Lo scopo principale della caldaia è quello di fornire calore all'acqua che scorre nei radiatori o altri corpi scaldanti per il riscaldamento. Esistono caldaie a condensazione sia nella versione a basamento (in un'ampia gamma di potenze), che nella versione murale (fino a 140 o 160 kW).

Le caldaie a condensazione utilizzano serpentine per lo scambio del calore realizzate con metalli resistenti all'acidità delle condense (pH = 4,5). I materiali principalmente usati sono acciaio Inox (in particolare AISI 304L o AISI 316L) e lega alluminio-silicio, con eventualmente magnesio.

Per avere un maggiore risparmio energetico, la temperatura dell'acqua in ingresso ad una caldaia a condensazione deve essere più bassa rispetto alle caldaie convenzionali. Ciò avviene ad esempio negli impianti radianti (pannelli a soffitto, serpentino a pavimento o serpentino a parete).[1]

Nella maggior parte dei casi le caldaie a condensazione presentano un bruciatore a premiscelazione che aumenta l'efficienza della caldaia e al tempo stesso riduce le emissioni di monossido di carbonio e NOx.[1]

A differenza delle caldaie convenzionali, i fumi scaricati non sfruttano il tiraggio naturale del camino, per cui sono espulsi attraverso un ventilatore inserito a monte del bruciatore; ciò rende problematico lo scarico di più caldaie in un unico camino.

Le canne fumarie possono essere in polipropilene saturo (PPS), acciaio inox resistente all'umido oppure alluminio speciale.

È presente inoltre un tubo per lo scarico della condensa nel pozzetto di raccolta: risulta necessario un dispositivo di neutralizzazione della condensa.

L'isolamento a cappotto (o "cappotto isolante") è una tecnica per la coibentazione termica e in alcuni casi acustica delle pareti di un edificio, applicando del materiale isolante sulla superficie delle pareti.

Nel rivestimento a cappotto o isolamento a cappotto esterno non c'è limite allo spessore dei pannelli isolanti: a differenza dell'isolamento dall'interno, infatti, non toglie spazio utile alle abitazioni e la normativa consente di andare in deroga alle distanze dai confini (decreti legislativi115/2008 e il 57/2010).

Lavorando dall'esterno, possiamo definire lo spessore adatto al materiale scelto, puntando agli obiettivi energetici da raggiungere.

La tecnica di realizzazione consiste nell'applicare alle pareti dei pannelli isolanti con colla e appositi sistemi di fissaggio che, successivamente, vengono ricoperti da una rasatura armata e da una finitura spatolata precolorata.

Alcuni pannelli possono essere anche dotati di una rete porta-intonaco per la finitura a malta tradizionale.

Il rivestimento a cappotto o isolamento a cappotto può essere realizzato anche sulla superficie interna della parete esterna; quest'ultimo sistema è meno utilizzato poiché sottrae spazio dagli ambienti interni. Esistono in commercio pannelli in cartongesso con diversi tipi di isolamento che partono dallo spessore di 3,3 cm fino a più efficienti 11,3 cm.

Nonostante lo svantaggio dello spazio minore, il rivestimento interno presenta molti vantaggi rispetto al cappotto esterno, quali un costo minore, una posa meno laboriosa e soprattutto, nei condomini, la possibilità di applicarlo a singole unità abitative.

La scelta dei materiali isolanti offre una gamma molto ampia di possibilità: lana minerale, fibra di legno, sughero, schiume minerali, polistirene espanso sinterizzato (EPS), polistirene estruso (XPS), poliuretano. Ogni materiale ha le proprie caratteristiche tecniche.

Il pannello solare termico (la denominazione tecnica è collettore solare) è un dispositivo per la conversione della radiazione solare in energia termica e al suo trasferimento, per esempio, verso un accumulatore termico per un uso successivo: produzione di acqua calda (sanitaria o di processo), riscaldamento degli ambienti, raffrescamento solare (solarcooling).

Si differenzia con il pannello solare fotovoltaico, in quanto quest'ultimo serve invece per la produzione di corrente elettrica.

