona: la mandata deve seguire la curva, scendere quando fuori fa meno freddo, restare stabile senza oscillare. Una mandata sempre alta, anche nelle giornate miti, è il segno più comune di un impianto che consuma più del necessario.

Come si misura. Con una sonda a immersione in un pozzetto, o a contatto sul tubo con pasta termica e isolamento. Una sonda a contatto non isolata può leggere anche due o tre gradi in meno.

2. Temperatura di ritorno

È la temperatura dell’acqua che torna dall’impianto. Da sola dice poco; insieme alla mandata dice moltissimo.

La differenza tra mandata e ritorno, il salto termico, indica quanto calore stanno cedendo i terminali. Un salto termico troppo basso, per esempio 2 °C in un impianto progettato per 5 °C, significa portata troppo alta: pompe che girano più del necessario e, con una caldaia a condensazione, un ritorno troppo caldo che impedisce di condensare. Le caldaie a condensazione rendono al meglio con ritorni sotto i 50 °C circa, e molto meglio sotto i 40 °C.

3. Energia termica

È il calore effettivamente consegnato all’impianto. Si misura con un contatore di energia termica, che combina un misuratore di portata e una coppia di sonde su mandata e ritorno.

È la misura più costosa delle sei, ma è quella che permette di calcolare il rendimento reale del generatore: calore prodotto diviso energia consumata. Per una pompa di calore è il modo per conoscere il COP vero, giorno per giorno, invece di quello di catalogo.

Se il contatore non c’è, si può stimare il calore dalla portata nominale della pompa e dal salto termico. È una stima grossolana, ma meglio di niente.

4. Ore di funzionamento e accensioni

Quante ore al giorno lavora il generatore, e quante volte si accende. Si ricavano da un contatto di stato del generatore, o leggendo i suoi dati via Modbus quando è possibile.

Le accensioni sono un indicatore prezioso e trascurato. Un generatore che si accende cinquanta volte al giorno per pochi minuti sta lavorando male: è sovradimensionato, ha un’isteresi troppo stretta o una curva troppo alta. I cicli brevi consumano di più e usurano i componenti.

5. Gas o energia elettrica

È l’energia che entra nella centrale. Per una caldaia si misura il gas, per una pompa di calore l’energia elettrica.

Per il gas il modo più semplice è un contatore con uscita a impulsi, molto diffuso: ogni impulso corrisponde a una quantità fissa, per esempio un centesimo di metro cubo. Il controllore conta gli impulsi e calcola il consumo.

Per l’elettricità si usa un contatore dedicato alla pompa di calore, meglio se con uscita Modbus, che dà anche la potenza istantanea. Il contatore generale dell’edificio non basta: mescola la pompa di calore con tutto il resto.

6. Temperatura esterna

Senza la temperatura esterna nessun consumo si può giudicare. Un gennaio mite consuma meno di un gennaio freddo, a prescindere da quanto è buono l’impianto.

Con la temperatura esterna si calcolano i gradi giorno, la misura di quanto è stato freddo, e si confrontano periodi diversi alla pari. La sonda è spesso già presente per la regolazione climatica: va solo registrata.

Come leggerle insieme

Le sei misure diventano utili quando si incrociano. Tre letture valgono per quasi ogni impianto.

Il rendimento. Energia termica diviso gas o elettricità, giorno per giorno. Per una pompa di calore, rappresentato in funzione della temperatura esterna, mostra subito se l’impianto lavora come previsto.

La firma energetica. Il consumo giornaliero in funzione della temperatura esterna media del giorno. I punti si dispongono lungo una linea: un intervento riuscito la sposta verso il basso. È il modo più semplice per dimostrare un risparmio, e per accorgersi di un peggioramento.

Il comportamento orario. Mandata, ritorno e stato del generatore in una giornata. Mostra i cicli brevi, le accensioni notturne inutili, le mandate troppo alte nelle ore calde.

Sono le stesse letture alla base della dashboard Grafana per la centrale termica che abbiamo descritto, e del metodo per misurare il risparmio della regolazione per zone.

Un caso tipico

In un piccolo condominio con caldaia centralizzata, le prime settimane di misure mostrano spesso lo stesso quadro: mandata a 70 °C anche con 12 °C all’esterno, ritorno a 62 °C, decine di accensioni al giorno. Tradotto: curva climatica assente o troppo alta, portata eccessiva, caldaia che non condensa mai. Sono tre correzioni che costano poco, e che senza misure nessuno avrebbe saputo di dover fare.

Quanto costa misurare

Delle sei misure, quattro costano poco: le sonde di mandata, ritorno ed esterna e il contatto di stato del generatore. Il contatore del gas a impulsi spesso c’è già, o si sostituisce con poco. Il contatore elettrico dedicato ha un costo contenuto. Il contatore di energia termica è la voce più importante, e si può aggiungere in un secondo momento.

Per un edificio che punta agli incentivi per la building automation, la misura dei consumi è anche un requisito: come abbiamo visto nell’articolo sul bonus domotica, il sistema deve mostrare periodicamente i consumi a chi usa l’edificio.

Con Brick

Brick ha ingressi per le sonde di temperatura, ingressi digitali per contatti di stato e contatori a impulsi, e una porta RS-485 per i contatori e i generatori Modbus. Tutte le misure finiscono nello stesso database, sul controllore, e si vedono in Grafana insieme alle temperature delle zone. Nessuna misura passa da un servizio esterno.