Calore

Risparmiare calore in casa

 

Che sia riscaldamento autonomo o centralizzato non ha importanza, il calore va dal caldo verso il freddo, vediamo allora qualche modo per risparmiare gas o combustibile in casa senza morire di freddo.

L’isolamento termico

La cosa più importante e spesso sottovalutata è l’isolamento termico, con una Pareteadiabaticaconducibilità termica nulla o se preferite con una resistenza termica infinita si ottiene una parete adiabatica e il calore non passa e non ci sarebbe bisogno della caldaia (almeno per il riscaldamento), la conducibilità è espressa in W/mK a parità di superficie unitaria cioè di 1m2 e ogni materiale ne possiede una, il cemento conduce qualcosa come 1,5, il vetro circa 1, il poliuretano 0,024, l’aria secca 0,026 ecc…, la resistenza termica è l’inverso cioè 1/conducibilità, esistono in commercio i cosiddetti cappotti esterni per edifici oppure pannelli isolanti per interni in una infinità di materiali naturali (per esempio sughero bruno), ovviamente nei condomini essendoci leggi e divieti vari questi materiali di piccoli spessori faranno quello che possono.

Apporti gratuiti

Cercare di sfruttare gli apporti gratuiti all’interno di un locale come il sole, il corpo umano (circa 100W), pc, tv, alimentatori, lampade e altri elettrodomestici che normalmente emettono calore, se dovete valutare case nuove, sceglietele in modo da avere una protezione dai venti freddi e rivolte verso sud, ciò vi permetterà di avere un clima più favorevole in termini di spese energetiche.

Evitare gli spifferi

Evitare di lasciare finestre aperte o spifferi, la legge che regola l’energia termica di un corpo è Q=mcΔT in Joule, con m massa (kg), c calore specifico (J/kgK), ΔT differenza di temperatura (Gradi o Kelvin), per esempio 5 metri cubi di aria di circa 1kg ciascuno, passando da 20°C a 0°C si portano via qualcosa come 5x1x1000x20= 100000J cioè 0,1MJ termici.

Qualche grado in meno

Abbassare la temperatura di qualche grado permette di risparmiare molto, non solo, si riduce anche il flusso di calore verso le pareti più fredde.

Recuperatore di calore

Uno scambiatore Scambiatoredicaloredi calore (per esempio a flussi incrociati) permette di recuperare parte del calore in uscita per il ricambio d’aria (quei 0,1MJ di prima), se la percentuale di recupero fosse del 100% ricambiereste aria gratis, nella realtà la percentuale varia in base al modello e si aggira tra il 30% e il 90%, maggiore è la lunghezza dei tubi e maggiore è il rendimento (i tubi conducono calore).

Pirolisi

E’ un particolare tipo di combustione (per i combustibili solidi) molto più efficiente di quella tradizionale, per esempio questo, ci sono caldaie ma anche stufe pirolitiche per esempio questa o questa che bruciano indirettamente un combustibile anche organico, quindi anche biomasse, cereali, pellet, qualunque tipo di legna, bucce, noccioline, scarti alimentari, ecc.. . Più precisamente il combustibile viene gassificato in assenza di Ossigeno a circa 300°C, il gas prodotto è simile al metano e viene bruciato, nelle stufe pirolitiche si vede una fiamma di colore blu, il processo di pirolisi consuma meno combustibile e non emette gas tossici, quindi si evitano parecchie morti per intossicazione da CO sopratutto nei paesi poco sviluppati, inoltre il residuo di combustione non è cenere ma è carbone vegetale di alta qualità, viene venduto a circa 5 Euro/kg ed è ottimo per concimare i terreni. Addirittura si potrebbero eliminare i rifiuti o gli scarti con questo sistema, ci sarebbero meno fumi e meno residui tossici rispetto ad un inceneritore, oltre alla produzione di energia elettrica gratis per esempio questo impianto.

Caldaia più efficiente

Cambiare la caldaia con una più efficiente permette di rientrare velocemente nell’investimento coi soldi risparmiati nei successivi riscaldamenti, una caldaia a condensazione è conveniente solo se avete anche i pannelli radianti altrimenti quello che condensate lo buttate via ed è quindi una normale caldaia.

Caldaia meno potente

Una caldaia usata al minimo, rispetto alla sua potenza nominale, rende molto poco, non ha senso usare una caldaia potente e poi scottarsi con l’acqua bollente o mischiarla con la fredda per avere una temperatura più bassa, basta semplicemente una caldaia meno potente alla massima potenza, per sapere indicativamente quanta potenza occorre, basta usare la formula Q=mcΔT (Joule), (con m litri d’acqua, c calore specifico dell’acqua, ΔT differenza di temperatura rispetto all’acquedotto), per esempio per l’acqua calda sanitaria 0,1x4186x35= 15kJ, ogni secondo, quindi 15kW.

Canali di distribuzione interni

Usare sistemi di distribuzione e canali interni all’edificio e ben isolati porta ad un’aumento dell’efficienza di distribuzione e quindi ad un risparmio finale, tuttavia non è sempre possibile accedere ai sistemi di distribuzione e montanti vari sopratutto in condomini.

Pannello riflettentepannelloriflettente

Usare un pannello riflettente, per esempio un foglio di alluminio (e magari anche un isolante) permetterà, come in un termos, di sfruttare l’energia termica irradiata dal termosifone verso la parete esterna, che altrimenti verrebbe persa.

Pannelli radianti

Usare pannelli radianti rispetto ai termosifoni comporta qualche aumento percentuale nel rendimento di emissione e quindi ancora un’aumento globale dell’efficienza e quindi risparmio sui consumi, i pannelli radianti lavorano a temperature più basse cioè circa 30/35°C.

