Caratteristiche fisiche e termodinamiche dell’aria. Idronica

[Pallottolo]

Buongiorno a tutti,

sto valutando d'installare in un immobile che sto restaurando una pompa di calore per la produzione di ACS. Questa pompa è un monoblocco, senza split esterno, quindi preleva aria calda ed espelle aria fredda nell'ambiente in cui si trova. Questi flussi possono essere entrambi portati all'esterno canalizzandoli. D'estate, però, mi farebbe comodo prelevare dall'esterno l'aria calda ma scaricare l'aria fredda direttamente dentro l'immobile, risparmiando così sul condizionamento.

 

Vorrei provare a capire, se ha un senso in modo semplicistico e senza tutte le variabili fisiche che vi agiscono, quanto freddo produce una simile PDC come sottoprodotto del riscaldamento dell'ACS.

 

Ho provato a calcolare, con vecchi ricordi scolastici e letture sul web, l'effetto della PDC che preleva il flusso d'aria calda dall'esterno e rilascia il flusso d'aria fresca all'interno dell'immobile ma ho ottenuto risultati spaventosi. Evidentemente ho commesso molteplici errori! 

 

Queste le variabili, assolutamente semplificate, che ho utilizzato:

 

Volume interno immobile: 300 mc (aria utilizzabile dalla PDC per sottrarre calore)

Volume acqua da scaldare: 100 litri

Delta termico acqua da scaldare: 1 grado (da 20 gradi a 21)

Il principio generale semplificato dovrebbe essere questo: per ogni grado guadagnato da un litro d'acqua viene perso un grado da circa 4 mc di aria (calore specifico dell'aria 0,241 kcal/kgC, calore specifico dell'acqua 1 kcal/kgC)

 

Quindi: per far guadagnare 1 grado di temperatura a 100 litri d'acqua dovrei trattare 400 mc d'aria, ossia dovrei far "rigirare" 1,33 volte l'intero volume d'aria interno all'immobile (400/300=1,33). 1,33 dovrebbe anche essere all'incirca la temperatura in gradi persa dal volume d'aria dell'immobile a beneficio dei 100 litri di ACS, aumentati di un grado.

 

Quanti errori ho fatto???

 

Grazie in anticipo per ogni contributo.

Ciao
P

 

[Alessio Menditto]

I conti non so se sono esatto, in linea di principio non c’è nulla di male, praticamente l’aria fredda prodotta dall ACS invece di raffreddare i piccioni all’esterno la incanali in casa tua d’estate, va benissimo.

[Pallottolo]

Grazie Alessio.

Sarei però curioso di conoscere l'effetto di quel raffrescamento indotto dal flusso fresco generato dalla PDC. E' rilevante? E' insignificativo?

Vediamo se qualcuno mi aiuta a capire.

Grazie

Ciao
P

[click0]

Un dato pressapoco puoi ottenerlo

Potenza frigorifera =

Potenza termica resa a pompa

_

Potenza elettrica del compressore

 

[Pallottolo]

Ciao Click0,

così mi sembra di complicare ancora il problema. Non dispongo di quelle variabili.

Grazie

Ciao

P

[click0]

sono "dati" solitamente forniti in qualsiasi opuscolo commerciale

 

senza andare a cercare tanto, la potenza termica fornita nei boiler da 100 litri è di circa 1000w (molto a spanne) l'assorbimento e attorno ai 300w ( più o meno)

morale...

hai circa 700/800 w frigoriferi da "giostrare", quando un 9000 btu è di circa 2,5 kw frigoriferi...

[Cialtrone]

Predisporre canalizzazioni che deviano l'aria all'esterno o meno ha sicuramente un costo ed un impatto. Pallottolo probabilmente vuol capire se "il gioco vale la candela".

Dipende molto dai costi. Partiamo dal presupposto che lo spreco è sempre da evitare... quindi se il tutto si riduce a predisporre una finestrella o un cassone con due paratie allora vale la pena di fare qualcosa. Se ci devi investire migliaia di euro per recuperare meno energia di quella che ti possono fornire due pannelli solari... non mi sembra il caso.

[Pallottolo]

Grazie ad entrambi per il contributo. 

Detta in watt, non mi aiuta a comprendere nel concreto la fisica dei materiali. Sicuramente stiamo parlando di metriche diverse dello stesso fenomeno, ma la mia curiosità era terra terra:

 

Escludendo l'energia necessaria alla termopompa, se un litro d'acqua aumenta la temperatura di un grado, quanti metri cubi d'aria devo raffreddare di un grado?

 

Cial ha indovinato: vale la pena implementare un meccanismo che possa a piacimento recuperare all'interno dei locali il freddo generato dalla termo pompa piuttosto che espellerlo all'esterno?

 

Grazie

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una temopompa basta a malapena per il locale dove è installata (e la sua capacita di raffreddare è comunque legata a quanta acqua calda sanitaria consumi)

ma il sistema per recuperare in ambiente è abbastanza semplice, basta staccare il tubo di mandata verso l'esterno

 

[Pallottolo]

Si si, senza dubbio non è un'installazione difficile e infatti penso la farò comunque.

 

Rimane il mio interesse di conoscere concretamente la relazione dello scambio di calore tra aria e acqua. Se la formula ad inizio discussione fosse approssimativamente corretta, riscaldare 100 litri d'acqua (con un delta termico di 30 gradi) significherebbe abbassare molto la temperatura dell'intero volume dell'aria di tutta la casa.

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però nel tuo conto manca un dato,

quanta energia termica entra dall'ambiente esterno (attraverso muri, soffitti, persone presenti, ecc)

 

PS poi c'è da considerare anche l'umidita dell'aria

[Pallottolo]

Mancano diversi fattori certo, pensa all'energia consumata dalla termopompa e dissipata dentro l'ambiente. Ma cerco una semplificazione giusto per capire a livello macroscopico la dinamica. Tutte le altre variabili per il momento sono fuori dall'equazione.

Modificato: 2 settembre 2020 da Pallottolo

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47 minuti fa, Pallottolo ha scritto:

pensa all'energia consumata dalla termopompa e dissipata dentro l'ambiente

in acqua, l'energia che serve al funzionamento del compressore finisce nell'acqua sanitaria

al limite in ambiente finiscono le perdite termiche del "bollitore"