Non volevamo sprecare nemmeno una caloria
Visita all'"Haslenhof" di Baden e al suo impianto di riscaldamento-idraulico
Un firmatario autorizzato dice addio al suo lavoro ben retribuito, fa quello che molti sognano, cioè diventare un agricoltore, ma non ignora le sue conoscenze tecniche e quindi si lascia convincere da un collegamento della sua caldaia a legna e del sistema di collettori che ancora oggi è considerato insolito. Ha invitato le persone a visitarlo.
Fig. 1: L'Haslenhof di Dauchingen
Fig. 2: "Con il distributore a tre camere, stiamo facendo passi da gigante nell'utilizzo dell'energia" Ingegnere dell'impianto Steffen Knöbel
La fattoria è adagiata su una dolce pendice della Foresta Nera. L'unico vicino riconoscibile è la guglia della chiesa di Dauchingen, a due chilometri di distanza, che si estende sui campi. Il sole del tardo pomeriggio estivo bagna la proprietà con un lieve calore. Alcuni ospiti siedono a un tavolo di legno rustico sotto il pergolato nel cortile anteriore. Condividono spesse fette di treccia di lievito appena sfornata con api e ogni sorta di altre creature volanti.
Il sapore dell'origine
Fig. 3: 24 metri quadrati di superficie del collettore per la fornitura di acqua calda sanitaria
E sentite cosa dice Hans Schlenker: "L'Haslenhof offre ai nostri visitatori il "contatto con il cibo". Coltiviamo tutto da soli e produciamo latte, uova, formaggio, carne e salsicce. Quando si mangia da noi, si assapora il sapore dell'origine. "Ti piace la treccia?" Sì, ha un buon sapore.
Tutto è disponibile "per sfamare non solo noi, ma anche molti clienti privati nel raggio di 20 o 25 chilometri". Macelliamo, trasformiamo e vendiamo come attività principale. Questo è il pilastro della nostra attività che abbiamo costruito qualche anno fa, ovvero la ristorazione. Ma non facciamo consegne, o le facciamo solo molto raramente. Ci occupiamo del catering per i nostri ospiti nella nostra fattoria".
Per feste, matrimoni, compleanni, eventi aziendali, conferenze... "Vedete, ed è per questo che siete qui ora, perché abbiamo un grande bisogno di acqua calda per i lavori di pulizia, per l'impianto di mungitura, per la pulizia della cucina dei salumi o della zona formaggi. Non vogliamo dover accendere la caldaia a legna per l'acqua calda in estate. Il nostro nuovo sistema solare deve gestire questo aspetto". E ci riesce: la caldaia non è stata in funzione da maggio fino alla data della visita, il 5 ottobre 2009.
In natura e in funzione
Per chiarire la situazione, gli ospiti di Hans Schlenker non si sono iscritti per i collettori, ma hanno portato la loro esperienza nel campo dell'energia solare. E anche in materia di caldaie a legna, il cui rappresentante spento all'Haslenhof invia l'acqua in un classico sistema di riscaldamento a radiatori ad alta temperatura durante la stagione di riscaldamento. Quindi niente di entusiasmante. Gli installatori erano interessati solo al collegamento della tecnologia di riscaldamento secondo il principio rendeMIX. Pur avendone letto molto, non l'avevano ancora visto nella vita reale e in funzione.
Fig. 4: Ulteriore evento formativo nella "sala eventi" dell'Haslenhof: Hans-Georg Baunach spiega teoria e pratica su un oggetto "vivente".
L'ingegnere Hans Schlenker, che anni fa ha abbandonato il suo lavoro di firmatario per gestire l'azienda agricola ereditata dai suoceri, è entrato in contatto con questo insolito processo di miscelazione grazie all'idraulico Steffen Knöbel durante i lavori di conversione e ristrutturazione. L'impianto intelligente, basato su un miscelatore a più vie, è in grado di funzionare e sfruttare diversi livelli di temperatura. Questo ha impressionato e convinto l'ex direttore e ha portato al relativo ordine di installazione. Di conseguenza, anche i colleghi di Steffen Knöbel si stanno informando in loco. Proprio come in quel giorno di fine estate.
