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Thu, Jun

Stufe catalitiche: prezzi e caratteristiche

Riscaldamento

Le stufe catalitiche sono stufe, generalmente in metallo, che vengono utilizzate per riscaldare l'interno delle case o anche aree esterne limitate come angoli giardino, terrazze, gazebo, ecc.

 

La loro peculiarità è che producono calore bruciando idrocarburi o loro miscele, sia liquide che gassose, senza generare fiamme.

Questa caratteristica è resa possibile dall'uso di un pannello catalizzatore che accelera le reazioni di ossidazione che sono alla base del processo di combustione. Questa accelerazione fa sì che la reazione sia innescata e ad una temperatura considerevolmente inferiore. La reazione di ossidazione svilupperà lo stesso calore ma non ci sarà fiamma aperta.

Un catalizzatore è una sostanza chimica che non partecipa direttamente a una reazione ma aumenta la sua velocità. Rende quindi possibile completare le reazioni in tempi ragionevolmente rapidi, che normalmente richiederebbero troppo tempo. Il catalizzatore funziona agendo sull'energia di attivazione della reazione e più precisamente l'abbassa, cioè riduce la soglia minima di energia necessaria affinché i reagenti inizino a combinarsi tra loro. I catalizzatori di nostro interesse consistono in un supporto inerte generalmente un materiale ceramico su cui sono distribuite le molecole del catalizzatore stesso che, di solito, è un metallo nobile come platino, rodio, iridio, ecc. La struttura così ottenuta è normalmente molto porosa e quindi con una superficie a contatto con gli elementi da catalizzare molto grande. A causa dell'elevato costo dei metalli nobili, vengono utilizzati anche ossidi metallici come il rame, ma l'efficienza del dispositivo diminuisce.

Tipologie di stufe catalitiche

Le stufe catalitiche possono essere suddivise in base al tipo di combustibile utilizzato, per il quale avremo:

  • Stufe catalitiche a GPL in cui la reazione di combustione viene innescata a una temperatura di circa 400 ° C rispetto alla temperatura normale di 1000 ° C.
  • Stufe catalitiche a metano 
  • Stufe catalitiche al cherosene 

Principali caratteristiche delle stufe catalitiche

Le stufe catalitiche, indipendentemente dal tipo di combustibile che le alimenta, sono costituite da:

Struttura metallica con la forma approssimativa di un parallelepipedo. Questa struttura è il telaio della stufa e, per i modelli alimentati a GPL e idrocarburi liquidi, ha un compartimento in cui è collocato il cilindro del propano liquefatto o il serbatoio del cherosene.

Pannello catalizzatore. Come già accennato, consiste in un supporto in materiale ceramico sulla superficie del quale viene disperso il catalizzatore vero e proprio, costituito da metalli nobili o, con un rendimento complessivo inferiore, ossidi metallici. Il carburante viene alimentato attraverso una valvola nella parte posteriore del pannello catalitico e, passando attraverso di esso, viene diffuso sulla superficie dove a contatto con il metallo del catalizzatore e l'ossigeno nell'atmosfera dà origine alla reazione di ossidazione. Una reazione che richiede una fase di preriscaldamento del pannello catalizzatore per iniziare. Preriscaldamento che può essere raggiunto in vari modi. Il più comune è con resistori a corrente elettrica posizionati all'interno del supporto ceramico. Ma può anche servire allo scopo dello stesso combustibile acceso con una fiamma pilota o con un piezoelettrico del tipo di quelli che accendono la stufa della cucina. Quando il catalizzatore raggiunge la temperatura di esercizio, una valvola termostatica si apre e consente al carburante di diffondersi nel pannello. Il carburante a contatto con il metallo e l'ossigeno innesca la reazione di ossidazione e la produzione di calore. La reazione in questo modo inizia a una temperatura molto inferiore a quella della combustione comune, circa un terzo, e quindi si sviluppa senza fiamma. Il calore sarà generato sotto forma di radiazione elettromagnetica con lunghezze d'onda che cadono nel campo infrarosso. La quantità di calore generato sarà in parte sostanziale, oltre l'80% memorizzato nel supporto ceramico e in parte minimo riscalderà l'aria a contatto con il pannello. La ceramica restituirà il calore immagazzinato all'ambiente riscaldandolo per irraggiamento. Naturalmente il convertitore catalitico è progettato sul tipo di combustibile utilizzato e sarà diverso se il combustibile è metano, propano o idrocarburo liquido come può essere il cherosene. La combustione senza fiamma delle stufe catalizzate è completa e priva di sostanze inquinanti. Tanto che la canna fumaria è inutile. Infatti, come sottoprodotti della combustione, genera solo anidride carbonica e acqua, composti che non sono dannosi per la salute umana. Il monossido di carbonio, che è il prodotto più nocivo della combustione, è presente in quantità non molto elevate. Infatti, come risultato del catalizzatore, viene ossidato a CO2 con un aumento del calore prodotto. L'ossido di azoto, altro pericoloso sottoprodotto della combustione dovuto alla presenza del catalizzatore, viene inoltre ossidato in azoto innocuo.

Sistema di sicurezza. Esistono due sistemi di sicurezza per stufe catalizzate. Il primo è un rilevatore di anidride carbonica. Questo è un sensore che rileva la percentuale di CO2 nella stanza. Se supera i limiti consentiti, a causa dell'assenza di una presa d'aria con l'esterno, il dispositivo blocca la valvola di erogazione del carburante e interrompe immediatamente la reazione di combustione che fornisce anidride carbonica come sottoprodotto. Il secondo montato su stufe alimentate da combustibili gassosi (metano e propano) è costituito da una termocoppia che misura la temperatura del pannello catalitico. Se questa temperatura scende al di sotto di un certo valore, è segno che la reazione non procede per qualche motivo e la stufa è spenta. Quindi la termocoppia agisce sulla valvola di erogazione e blocca il flusso di gas.

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi delle stufe catalitiche?

Vantaggi

  • Hanno un'efficienza molto alta. La combustione catalizzata è completa e fornisce quindi il massimo calore ottenibile. Inoltre, l'assenza di fiamma rende tutta l'energia termica disponibile sotto forma di radiazione infrarossa utile per il riscaldamento e solo una percentuale trascurabile di radiazione luminosa che altrimenti andrebbe persa. Inoltre, tutto il calore prodotto rimane nella stanza in quanto non vi è alcuna canna fumaria.
  • Non richiedono una canna fumaria. La combustione è completa, i vapori di acqua e anidride carbonica possono essere rilasciati nell'ambiente senza problemi. L'assenza di un camino rende la stufa estremamente maneggevole e facile da spostare. 
  • Trasmettono calore per irraggiamento. Non producono movimenti convettivi e movimenti di aria e polvere.

Svantaggi

  • Il catalizzatore si degraderà nel tempo perdendo efficienza.
  • Usano combustibili fossili. Queste sono una risorsa non rinnovabile. Caricano il deficit energetico nazionale importandoli.
  • Contribuiscono all'effetto serra. La combustione rilascia CO2 nell'atmosfera, contribuendo al riscaldamento globale e ai cambiamenti climatici.

Quanto costa una stufa catalitica?

Variano con la fattura e la realizzazione dell'apparato e il tipo di carburante. In media è possibile trovarli sul mercato con importi che variano da circa 70/100 € per i modelli più spartani a circa 500/700 € per i modelli più sofisticati.

Listino prezzi stufe catalitiche