Valvole termostatiche

Usare delle valvole termostatiche nei termosifoni o nei dispositivi di emissione in modo che una volta raggiunta la temperatura smettano di scaldare (o raffreddarsi) e quindi consumare.

Pompe di calore

Le PDC (Pompe di calore) sono macchine termiche che viste le problematiche Pompadicaloreenergetiche si stanno affermando sempre di più anche nelle piccole utenze, in pratica sono dei frigoriferi e forzano il calore a fluire tra due sorgenti a temperature diverse nel verso opposto a come avverrebbe normalmente lo scambio, cioè anzichè da caldo a freddo, con una esigua spesa di elettricità, da freddo a caldo, il COP è il coefficiente di prestazione e indica quanto è efficiente una PDC, per esempio con un COP di 6 con 1kW elettrico si assorbono 5KW termici da una parte (raffreddandola) e li si cedono (5+1)kW dall’altra (scaldandola), in pratica più è alto il COP e meno sarà l’elettricità spesa per ogni ciclo di calore trasferito, un COP alto si può raggiungere oltre a lavorare con una ottima macchina anche lavorando fra piccole differenze di temperatura. ora vediamo i costi, se 1kWh elettrico che sono 1000J/s x3600s= 3,6MJ, costa supponiamo 0,2 Euro allora un solo MJ elettrico costa 0,2/3,6= 0,055 Euro cioè circa 5,5cent/MJ, se ci fosse una resistenza elettrica o un fan coil 1 MJ elettrico sarebbe anche un MJ termico e quindi ci costerebbe ancora 5,5 cent, con una PDC con COP 6, 1MJ elettrico abbiamo visto che scalda 6 MJ termici (mentre 5 ne assorbe da qualche parte), quindi la spesa elettrica è solo 1/6 cioè 0,055/6= 0,0091 Euro quindi meno di un centesimo, ovviamente esistono PCD più efficienti e costose e ovviamente bisogna anche trovare qualcosa a cui sottrarre calore tipo un terreno o un lago, aria esterna e che non cambi troppo temperatura infatti in luoghi freddissimi è sconsigliato l’uso di PDC in quanto la differenza di temperatura sarebbe troppo elevata e la PDC lavorerebbe con rendimenti bassi. Ogni metro cubo di metano (per uso domestico) costa circa 0,85Euro e genera circa 45MJ, quindi il costo al MJ questa volta è di 0,85/45= 0,018 Euro cioè 1,8 cent ogni MJ termico di gas cioè circa il doppio se paragonato alla PDC ma comunque circa metà se confrontato con la resistenza elettrica o termoventilatore, tornando alla PDC esistono in commercio PDC acqua/acqua, aria/acqua e aria/aria.

Fiamma ossidrica

Una combustione più ricca di Ossigeno è più efficiente rispetto alla stessa in aria, se si usa un gas come il metano, è possibile generare una fiamma ossidrica (o anti vento o jet), quindi ad alto contenuto di Ossigeno usando un tubo forato di lato, per esempio questo, permetterebbe ad altra aria di entrare arricchendo la miscela, grazie alla pressione stessa del gas. Fate attenzione che in questo modo si consuma più Ossigeno e si generano alte temperature, a circa 1200°C si formano gli ossidi di Azoto (tossici), quindi non esagerate con l’aria.

Il terreno

Il terreno è una fonte naturale e costante di calore, già a qualche decina di metri di profondità la temperatura è abbastanza costante durante l’anno, più si scava e più la temperatura rimane costante e ad una temperatura quasi ambiente, quindi il terreno sarà fresco d’estate e caldo d’inverno, quindi molto adatto per essere abbinato ad una pompa di calore che andrà a coprire un piccolo salto termico (con elevati rendimenti), o semplicemente è utile per farci passare delle tubature d’aria o d’acqua spinte da una piccola ventola o pompa, molte case o strutture antiche sfruttano questa tecnica bioclimatica per avere una climatizzazione a zero spese.

L’inerzia termica

Si può usare l’inerzia termica dei muri per assorbire e accumulare calore solare al mattino e rilasciarlo alla sera quando fa più freddo, grazie alla capacità termica CT=mc con CT in J/K, m massa (kg) e c calore specifico (J/kgK), praticamente si sfasa di qualche ora il passaggio di calore, un po’ come le chiese che hanno dei muri molto spessi e d’estate sono sempre fresche anche se fuori si cuoce e la sera invece viene rilasciato il calore accumulato durante il giorno all’interno rendendo il locale tiepido, si può sfruttare anche il calore latente (a temperatura costante) durante il cambiamento di fase di alcune sostanze Q=λm.

Serre solari

Si possono usare serre solari cioè far in modo di far passare calore senza farlo uscire in qualche modo, magari come locale confinante o con altre strategie o cercare di confinare con altri locali vuoti o già riscaldati, in modo da avere le stesse temperature fra i locali e quindi nessuno o poco scambio termico.

Doppi vetri

Esistono i doppi vetri o vetrocamera con gas nobili per diminuire flussi di calore tra interno e esterno, ricordando che l’andamento del calore almeno per conduzione segue sempre la legge di Fourier cioè Q= kstΔT/l dove Q sempre in Joule, k costante del materiale, s superficie in m2, t tempo, ΔT differenza di temperatura, l spessore in m.

Ponti termici

Eliminare se è possibile tutti i ponti termici isolando i punti più freddi in cui il calore passa più velocemente.

Irraggiamento notturno

Il cielo di notte è molto freddo e assorbe calore per irraggiamento, quindi potete usare delle tende o delle tapparelle per cercare di impedirlo.

Un saluto e alla prossima.

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