"Pompa di calore"
La pompa di calore è una macchina termica capace di trasferire calore da un corpo a temperatura più bassa ad uno a temperatura più alta fornendo energia elettrica. Tentiamo di dare una spiegazione semplice del funzionamento di una pompa di calore senza tirare in ballo complicati principi fisici. Consideriamo un fluido contenuto in un volume grande quanto un pallone di football ed immaginiamo che la sua energia termica sia di 100 unità. Chiariamo che l'energia termica (che qualsiasi corpo che abbia una temperatura superiore allo 0 gradi Kelvin possiede)è legata alla energia cinetica e quindi alla velocità con cui si muovono le sue molecole. Se comprimiamo il fluido tanto da portare il suo volume dalla dimensione di un pallone a quello di una pallina di ping pong esso conterrà sempre 100 unità di energia termica ma la sua densità (energia termica per unità di volume) sarà aumentata e conseguentemente anche la sua temperatura. Poiché la temperatura del fluido è aumentata questo non sarà più in equilibrio termico con l'ambiente circostante ed inizierà a cedere calore. Ora possiamo pensare per trasferire il calore di spostare la pallina e portarla in un ambiente diverso. Nel nuovo ambiente essa continuerà a cedere calore ed a raffreddarsi. Una volta che la pallina si è raffreddata la si riporta nell'ambiente primario e la si lascia espandere. Quando ritorna alle normali dimensioni avendo perso molto calore rispetto alle iniziali 100 unità assorbirà calore dall'ambiente circostante che per tale motivo si raffredderà. Dal punto di vista costruttivo una pompa di calore è costituita da: -Un compressore che crea la differenza di pressione e quindi permette il perpetuarsi dei cicli (nel nostro esempio il passaggio dalle dimensioni del pallone di calcio alla pallina di ping pong). -Un evaporatore in cui il fluido passa da liquido ad aeriforme espandendosi ed assorbendo calore. -Un condensatore dove il fluido si condensa (passa da aeriforme a liquido)cedendo calore. -Una valvola di espansione attraverso cui si espande. Per valutare le prestazioni di una pompa di calore si usa generalmente un parametro chiamato "coefficiente di prestazione" o COP che è dato dal rapporto tra l'energia fornita alla sorgente di interesse e l'energia elettrica utilizzata. Forniamo qualche chiarimento utile circa i valori del COP e il suo significato. La prima cosa che bisogna tener presente che il COP è di norma maggiore di 1 mentre l'efficienza o rendimento di un qualsiasi sistema è un numero compreso tra 0 ed 1. Dire che una pompa di calore ha COP pari a 3 significa dire che per ogni Joule di energia elettrica fornita si ottengono 3 Joule di calore. Se consideriamo una stufa elettrica il suo COP sarà sicuramente minore di 1. Saremmo perciò tentati a concludere che una pompa di calore ha un'efficienza maggiore del 100%. Ovviamente ciò non è vero perché l'energia elettrica spesa non serve a fornire direttamente il calore ma bensì a trasportare questo da un ambiente ad un altro. Approfondimenti su: Pompa di calore in energia Riscaldamento.
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