Lo schema del circuito
Il diagramma schematico è suddiviso in tre sezioni: Collegamenti la stazione rendeMIX come regolatore a valore fisso per il caricamento della caldaia a legna. L'accento è posto sul caricamento, perché questo generatore di calore richiede una temperatura di ritorno superiore al punto di rugiada, cioè almeno 60° C, in modo che nessuna condensa acida possa depositarsi nei suoi "organi". A tale scopo, un flusso parziale del flusso di caldaia a 85 gradi (linea gialla) si mescola prima con un flusso parziale del flusso di ritorno a 50 gradi (linea viola) in una delle camere del raccordo multiplo. Di conseguenza, il tampone "caldo" si riscalda più rapidamente, mentre il tampone "freddo" rimane freddo più a lungo. Ciò significa che la caldaia a legna e il sistema solare termico non si ostacolano a vicenda.
CentroIl guadagno solare arriva ai due tamponi attraverso tre punti di alimentazione. Nelle giornate nuvolose, con temperature del collettore di 30 o 40 oC, i raggi del sole vanno a vantaggio dei costi annuali del carburante solo se anche i serbatoi sono in grado di assorbire il calore. Lo scambiatore corrispondente deve quindi essere circondato da acqua a 20 o 30 °C, altrimenti il trasferimento di calore non funziona. Di conseguenza, la centralina controlla la zona ad alta (70-90 °C), media (45-70 °C) o bassa temperatura (inferiore a 45 °C) in base alla temperatura del collettore. Le prime due zone si trovano nel bollitore caldo, la terza zona nel bollitore freddo.
Il fluido collettore mette in pressione lo scambiatore nella zona calda del primo serbatoio, continua a circolare attraverso la spirale inferiore e riscalda l'ambiente prima di scaricare la maggior parte del suo calore residuo nel secondo buffer. La caldaia a legna va poi nella zona calda del buffer caldo o nello scaldabagno.
Giusto: il gruppo di mandata sotto forma di tre stazioni di miscelazione per i due circuiti a pavimento e per i radiatori, nonché una cassetta fissa senza funzione di miscelazione con pompe e raccordi per alimentare l'accumulatore di acqua calda. Il circuito dei termosifoni si arrangia per la maggior parte con il ritorno a 60 gradi dell'impianto dell'acqua calda. È progettato per una diffusione di 70/50 °C. Di conseguenza, deve solo prelevare acqua a 85 °C dal bollitore tampone di mandata "caldo" per aumentare la temperatura quando la temperatura esterna è bassa. In condizioni climatiche più miti, l'acqua dell'accumulatore a 50 gradi del serbatoio tampone "freddo" viene miscelata con il flusso di ritorno a 60 gradi dello scaldacqua per regolare la temperatura nominale al grado esatto.
Sono inoltre disponibili diverse varianti per il sistema di controllo per la corretta impostazione del flusso dei due circuiti di riscaldamento a pavimento, a seconda delle condizioni atmosferiche e delle temperature impostate ed effettive nei circuiti. A seconda dell'offerta e della domanda, i moduli "rendeMIX" accedono alla combinazione più conveniente di collettori "gialli", "viola" o "blu". Esempio di riscaldamento a pavimento a sinistra: A seconda della situazione, i binari "viola" e "giallo" alimentano la portata di 40 °C in combinazione con una miscela dal ritorno "blu" a 30 gradi.
Tre livelli di temperatura
Fig. 5: Potenza di 50 kW della caldaia a legna dell'azienda Energia rinnovabile, Kempten/Allgäu
I 550 metri quadrati dell'Haslenhof da riscaldare si estendono su un vecchio edificio con riscaldamento a pavimento al piano terra, radiatori al primo piano, la sala eventi o catering - con riscaldamento a pannelli - per circa 100 ospiti e un nuovo ampliamento, anch'esso con riscaldamento a bassa temperatura. Nell'ambito dei lavori di costruzione, la vecchia caldaia a legna ha dovuto lasciare il posto a una moderna caldaia a legna. Il tutto è supportato da 24 metri quadrati di pannelli solari.