Un sistema solare termico normalmente è composto da un pannello che riceve l'energia solare, da uno scambiatore dove circola il fluido utilizzato per trasferirla al serbatoio utilizzato per immagazzinare l'energia accumulata. Il sistema può avere due tipi di circolazione, naturale o forzata.

CIRCOLAZIONE NATURALE

Schema di un impianto a circolazione naturale:
(A) Entrata dell'acqua fredda;
(B) Serbatoio coibentato;
(C) Pannello solare termico;
(D) Radiazione solare;
(E) Uscita dell'acqua calda.

Nel caso della circolazione naturale a termosifone, per far circolare il fluido vettore nel pannello solare, si sfrutta la convezione. Il liquido vettore riscaldandosi nel pannello solare si dilata e galleggia rispetto a quello più freddo presente nello scambiatore del serbatoio di accumulo. Spostandosi, quindi nello scambiatore posto più alto rispetto al pannello solare cede il suo calore all'acqua sanitaria del secondario. Questa tipologia è più semplice di quella a circolazione forzata. Non esiste consumo elettrico dovuto alla pompa di circolazione e alla centralina solare differenziale presente nel sistema a circolazione forzata. Il fluido vettore usato nel circuito primario è glicole propilenico atossico (comunemente conosciuto come antigelo) miscelato con acqua in una percentuale tale da garantire un'adeguata resistenza al gelo. Il serbatoio viene disposto ad un'altezza maggiore di quella dei pannelli solari a cui è collegato e per ragioni estetiche è del tipo orizzontale ad intercapedine. La circolazione naturale, rispetto a quella forzata, risulta essere più sensibile alle perdite di carico del circuito primario e vengono, quindi, realizzati sistemi kit compatti ove il serbatoio di accumulo è situato molto vicino al pannello solare. Le serpentine possono anche essere due, nel caso si voglia anche preriscaldare l'acqua del serbatoio con integrazione ad un termocamino o caldaia. Si può anche integrare una resistenza elettrica per riscaldare l'acqua in caso di insufficiente o assente (nelle ore notturne) irradiazione solare. Un impianto a circolazione naturale con serbatoio esterno è adatto in regioni con temperature notturne non rigide. Attualmente viene fatta molta attenzione all'impatto visivo di tali sistemi colorando i serbatoi di color tegola oppure disponendoli direttamente a terra. Questo tipo di impianto è adatto a famiglie che hanno un risparmio esiguo, in quanto, non avendo bisogno di energia elettrica o costi gestione impianto il risparmio è al netto da spese aggiuntive.

​

CIRCOLAZIONE FORZATA

Schema di un impianto a circolazione forzata:
1) Pannello solare;
2) regolatore;
3) Pompa ;
4) Pressostato;
5) Serbatoio d'acqua;
6) Altra fonte di calore (caldaia, pompa di calore ecc.).

La circolazione del liquido avviene con l'aiuto di pompe solo quando nei pannelli il fluido vettore si trova ad una temperatura più elevata rispetto a quella dell'acqua contenuta nei serbatoi di accumulo. Per regolare la circolazione ci si avvale di sensori elettrici che confrontano la temperatura del fluido vettore nel collettore con quella nel serbatoio di accumulo (termocoppia). In tali impianti ci sono meno vincoli per l'ubicazione dei serbatoi di accumulo. Normalmente, il circuito idraulico collegato al pannello è chiuso e separato da quello dell'acqua che riscalda, posizionando una serpentina nel serbatoio come scambiatore di calore. Le serpentine possono anche essere due tre o quattro nel caso si voglia anche preriscaldare il fluido dell'impianto di riscaldamento tramite l'acqua del serbatoio o integrazione ad un termocamino o caldaia. Si può anche integrare una resistenza elettrica per riscaldare l'acqua in caso di insufficiente o assente (nelle ore notturne) irradiazione solare. Quest'impianto è consigliato per le zone rigide di montagna e nel caso la famiglia abbia un notevole risparmio, in quanto, consumi di energia e costi gestione impianto incidono sul risparmio dato.

