Riscaldamento produzione di bassa entropia

[Ortograf-fr]

Riscaldatori con bassa produzione di entropia Utilizzo del modello "pompa di calore ideale" per illustrare le nuove esigenze di risparmio energetico. Il riscaldamento più economico deve ridurre il più possibile non solo le perdite di energia, ma anche i degradi energetici.
di Ortograf-fr


La produzione di entropia è un degrado di energia che si verifica in particolare ogni volta che l'energia non calorica viene trasformata in calore o ogni volta che il calore viene scambiato tra due corpi a temperature diverse.
È equivalente a una perdita di risorse energetiche, come verrà illustrato qui confrontando i budget di riscaldamento dell'edificio con i seguenti tre casi:
a) riscaldamento con radiatore elettrico: elevata produzione di entropia,
b) riscaldamento con una vera pompa di calore: bassa produzione di entropia,
c) riscaldamento con una pompa di calore ideale: senza produrre entropia.

1 °) La pompa di calore "ideale", riferimento irrealizzabile, ma perfettamente conosciuto, che corrisponde al riscaldamento senza produrre entropia.

Il riscaldamento dell'edificio senza produzione di entropia è impossibile, ma è molto facile da immaginare.
Ciò sarebbe ottenuto con la migliore pompa di calore immaginabile, in altre parole con una pompa di calore "ideale".
Il suo motore elettrico non presenterebbe né attrito, né effetto Joule. E soprattutto, la parte della pompa di calore utilizzata per riscaldare l'appartamento avrebbe una temperatura molto più alta e praticamente uguale a quella dell'appartamento, allo stesso tempo della parte della pompa di calore che viene utilizzata per estrarre il calore dal l'ambiente esterno avrebbe una temperatura molto più bassa e praticamente uguale a quella di questo ambiente.
In altre parole, i due scambi di calore effettuati dalla pompa si verificherebbero ogni volta con una differenza di temperatura infinitesimale.

I fisici e gli specialisti del riscaldamento sanno molto bene come calcolare l'efficienza che tale installazione potrebbe avere. Puoi chiamarlo "resa massima teorica". Dipende solo dalle due temperature che intervengono: quella dell'aria del tempo e quella dell'appartamento che si riscalda.
Per mantenere un appartamento a 20 ° C, con una temperatura esterna di 15 ° C, la resa sarebbe di sessanta, in altre parole del 6000%.
Con una temperatura esterna di 10 ° C, questa resa sarebbe 30, in altre parole 3000%.
L'efficienza di una pompa di calore ideale è quindi generalmente da 10 a 30 volte superiore a quella delle pompe di calore reali, che è essa stessa tre o quattro volte maggiore dell'efficienza del 100% di un radiatore elettrico.

2) Riscaldamento senza produzione di entropia: il nuovo punto di riferimento per misurare le prestazioni di un sistema di riscaldamento.

Confrontando i tre dispositivi: radiatore elettrico, pompa di calore reale e pompa di calore ideale, arriviamo così alle seguenti conclusioni:

a) Una resa del 100%, che traduce il riscaldamento senza perdita di energia, non è più l'ideale da raggiungere in termini di riscaldamento, poiché generalmente otteniamo una resa tre o quattro volte migliore con una pompa di calore.

b) La pompa di calore ideale è in realtà il modello educativo più semplice, per dimostrarlo il nuovo modello di riferimento, per misurare le prestazioni pratiche di un sistema di riscaldamento, sta riscaldando senza produrre entropia.
Qualsiasi produzione di entropia equivale infatti a una perdita di risorse energetiche.
Le migliori prestazioni immaginabili per un impianto di riscaldamento corrispondono al riscaldamento senza produrre entropia e il suo valore è molto superiore al 100% con tutte le normali risorse energetiche.

c) In un vero dispositivo di riscaldamento, il consumo di risorse dovuto alla produzione di entropia può essere molto più alto di quello dovuto alla perdita di energia.
Ad esempio, nel caso del riscaldamento di un radiatore elettrico, l'energia ha già perso, a causa della produzione di entropia, oltre il 95% del suo valore quando è sotto forma di calore nell'aria dall'appartamento e perde solo le poche percentuali rimaste quando attraversa le pareti della casa per riscaldare l'aria del tempo.

Vedi anche il documento: "Tutti i riscaldatori tradizionali sono incompatibili con una buona gestione delle nostre risorse energetiche".

d) Per ridurre al minimo la produzione di entropia, il numero di trasformazioni di energia e il numero di scambi di calore devono essere ridotti al minimo. Il miglior dispositivo in questo senso non è la pompa di calore, ma il riscaldamento cogenerazione. In questo caso, il calore utilizzato è semplicemente il calore rilasciato da una centrale nucleare o da qualsiasi generatore.

3 °) Interesse:
Fino al 100% di efficienza per un impianto di riscaldamento è stato finora il massimo che potessimo sperare.
Mentre, ovviamente, possiamo fare molto meglio, la mancanza di linguaggio ha contribuito a renderci contenti di questa performance molto scarsa.

Quando un'efficienza supera il 100%, decidiamo di non chiamarla “efficienza”, e la chiamiamo “COP”, cioè “coefficiente di prestazione”. Questa è la parola usata in relazione alle pompe di calore. In questo modo, molte persone credono ancora che un rendimento non possa superare il 100%.

Di conseguenza, la ricerca tecnologica non è stimolata dalle pessime prestazioni dei nostri riscaldatori, rispetto a ciò che abbiamo il diritto di aspettarci.

In altre parole, trascuriamo di svilupparci cogenerazione, che fornirebbe tanto calore e tanta elettricità, consumando metà delle risorse energetiche.

L'interesse ecologico e la partecipazione economica rappresentati dal nuovo requisito del riscaldamento con bassa produzione di entropia sono quindi evidenti, in un contesto o i requisiti ecologici si combinano con la limitazione delle risorse per incoraggiare a ridurre il consumo di tali risorse.

http://alrg.free.fr/ortograf/entropiegaspi
Vedi anche "Ecologia da cogenerazione" dalla home page di
http://ortograf.fr