Elettrotecnica, macchine e dispositivi elettrici a tensione di rete, impianti, elettrodomestici, elettromeccanica, ecc.
#11191
Continua Termodinamica (..per risparmiare..?)

Questo nel disegnato, un po laborioso..
Immagine
..ma altro non è che un moto-generatore alimentato a metano,
abbinato ad una pompa di calore che recupera non solo una parte (l' altra parte viene raffreddata ad acqua come nel disegno)
del calore disperso dal generatore, ma anche calore dall' aria ambiente immessa a 10°C in entrata e misurata
a 5°C all' uscita dell' elemento dissipatore della pompa-calore.

Il calore recuperato serve a riscaldare gli ambienti e l' acqua calda mentre la tensione serve ad alimentare interamente la pompa di calore
quando batterie e pannelli solari si immaginino staccati.

Dando in uscita una temperatura di 40*C sui radiatori, secondo voi per ogni metro cubo di metano consumato il sistema quanto calore potrebbe trasferire all' ambiente abitato, nel suo massimo dalle tabelle dei componenti reali, tralasciando altre perdite..?

[Allo scarico motore (ben raffreddato), ho anche messo per semplicità
che la temperatura dell' aria sia identica a quella dell' aspirazione]
#11211
Supponiamo che il motogeneratore eroghi una potenza elettrica pari al 20% dell' energia rappresentata dal potere calorifero del metano
e che la pompa di calore lo moltiplichi per in COP di 3 sfruttando anche la temperatura dell' aria esterna..
Allora negli appartamenti si avrebbero (100-25)+(25*3)=150% ossia che il consumo di 1m^3 di metano ne restituirebbe 1.5m^3
trasformati in calore nelle stanze e nell' acqua calda ai rubinetti.. in questa situazione la macchina avrebbe il suo massimo rendimento
..da cui purtroppo sottrarci perdite varie..

Pur tuttavia la macchina pur migliorabile, avrebbe una versatilità molto evidente, quando collegata ai pannelli solari
e alle batterie, rendendosi più conveniente nel periodo invernale.. ma sommando tutti i pro e i contro varrebbe la pena di spenderci in qualcosa di assimilabile..?
..Rivoluzione verde o marrone strano ... :)
#11213
Supponiamo che il modello messo di macchina termica, sia nelle dimensioni per produrre al generatore un 2,5KWh, e ci costi 10000 euro ogni 10 anni,

e che consumando, per 100 giorni l' anno, 5m^3 di metano al giorno, ne renda in calore per 7.5 m^3, guadagnando un risparmio di 2,5m^3 al giorno di metano.

e che in altri 200 giorni i pannelli solari di un 30m^2 bastino per produrre acqua calda illuminazione, consumo elettrodomestici e mobilità elettrica,
con un guadagno allora di 5m^3 di metano al giorno, rispetto al funzionamento a solo metano.

e che per i restanti 65 giorni il sistema funzioni alla pari, tanto metano, tanta energia termica+elettrica

il risparmio totale verrebbe quindi di 1200m^3 di metano l' anno, per un merito mettiamo di circa un 1500euro l' anno, 15000euro ogni 10 anni..
che pertanto renderebbero l' investimento, fino a questo punto ..conveniente... (

Dunque sarei arrivato ad un certo risultato tramite un semplicistico modello,
stimando un certo valore quantificabile in numeri EROEI anche di costi benefici, senza voler ottenere nulla di che professionale, ma per mostrare come avrei fatto, rispondendo pure ad una domanda
che mi era stata messa in un altro trend, mettendomi in grado di fare dei confronti con un qualunque altro modello..