​

A SVUOTAMENTO

Simile a circolazione forzata, l'impianto si riempie solo quando è possibile o necessario. L'impianto funziona solo quando c'è sole e il serbatoio non ha raggiunto la temperatura desiderata, negli altri casi l'impianto rimane in condizione di riposo. La pompa svuota l'impianto se non c'è sole o se la temperatura dell'accumulo ha raggiunto la temperatura desiderata.

La pompa di calore è una macchina termica in grado di trasferire energia termica da una sorgente a temperatura più bassa a una sorgente a temperatura più alta, utilizzando differenti forme di energia, generalmente meccanica.

Le pompe di calore funzionano grazie a diversi principi fisici, ma sono classificate in base alla loro applicazione (trasmissione di calore, fonte di calore, dispersore di calore o macchina refrigeratrice).

Si immaginino 100 unità di energia termica all'interno di un pallone; questo viene compresso fino a raggiungere le dimensioni di una pallina da ping pong. La temperatura dell'aria all'interno è aumentata perché il lavoro compiuto per la compressione, per esempio 100 unità, ha prodotto un incremento dell'energia termica. Nel caso ideale di compressione adiabatica, cioè senza scambi di calore con l'ambiente esterno, l'energia interna alla palla è ora 200 unità. In caso contrario sarà inferiore, comunque compresa tra 100 e 200 unità.

Le pareti della pallina si riscaldano e quindi il calore incomincia a trasferirsi all'esterno. Per portare questo calore in un altro luogo, si può immaginare di muovere la pallina in una zona fredda, dove essa gradualmente varierà la sua temperatura fino a uguagliare la temperatura dell'ambiente: in questo processo si ipotizza che essa trasferisca 50 unità di energia termica.

Dopo che la pallina si è raffreddata, la si può riportare nella zona iniziale e lasciarla espandere. Dato che ha perso calore, nel momento in cui torna alle dimensioni di un pallone la sua temperatura è troppo bassa e quindi comincia ad assorbire energia termica, raffreddando l'aria circostante.

Il compressore di una pompa di calore crea proprio la differenza di pressione che permette al ciclo di funzionare (similmente alla palla che si espande e si contrae): esso aspira il fluido refrigerante attraverso l'evaporatore, dove il fluido stesso evapora a bassa pressione assorbendo calore, lo comprime e lo spinge all'interno del condensatore dove il fluido condensa ad alta pressione rilasciando il calore assorbito. Dopo il condensatore, il fluido attraversa la valvola di laminazione che lo porta in condizione liquido/vapore (riduce la pressione del fluido), successivamente rientra nell'evaporatore ricominciando il ciclo. Il fluido refrigerante cambia di stato all'interno dei due scambiatori: passa nell'evaporatore da liquido a gassoso, nel condensatore da gassoso a liquido.

​

La valvola termostatica è un dispositivo composto da una valvola autoregolante alla quale è associato un termostato che ha lo scopo di regolare l'apertura della valvola tenendo conto della temperatura ambientale.

Negli impianti di riscaldamento le valvole termostatiche vengono usate sui caloriferi (radiatori o termosifoni) per regolare il flusso d'acqua calda negli stessi in base alla temperatura richiesta dall'ambiente allo scopo di ridurre i consumi di energia (fino al 17% annuo) e le emissioni di CO2(di almeno 280 kg/anno) e migliorare il comfort stabilizzando la temperatura a livelli diversi nei diversi locali a seconda delle necessità.

In Italia, a partire dal 2007, è richiesta l'installazione di valvole termostatiche a bassa inerzia termica su tutti i radiatori, per poter usufruire dell'ecobonus del 65% nel caso di riqualificazione dell'impianto termico, in abbinamento ad una caldaia a condensazione. Per bassa inerzia termica si intende un tempo di risposta inferiore a 40 min[1].

A partire dal 2012 sono disponibili in commercio tipi di valvole termostatiche elettroniche, che rilevano automaticamente la temperatura e contengono impostazioni specifiche per programmare i singoli radiatori a diverse temperature ed in momenti diversi della giornata, permettendo un migliore controllo del risparmio d'energia e una ulteriore riduzione della CO2 prodotta.

Quando la valvola funziona rilevando la temperatura dell'aria circostante, è importante assicurarsi che la valvola non sia coperta da altro materiale (come ad esempio le tende).

​