Dal lato dell'utenza, il bollitore da 400 litri per l'acqua calda sanitaria con scambiatore di calore integrato per la diffusione a 80/60 °C ha i requisiti di temperatura più elevati. Nel frattempo, altri due accumulatori da 1.830 litri costituiscono il vero centro della rete di riscaldamento e acqua calda. Essi immagazzinano le diverse temperature. Nel serbatoio 1 ("serbatoio tampone caldo" nello schema del circuito) viene normalmente immagazzinata acqua a circa 45 - 85 °C, mentre nel serbatoio 2 ("serbatoio tampone freddo") viene immagazzinata acqua a 25 - 45 °C. Per caso normale si intende quando non c'è un eccesso di calore solare che il serbatoio 1 non può assorbire da solo.
Fig. 6: I cilindri tampone "caldo" e "freddo" hanno ciascuno una capacità di circa 1.830 litri. Steffen Knöbel: "Rennergy ci ha fornito un supporto ottimale nella progettazione dell'impianto idraulico e della gestione del buffer. I singoli componenti dovevano essere armonizzati in modo molto sensibile tra loro. Ad esempio, la dimensione del cilindro tampone con il controllo della caldaia a legna. I sensori monitorano le temperature nell'accumulo e registrano se stanno aumentando rapidamente o lentamente. Quando si rendono conto che il serbatoio di accumulo sarà presto pieno, commutano la caldaia a carico parziale, prolungando così la produzione di calore. Rennergy ha integrato questa gestione dell'accumulo nel sistema di controllo delle caldaie a legna. I sistemi sono realizzati appositamente per questo fornitore secondo le sue specifiche". (www.rennergy.de)
Questa strutturazione dei livelli energetici con punti di alimentazione e di prelievo assegnati alle caldaie crea, tra l'altro, le condizioni per il massimo guadagno solare: il sistema di regolazione controlla sempre la zona del bollitore con la maggiore differenza di temperatura rispetto al collettore, in modo che anche quando il cielo è coperto o la luce è diffusa, il flusso di questo circuito, che può essere di soli 40 °C, può immettere nel tampone una parte considerevole dell'energia solare assorbita. Ciò è possibile attraverso lo scambiatore solare inferiore del bollitore "freddo", perché attorno ad esso scorre un flusso di ritorno di 30 °C o meno, il flusso di ritorno dei vari utilizzatori di calore della cascina (vedi schema del circuito nel riquadro a fianco).
Probabilmente il più moderno stato dell'arte
Fig. 7: Il miscelatore a tre camere "rendeMIX" di HG Bauchnach garantisce uno sfruttamento ottimale del calore solare e della combustione del legno.
"Riteniamo che l'investimento nei collettori e nel comodo sistema di controllo Baunach sarà ripagato, perché ora il nostro sistema di riscaldamento dovrebbe funzionare in modo molto più efficiente. Ci era stato promesso che non avrebbe sprecato nemmeno una caloria. Il collegamento in serie dei circuiti di riscaldamento è all'avanguardia. Ora stiamo conservando la legna per l'inverno. E speriamo anche di dover tagliare di meno, perché anche il sole contribuisce al fabbisogno invernale".
La caldaia da 50 kW invia i suoi 80 °C direttamente allo scaldacqua da 400 litri e il surplus al bollitore tampone 1, la cui zona calda superiore serve anche lo scaldacqua. Tutte le altre utenze sono collegate al suo ritorno e ad altri ritorni. Vengono alimentate dalle sezioni di tubo a temperatura più elevata. Sembra semplice, ma richiede un raccordo molto complesso, il "rendeMIX". Tuttavia, questo raccordo è in grado di gestire qualsiasi comando di miscelazione disponibile in commercio per bilanciare l'idraulica dei miscelatori al litro e al grado esatto e per alimentare ogni utenza esattamente come richiesto.
Fig. 8: L'elevato fabbisogno di acqua calda viene utilizzato principalmente per pulire le varie aree di produzione alimentare dell'azienda. La foto mostra il caseificio e Hans Schlenker di spalle al fotografo.
