Come funzionano i termosifoni

I termosifoni (spesso chiamati anche radiatori) rappresentano una componente del sistema di riscaldamento domestico e permettono la trasmissione del calore negli ambienti serviti, mediante convezione e irraggiamento. Sono proprio questi elementi che, nelle stagioni invernali, permettono di incrementare le temperature di spazi chiusi. Sebbene oggigiorno siano in molti casi sostituiti da nuovi dispositivi o diverse tecnologie, rappresentano ancora una scelta dominante nel caso di progettazione e realizzazione di nuovi impianti. Il loro rendimento dipende dai materiali di cui sono composti, dal loro posizionamento negli spazi serviti e dalla loro dimensione: vediamo insieme in che modo in questo articolo.

Il meccanismo di funzionamento

I termosifoni non sono i produttori di acqua calda, ma ne rappresentano invece il modo in cui il calore di quest'ultima viene distribuito negli ambienti che servono. Nella sostanza, all'interno del termosifone avviene un processo termodinamico contrario a quello che avviene all'interno della caldaia:

1. L'acqua calda, proveniente dalla caldaia, raggiunge il generico radiatore e riscalda il materiale di cui questo è formato. Questo calore, che non viene trattenuto dal materiale, è ceduto poi all'ambiente circostante, principalmente tramite convezione e in quota parte minore per irraggiamento.
2. Nel meccanismo progressivo di riscaldamento del radiatore, l'acqua che circola nello stesso comincia ad avere un decremento di temperatura (sta cedendo infatti calore). Finito il circolo nel radiatore, dunque, l'acqua (diventata ora fredda), si allontana e rientra in circolo nell'impianto, pronta per essere nuovamente riscaldata.
3. L'acqua a bassa temperatura, ora in circolo nell'impianto idrico, ritorna all'interno della caldaia, per riottenere un incremento di temperatura e avere sufficiente energia termica da ritrasmettere al radiatore.

I materiali

Un termosifone viene realizzato principalmente in alluminio (sono i più diffusi), ma esistono anche soluzioni in acciaio o in ghisa. La diffusione dei radiatori in alluminio è di certo dovuta alla elevata velocità di riscaldamento del materiale. Tuttavia, ad un celere riscaldamento corrisponde anche un celere raffreddamento, motivo per il quale le soluzioni in acciaio sono solitamente utilizzate, proprio perché più performanti da questo punto di vista. Questo effetto è ancora più importante nei radiatori in ghisa (si raffreddano e riscaldano lentamente), ma trovano scarso impiego in quanto più pesanti a parità di ingombro.

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Di Filippo Bonaventura

Dimensioni e forma

Nella sostanza, un termosifone non è altro che un tubo con una forma tale da ottimizzare la superficie di scambio termico in uno spazio condensato. La parte superiore del termosifone presenta una sorta di bocchettone, che serve proprio ad indirizzare il percorso dell'aria riscaldata per convezione, di modo da generare moti convettivi nell'ambiente e garantire una resa migliore nel progressivo riscaldamento. Ciononostante, questo spostamento continuo di aria è anche causa di inquinamento della stessa, in quanto contestualmente si muove anche polvere: per tale ragione, una pulizia periodica dei radiatori è necessaria sempre. La dimensione del radiatore, in ultimo, dipende dallo spazio che è necessario riscaldare e può quindi variare anche da stanza a stanza a seconda delle esigenze.

Le operazioni di sfiato

Questa operazione si rende necessaria in quanto, per svariate ragioni, si potrebbe accumulare aria all'interno del tubo presente all'interno del radiatore. Un accumulo di aria causa un abbassamento della resa del termosifone, in quanto l'acqua calda non può occupare tutto il volume a disposizione e il riscaldamento del metallo avviene in maniera disomogenea. Per tale ragione, l'impianto dei termosifoni è dotato di una valvola di sfiato che permette, se aperta, la fuoriuscita di aria dal circuito, ripristinando le condizioni ottimali di esercizio.

L'alternativa del riscaldamento a pavimento

Negli impianti di riscaldamento a pavimento la trasmissione del calore dall'impianto all'ambiente avviene esclusivamente per irraggiamento. Nella sostanza, delle tubazioni disposte al di sotto della pavimentazione, in cui circola il fluido ad alta temperatura (ma comunque a valori più bassi rispetto alla temperatura raggiunta in un classico termosifone!), trasmettono calore all'ambiente in maniera praticamente omogenea. In questo caso, dunque, non sono necessari elementi puntuali come i termosifoni, in quanto tutto avviene già all'interno dell'impianto posizionato a terra. Questo tipo di soluzione, tra l'altro, non genera la movimentazione di polveri per effetto dei moti convettivi.