martedì 2 giugno 2009

Frigoriferi, condizionatori e pompe di calore

 

Frigoriferi, condizionatori d'aria e pompe di calore sono dispositivi che trasferiscono calore da un ambiente freddo a uno caldo, perciò funzionano in modo inverso alle macchine termiche. Tutti e tre, per svolgere il loro compito, hanno bisogno di energia elettrica.


II frigorifero

Il frigorifero rimuove il calore dal suo interno (a bassa temperatura) e lo porta nell'ambiente circostante che si trova a temperatura più alta. Perciò, il frigorifero raffredda gli alimenti e nello stesso tempo riscalda la cucina. A parità di lavoro compiuto dal compressore, maggiore è la quantità di calore rimosso, migliore è l'efficienza del frigorifero. L'efficienza è misurata dal coefficiente di resa, rapporto tra il calore rimosso e il lavoro necessario per rimuoverlo. In genere il coefficiente di resa si indica con la sigla COP.

clip_image002

Valori tipici del COP sono compresi fra 2 e 6.
Per esempio, se un frigorifero usa 100 J (Joule) di energia elettrica per rimuovere 200 J di calore, ha un coefficiente di resa:

clip_image002[4]

Durante il funzionamento, il motore del compressore spinge un gas ad alta pressione lungo una serpentina che sta sulla parte posteriore del frigorifero. Il gas nella serpentina si raffredda e diventa liquido cedendo calore all'ambiente esterno. Il liquido passa nei tubi interni del frigorifero; evapora a bassa pressione e quindi assorbe calore all'interno del frigorifero che si raffredda. Il fluido ritorna al compressore e il ciclo ricomincia.

frigorifero


II condizionatore d'aria

Il condizionatore d'aria serve per raffreddare un ambiente d'estate. Il funzionamento è simile a quello del frigorifero: sottrae calore dall'interno di una stanza e lo riversa all'esterno a una temperatura più alta. Le caratteristiche costruttive del condizionatore sono diverse da quelle del frigorifero. Una parte del condizionatore deve essere tenuto fuori della stanza da raffreddare: sono i motori che a volte vediamo appesi sulle facciate degli edifici o sui balconi.
Per il calcolo del coefficiente di resa si utilizzano le stesse formule del frigorifero.

condizionatore


La pompa di calore

La pompa di calore, invece, è un dispositivo capace di riscaldare un ambiente prelevando calore dall'esterno (a bassa temperatura) e portandolo in un locale a più alta temperatura. Per fare questo deve compiere un lavoro L, come si può vedere nella figura più sotto. Il principio di funzionamento è simile a quello del condizionatore, ma poiché l'obiettivo è quello di riscaldare invece di raffreddare un locale, i serbatoi interno ed esterno sono invertiti. Il coefficiente di resa è quindi definito in modo diverso da quello del frigorifero e del condizionatore:

clip_image002[6]

Per esempio, una pompa di calore che fornisce 3000 J di calore ad una stanza, facendo un lavoro di 750 J, ha un coefficiente COP = 4.
In genere, le pompe di calore si possono invertire e usare come condizionatori d'estate.

pompa di calore

_____________________

Se questo articolo ti è piaciuto, iscriviti al mio feed. I feed ti permettono di ricevere direttamente sul tuo pc tutti gli articoli del mio blog senza bisogno di visitarlo continuamente! Per maggiori informazioni sui feed, guarda questo filmato.

 

 

Leggi anche:

>> Il principio di Archimede

>> Blaise Pascal

>> Evangelista Torricelli

>> Coefficiente angolare. Il significato geometrico

>> Moto armonico

>> La lampadina

>> Sistemi di equazioni di primo grado

>> E = mc²: la formula fisica più famosa della storia

>> Matrici e determinanti

>> Numeri decimali

>> Algoritmo

>> Forza gravitazionale e forza elettrostatica: analogie e differenze

>> Velocità della luce. Galileo fu il primo a cercare di misurarla

>> Teorema di Pitagora. Ecco come impararlo facilmente

Nessun commento:

Posta un commento

Lascia un tuo commento!

Space X Starship: il nuovo tentativo di lancio del 18 novembre 2023.

Vediamo un frammento della diretta del lancio dello Starship del 18 noembre 2023. Il Booster 9, il primo stadio del razzo, esplode poco dopo...