Certo per valutare questi modellini occorrerebbe una buona conoscenza pratica delle macchine esistenti e per impianti importanti assai più nozioni scientifiche, ma io ero un elettricista e
il mio modo di operare seppur vi sembri molto approssimato, andava benissimo per mettere i campanelli di casa alle nonne ..sorde :)
#11217
Una situazione che mi lascia un poco perplesso è quando ancora vengono offerti incentivi per le caldaie a combustibile, invece che solo alle pompe di calore
Per una pompa di calore pur dicendo che l' energia che gli arrivi in loco. partendo dalla centrale elettrica, sia del 50% rispetto a quella del combustibile bruciato.
..per un COP mettiamo di 3, la pompa ci potrebbe renderebbe allora il 150% in calore rispetto al combustibile di partenza, con un risparmio di combustibile evidente ..La pompa in buona parte non scalda l' ambiente
recuperando, si può dire, il calore disperso nello stesso, sicché inquinerà di meno sia termicamente che come CO2
Allora perché dare gli incentivi alle caldaie..?
Invece il limite che ci vedo allo sviluppo del riscaldamento in elettrico sono proprio le criticità delle linee
da cui discutevo, e che mi piacerebbe veder sviluppare..

Io mi trovo adesso in una situazione da dover decidere il cambiare modo di riscaldarmi, viste le spese sempre più insostenibili ..ma ancora mi pare che un po' tutti
i sistemi di risparmio siano assai primitivi e complicati e in attesa di sviluppi rimando e rimando spendendo una fortuna :)
#11218
Continuando se ho ben capito, una pompa di calore non potrebbe mai superare il rendimento limite imposto dalla seconda legge della termodinamica n=(T2-T1)/T1
..dalla quale se ne ricaverebbe un COP ideale scrivibile in COP=(1-n)/n=T1/ (T2-T1) con le temperature T riportata in gradi Kelvin

Pertanto se da un ambiente a 0°C (273K) volessi pompare calore in uno a 40°C (313K) ne avrei che il valore n=(313-273)/313=0.127=12.7% del calore pompato,
servirebbe soltanto per pompare il calore! ..con dunque un COP sempre ideale di COP=273/(313-273)= 6.82

..Una pompa reale tanto e tanto se avrà in queste condizioni un COP=3 ..però c' è anche da considerare che il calore speso è sempre quel 12,7% , l' altro finito in perdite varie sarebbe
ancora forse in parte recuperabile per l' ambiente da riscaldare.

E a questo punto io volevo spendere un po di parole per l' accumulo del calore a modo mio ..ed avevo pensato di utilizzare il calore latente
dello scioglimento del ghiaccio ..ecco perché avevo messo gli zero gradi.. poi metterò un disegnino.. ma interessa ..?
#11219
In questo disegno senza pretese se non per discutere delle
potenzialità fisiche ..ho messo un accumulatore in serie al ventilatore esterno.
https://i.postimg.cc/DyGCPXpc/scambiat.png
L' accumulatore mettiamolo es. da un 500 litri di acqua, che
verrebbe ghiacciata di notte funzionando da riserva di energia termica (perché da ghiaccio-acqua e viceversa nel cambiamento di stato occorrerebbero 80kcal/Kg)
per quando la temperatura esterna scendesse assai sotto lo zero, escludendo in quel caso il ventilatore esterno

..che invece verrebbe riacceso durante il giorno a temperature migliori, per le funzioni della pompa e nel contempo per sgelare l' acqua nell' accumulo.
..giovandosi in questo problema di ben 500*80=40000kcal prima che la glaciazione fosse completata..
Assomigliando la cosa un poco al nostro clima stabilizzato dai ghiacciai ..però per le stagioni :)
Ma chi approverebbe, semmai, un accumulo del genere..
#11220
In questo disegno senza pretese se non per discutere delle
potenzialità fisiche ..ho messo un accumulatore in serie al ventilatore esterno.
https://i.postimg.cc/DyGCPXpc/scambiat.png
L' accumulatore mettiamolo es. da un 500 litri di acqua, che
verrebbe ghiacciata di notte funzionando da riserva di energia termica (perché da ghiaccio-acqua e viceversa nel cambiamento di stato occorrerebbero 80kcal/Kg)
per quando la temperatura esterna scendesse assai sotto lo zero, escludendo in quel caso il ventilatore esterno

..che invece verrebbe riacceso durante il giorno a temperature migliori, per le funzioni della pompa e nel contempo per sgelare l' acqua nell' accumulo.
..giovandosi in questo problema di ben 500*80=40000kcal prima che la glaciazione fosse completata..
Assomigliando la cosa un po al nostro clima mantenuto dai chiacciai ..però per le stagioni
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