All'inizio, questa tecnologia si limitava al collegamento in serie di un circuito ad alta e a bassa temperatura. Presso l'Haslenhof di Dauchingen, vicino a Villingen-Schwenningen, gli artigiani invitati hanno assistito a un ulteriore sviluppo, ovvero il distributore a tre camere per tre intervalli di temperatura, per la massima temperatura (acqua calda), l'alta temperatura (radiatori), la bassa temperatura (riscaldamento a pavimento), che garantisce un utilizzo ottimale del tampone e del calore in esso immagazzinato.
Nessun nuovo territorio
Steffen Knöbel ammette: "Quando abbiamo ricevuto la richiesta da Haslenhof, abbiamo inviato via fax il nostro progetto idraulico a Baunach per una revisione e abbiamo ricevuto la risposta 'Possiamo migliorarlo notevolmente, ad esempio aumentando l'uso dell'energia solare e ottimizzando i cicli di carico della caldaia a legna'". Sebbene la nuova soluzione sia costata circa 3.000 euro in più, ha incontrato il favore del proprietario Hans Schlenker.
Fig. 9: Gruppo rendeMIX per l'aumento del flusso di ritorno della caldaia a legna e la stratificazione ottimizzata del serbatoio di accumulo.
I costi aggiuntivi corrispondenti saranno ripagati, come suggerisce la valutazione iniziale. Hans Schlenker ha fiducia nella tecnologia perché gli sembra plausibile e "perché da maggio non riscaldo più. Tutto ciò di cui abbiamo bisogno in termini di temperatura, soprattutto per l'acqua calda, è stato generato dal collettore solare. Prima era sostituito da un boiler elettrico per l'acqua potabile. È costato un sacco di soldi".
"Ho riconosciuto l'efficacia dell'impianto solare dal fatto che ho dovuto aggiungere sensibilmente meno legna anche in inverno con il minimo raggio di sole", aggiunge Lisbeth Schlenker, responsabile del fuoco nella fattoria. In giornate come questa, le piace risparmiarsi i quindici minuti di lavoro necessari. "E se la sera dobbiamo riscaldare il fuoco, l'acqua calda è pronta in soli 20 minuti!", dice felice Sascha Ohnmacht, il genero della casa. "È una bella sensazione dopo aver lavorato tutto il giorno al freddo!".
Con l'azienda Knöbel Sanitär Heizung Blechnerei, Königsfeld, l'agricoltore pensava di andare sul sicuro anche in termini di esecuzione. Nel 2009 il produttore di impianti ha festeggiato una sorta di piccolo anniversario: sette o otto anni fa ha realizzato la prima installazione di rendeMIX. Con questa agli Schlenker, ora dovrebbero essere 30". Ammette di non averli contati esattamente, "ma in questo ordine di grandezza".
Fig. 10: A causa dell'elevato fabbisogno a breve termine per la produzione di latte e la pulizia, l'acqua potabile viene immagazzinata in un serbatoio da 400 litri. Ha un punto di accumulo inferiore e uno superiore e può essere alimentato in parallelo con i circuiti di riscaldamento. La zona calda superiore è caricata dalla caldaia a legna o dal tampone, mentre lo scambiatore di calore inferiore è alimentato direttamente dal sistema solare termico. La temperatura di estrazione è di almeno 60 °C.
La nuova tecnologia riscalda un totale di 550 metri quadrati. Una stufa in maiolica a forma di classica stufa di base garantisce il comfort nell'edificio residenziale. Inoltre, Hans Schlenker ha fatto installare una bella stufa a legna da 18 kW nell'area ristorazione, in modo che il riscaldamento non dipenda dal funzionamento dell'impianto complessivo. Per "area catering", l'imprenditore agricolo intende soprattutto la sua grande sala per eventi, che offre spazio per 100 ospiti a tavola imbandita. Con un buffet e un ricevimento in piedi, può ospitare anche più persone.
