Energia e calore

L’energia è la capacità di un sistema di compiere un lavoro. Il calore è il trasferimoento di energia termica dal sistema al suo ambiente. L’unità di misura dell’energia è il Joule (J), con i suoi multipli (KJ=1.000; MJ = 1.000.000 J, ecc.) Un’unità derivata molto usata è il chilowattora (kWh), anche se non è più adoperata nel contesto scientifico.

Unità di energia e fattori di conversione:

Potere calorifero

Il valore energetico dei combustibili a biomassa viene espresso dal suo potere calorifico definito come “la somma delle unità di energia termica che si liberano durante la combustione di un kg di sostanza. Si distingue in:

1. potere calorifero inferiore: non tiene conto del calore che si libera quando il vapore acqueo prodotto durante la combustione si condensa in acqua allo stato liquido (calore latente di condensazione);
2. potere calorifero superiore: tiene conto anche del calore di condensazione;
3. potere calorifero assoluto o relativo: a seconda che la grandezza fisica a cui ci si riferisce sia il peso (quantità unitaria: kg) o il volume (quantità unitaria: dm cubi);
4. potere calorifero teorico o effettivo: a seconda che il materiale bruciato sia allo stato perfettamente anidro, o viceversa contenga una certa umidità (da specificare, espressa in percentuale sul peso secco).

Cosa significa benessere termico?

Si definisce benessere termico quello stato fisiologico in cui il soggetto non avverte sensazioni di caldo, né di freddo. Per poter assicurare in un locale condizioni di benessere termico ideale si devono mantenere zone leggermente più calde a pavimento e più fredde a soffitto.

Che cos'è il Coefficiente di Prestazioni (COP)?

Il termine Coefficiente di Prestazioni deriva dalla traduzione di Coefficient Of Perfomance, da cui l'acronimo COP. Viene utilizzato per determinare la resa di un sistema si riscaldametno e nello specifico delle pompe di calore. Viene determinato dal rapporto tra il calore emesso dal sistema e il lavoro speso per creare quel calore:

COP=	Q
	L

Ne consegue che, a parità di calore emesso, tanto minore è il lavoro speso tanto maggiore è la resa del sistema. Oppure quanto maggiore è il COP tanto maggiore è la resa del sistema. Per fare un esempio in una pompa di calore con COP=4.00 l'energia ceduta è 4 volte il valore dell'energia spesa, pertanto l'efficienza del sistema è ottimale.

Che cos'è l'Energy Efficiency Ratio (EER)?

l'Energy Efficiency Ratio (EER) viene utilizzato per determinare la resa di un sistema di raffrescamento. La sua formulazione è analoga al COP, con la differenza che in questo caso si pone l'attenzione sul calore assorbito e poi refrigerato dalla sorgente fredda. Infatti viene determinato dal rapporto tra il calore assorbito dal sistema e il lavoro speso per refrigerare quel calore:

EER=	Q
	L

Ne consegue che, a parità di calore assorbito, tanto minore è il lavoro speso tanto maggiore è la resa del sistema. Oppure quanto maggiore è l'EER tanto maggiore è la resa del sistema. Per fare un esempio in un condizionatore con EER=4.00 l'energia spesa è 4 volte inferiore all'energia assorbita, pertanto l'efficienza del sistema è ottimale.

Che cos'è la pressione dinamica?

In un circuito di ventilazione o condizionamento la pressione dinamica misura la forza d'inerzia della corrente di fluido generata (es. aria). Viene calcolata con la seguente formula:

P_v=ρ * v²/2

dove ρ è il peso specifico del fluido (per l'aria 1.2 kg/m³); v è la velocità del fluido.

In poche parole la presisone dinamica indica la forza di "spinta" esercitata dalla corrente d'aria spostata dal ventilatore.

Che cos'è la pressione statica?

In un circuito di ventilazione la pressione finale del fluido P_f, misuarata nel punto di uscita , è inferiore alla pressione iniziale P_i misurata nel punto di mandata del ventilatore. La diminuzione è dovuta alle forze che si oppongono allo spostamento del fluido nel circuito di distribuzione, generando un moto di tipo turbolento. La pressione statica misura la turbolenza delle molecole del fluido, ovvero la differenza tra la pressione iniziale e la pressione finale:

P_s=P_i-P_f (formula semplificata)

In termini pratici la pressione statica è indice della resistenza offerta dal circuito di distribuzione al passaggio dell'aria.

Che cos'è la prevalenza in un impianto di condizionamento?

In un impianto di condizionamento canalizzabile il termine prevalenza definisce la capacità della macchina di spingere l'aria ad una maggiore o minore distanza dal punto di mandata.
La prevalenza viene dimensionata in Pascal (Pa) e rappresenta quindi la capacità della macchina di "prevalere" sulle forze di inerzia che si oppongono allo spostamento del fluido all'interno dei canali di diffusione.
Solitamente viene indicata la prevalenza statica, che non tiene conto delle turbolenze che si vengono a creare all'interno delle canalizzazioni.

Che cos'è il gas R410A?

Il gas R410A è un gas ecologico che non contiene cloro e non danneggia la fascia d’ozono in caso di dispersione, è di elevatissima efficienza energetica e termodinamica. Macchine che adottano R410A hanno un rendimento del 30% in più rispetto a quelle tradizionali di pari potenza. Tali alte prestazioni portano ad un notevole risparmio economico nei consumi elettrici.

Sistemi On-Off e ad Inverter

I sistemi di climatizzazione On-Off operano in due stati: Off=spento; On=acceso alla massima potenza. Quando la temperatura dell'ambiente differisce da quella desiderata il sistema si attiva erogando la massima potenza fino a ristabilire le condizioni volute. Alché ritorna nello stato Off.
La tecnologia ad Inverter consente invece di regolare la potenza erogata in base alle necessità di climatizzazione. Una massima potenza iniziale consente di raggiungere rapidamente la temperatura desiderata, che poi viene mantenuta con erogazioni continue e a bassa potenza di aria calda o fredda, consentendo un notevole risparmio energetico.
I sistemi On-Off seppure consumano maggiore energia sono meno costosi rispetto a quelli ad Inverter. Quindi, in linea generale, questi ultimi sono consigliabili per la climatizzazione di ambienti vissuti, mentre per ambienti abitati occasinalmente potrebbe essere più conveniente indtallare i climatizzatori di tipo On-Off.

Cosa significa fluido diatermico?

Per fluido diatermico si intende un olio minerale (o di sintesi) la cui principale caratteristica è quella di avere, alla pressione atmosferica, una elevata temperatura di ebollizione, pari a 400-500°C.

Sino a temperature inferiori ai 100°C il miglior fluido per trasportare l'energia termica è senz'altro l'acqua, che ha ottime caratteristiche fisiche: elevata capacità termica, ottime proprietà di scambio termico, ed un costo irrisorio.

Per temperature superiori ai 100°C è necessario utilizzare circuiti in pressione che farebbero lievitare i costi di realizzazione. Pertanto, in tali casi, è preferibile utilizzare un fluido termovettore con proprietà diatermiche.