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quando il condizionatore produce più energia di quella che consuma

il riscaldamento con il climatizzatore fa risparmiare energia.
e soldi.

produce più energia di quanta se ne metta dentro.

un motore d'automobile non è molto efficiente.
è difficile che un motore d'auto abbia un rendimento oltre il 30%. significa che se nei cilindri io metto carburante pari a energia 100, in realtà non riesco a sfruttare più di 30 (in genere, assai meno), mentre il 70 di energia va disperso in attrito, tubo di scappamento e così via.

una caminetto tradizionale a legna difficilmente supera il 50% di efficienza: gran parte del calore va dissipato nella canna fumaria.

una stufa è molto più efficiente. è facile che abbia rendimenti superiori al 70-80%. cioè circa tre quarti dell'energia contenuta nella legna si trasformano in aria calda, e il 20-30% esce dal comignolo sul tetto.

sono molto più efficienti i sistemi elettrici a pompa di calore, cioè i classici condizionatori e riscaldatori a muro con lo scambiatore di calore all'esterno.
quelli di qualità hanno (compreso il sistema elettrico italiano che alimenta l'apparecchio) un rendimento attorno al 120%.

in altre parole, se immetto energia pari a 100 (nel nostro caso, energia elettrica), queste macchine soffiano nella stanza aria calda o fredda con energia termica pari a 120.
producono più energia di quanta ne consumino.

me lo ha spiegato bene mirko morini, dell'università di parma:
la pompa di calore è un sistema energetico che, come dice il nome, pompa del calore da un ambiente a un altro utilizzando un input energetico, che può essere dell'ulteriore calore o dell'energia meccanica (il compressore), energia che può provenire dalla conversione dell'energia elettrica.

il cop (coefficient of performance) è il rendimento della pompa di calore: mi dice quante unità di calore vengono trasferite nell'ambiente da riscaldare rispetto a quanta energia viene fornita come input.
sostanzialmente se una pompa di calore ha cop uguale a 3 significa che immette nella stanza da riscaldare 3 unità di calore (per esempio 3 chilowattora) per ogni unità di elettricità che preleva dalla rete (per esempio 1 chilowattora).
di quelle 3 unità: una è l'elettricità che viene scaricata e due invece sono il calore "pompato", cioè prelevato dall'esterno.

lo stesso vale per il condizionamento. il ciclo si inverte: la macchina preleva il calore dalla stanza e lo sposta fuori, nello scambiatore esterno.

per produrre l'unità di energia elettrica che l'apparecchio domestico consuma bisogna usare combustibile nelle centrali elettriche.
(per le centrali ad energia rinnovabile, come quelle idroelettriche o eoliche, non c'è nemmeno il combustibile da bruciare).

facendo una media delle centrali elettriche nazionali, e considerando anche l'energia dissipata durante la trasmissione in alta tensione e la distribuzione dell'elettricità in media e bassa tensione, servono 2,5 unità di combustibile (2,5 chilowattora) per ogni unità di energia elettrica.
lo dico con parole diverse: per avere in casa alla presa della corrente un'energia pari a 1 chilowattora, la centrale elettrica deve bruciare combustibile pari a 2,5 chilowattora.

quindi, tenuto conto di tutto il percorso dal combustibile al calore nella stanza, per immettere nella stanza 3 chilowattora di calore dobbiamo consumare un chilowattora di corrente, e cioè 2,5 chilowattora di combustibile della centrale elettrica.
alla fine, il risultato è che per 2,5 chilowattora di combustibile bruciato otteniamo 3 chilowattora di aria calda.

ma la corrente elettrica – si dirà – costa sfracelli.
vero.
però l'autorità dell'energia ha introdotto una tariffa scontata per chi usa il riscaldamento con pompa di calore.

  • jacopo giliberto |

    grazie, w, per la precisazione – peraltro già contenuta nel mio commento precedente al suo e in quello della lettrice artemis.

  • W |

    Non esiste in natura un rendimento positivo. Per lo stesso principio di trasformazione dell’energia. Prima di inebriare le masse con notizie irriverenti, bisogna specificare che, nel contesto, molto dipende da le temperature in gioco. Più la temperatura esterna è elevata migliore è il funzionamento di una pompa di calore. Quindi prima di pensare ad un impianto esclusivo del genere bisogna tenere conto del tipo di clima con cui si ha a che fare.

  • jacopo giliberto |

    grazie, artemis, per la gentile precisazione. per i lettori, aggiungo che è questo il motivo per cui l’efficienza diventa molto alta se lo scambiatore di calore (l’elemento esterno) è posto nel sottosuolo (le cosiddette sonde geotermiche) oppure in un corso d’acqua. d’estate, quando la temperatura è torrida, il sottosuolo o l’acqua sono più freschi dell’aria esterna (poniamo, 18 grandi contro i 30 dell’aria estiva), ed è più facile “estrarre” il freddo che serve al condizionatore; d’inverno, il sottosuolo è più caldo dell’aria esterna (poniamo, 12 gradi invece del sottozero), e quindi la macchina ha bisogno di meno energia per “estrarre” il calore necessario a rendere confortevole gli ambienti domestici.
    (ho usato deliberatamente un linguaggio impreciso ma di facile comprensione)

  • artemis |

    La prestazione (COP) delle pompe di calore aria-aria dipende dalla temperatura dell’aria esterna. A parità di richiesta termica (kWh), nel nostro laboratorio abbiamo visto che dato il rapporto tra prezzo di energia elettrica e gas, e grazie al COP elevato dei condizionatori reversibili, è già convienente usare il riscaldamento elettrico quando la temperatura esterna è di poco superiore allo zero. Si risparmia anche il 12% rispetto al riscaldamento a gas… e si emette anche meno CO2, dato il parco di generazione nazionale basato su gas e rinnovabili.

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