Con il finanziamento pubblico
Quanto è costato l'investimento totale? Hans Schlenker riassume: "Poco meno di 40.000 euro, ovvero per l'impianto solare, per la caldaia a legna, per la distribuzione, per le aggiunte e per il collegamento ai circuiti di riscaldamento esistenti. Per l'impianto solare abbiamo ricevuto dalla BafA un bonus innovazione di 210 euro al metro quadro. Questo è disponibile per superfici di collettori superiori a 20 metri quadrati. Il nostro ha 24 metri quadrati. Il settore pubblico ha sovvenzionato la caldaia a legna con 1.125 euro; ha sovvenzionato anche l'installazione delle nuove pompe di circolazione".
L'agricoltore non vuole parlare del vantaggio monetario specifico, "perché bruciamo legna proveniente dalla nostra foresta. Qui all'Haslenhof viviamo con e dalla natura, quindi è logico utilizzare la legna e l'energia solare per il riscaldamento. E se si decide di farlo, è anche logico cercare di ottenere un rendimento ottimale nell'ambito della portata finanziaria".
I mezzi termini saranno più costosi. Da qui l'efficiente tecnologia di controllo "rendeMIX", "che ovviamente costa". Ma si tratta ovviamente di soldi ben spesi, "perché il fatto che non abbiamo dovuto tagliare e bruciare legna per il riscaldamento o l'acqua calda per cinque mesi fino al 5 ottobre, è qualcosa che non ci fidavamo di far fare al sole e alla tecnologia".
Fig. 11: Un bicchiere di latte fresco direttamente dalla mucca.
Il maso Haslenhof
L'azienda agricola di Dauchingen, ai piedi della Foresta Nera, ha poco meno di 40 ettari di terreno, 12 mucche da latte e vitelli, circa 20 maiali da ingrasso, 200 galline ovaiole e una media di 30-50 polli da carne. I 40 ettari sono suddivisi per metà in seminativi, cioè cereali, e per metà in pascoli (fieno, foraggio). La famiglia Schlenker coltiva ortaggi biologici su mezzo ettaro. L'area comprende anche circa 0,5 ettari di bosco.
Ma gli alberi non crescono fino al cielo, ammette Hans Schlenker. "Ho lasciato la poltrona di firmatario nel 1994 e questo gigantismo, sempre di più, sempre più grande, sempre più fatturato. Non è stato facile passare da firmatario ad agricoltore, ma abbiamo ereditato la fattoria dei nostri suoceri e viviamo qui con la nostra famiglia. Non abbiamo bisogno di dipendenti. Il nostro lavoro è sufficiente per sfamarci. È tutto ciò di cui abbiamo bisogno".
Alcuni dei migliori chef tedeschi hanno imparato ad apprezzare questo lavoro. Quelli per cui solo il meglio è abbastanza buono si sono uniti in "Eurotoques", un'associazione di artisti culinari europei che acquistano esclusivamente da fornitori impegnati nella produzione di vetro e naturale. Ad esempio, all'Haslenhof di Dauchingen.
"Ma questo significa che spesso lavoriamo in cinque o sei professioni ogni giorno. Innanzitutto c'è l'agricoltore per l'allevamento tradizionale in stalla e per i seminativi, poi il macellaio per la lavorazione della carne e la produzione di insaccati, il trasformatore di latte e il casaro, il panettiere, il cuoco e l'addetto al marketing della ristorazione".
Tuttavia, Hans Schlenker rifiuta l'idea di costruire un sistema di riscaldamento: "Il precedente sistema di riscaldamento che abbiamo trovato era probabilmente costruito dall'azienda stessa. Lo si vedeva dai consumi, per così dire. Potrei anche saldare i tubi, ma sono necessarie maggiori competenze per ridurre al minimo i costi".
L'Haslenhof non si limita a ospitare feste di matrimonio, feste di compleanno e altri ospiti. È ideale anche per eventi di formazione e perfezionamento. Se desiderate utilizzare l'aria salubre e istruttiva della Foresta Nera per questi scopi, scrivete o chiamate: Famiglia Hans Schlenker, Vor Haslen 1, 78083 Dauchingen, Tel. 07720/ 5311, Fax 07720/ 957318.
Bernd Genath
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