ENERGIA TERMICA. Andrea Agnelli

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1 ENERGIA TERMICA Andrea Agnelli

2 L'energia termica è la forma di energia posseduta da qualsiasi corpo che abbia una temperatura superiore allo zero assoluto. Macroscopicamente la quantità posseduta di tale energia è proporzionale alla temperatura, alla massa e al calore specifico del corpo

3 L'energia termica può essere prodotta in grande quantità semplicemente attraverso le reazioni chimiche di combustione, oppure per mezzo di reazioni nucleari, o anche attraverso il passaggio di corrente elettrica attraverso un filo a bassa resistenza (cioè per effetto Joule), come avviene nelle stufe elettriche e in tutti gli elettrodomestici che riscaldano l'ambiente (lavatrice, forno elettrico, ecc). Due sono le fonti naturali di energia termica: il Sole e il sottosuolo.

4 CONSUMI FINALI DI ENERGIA

5 CONSUMI DI ENERGIA PER USI TERMICI

6 APPLICAZIONI Le applicazioni dell'energia termica sono: nel riscaldamento e cottura dei cibi una volta prodotta da fonti di energia; nella produzione di energia meccanica e energia elettrica dopo averla appositamente convertita;

7 CONVERSIONE IN ENERGIA MECCANICA Un gas a volume costante, aumenta l'energia cinetica media delle particelle che lo compongono, che così incrementano la pressione sulle pareti del recipiente che le contiene. Il gas ha acquisito energia potenziale, a livello macroscopico, ed è così in grado, eventualmente, di espandersi e poter compiere un lavoro meccanico come avviene comunemente nelle macchine termiche. L'energia potenziale acquisita dal gas è dovuta all'energia termica somministratagli. L'acquisizione di energia termica da parte del gas viene confermata dal fatto che il gas aumenta la sua temperatura. Nel caso il gas possa espandersi, compie un lavoro e così consuma parte dell'energia che ha acquisito, raffreddandosi.

8 CONVERSIONE IN ENERGIA ELETTRICA L'energia termica può trasformarsi in altre forme di energia, ad esempio si trasforma in energia elettrica nelle centrali termoelettriche, nelle centrali geotermiche e nelle centrali solari

9 Centrale termica solare, per la conversione dell'energia termica solare in energia elettrica.

10 PANNELLO SOLARE TERMICO Un sistema solare termico cattura e trasforma l'energia solare in calore. L'acqua calda prodotta viene quindi immagazzinata in un bollitore (boiler) ben coibentato ed è pronta per essere utilizzata. Il dispositivo base, "il collettore solare", è costituito da un corpo nero assorbente entro il quale può scorrere un fluido (con la funzione di captare l'energia irradiata dal sole attraverso la superficie scura e trasferirla sotto forma di energia termica al fluido) e una copertura selettiva trasparente sulla parte esposta al sole (con la funzione di limitare le dispersioni per irraggiamento verso l'ambiente esterno), tutto racchiuso in un contenitore opportunamente isolato sulle pareti laterali e sulla parete opposta a quella di ricezione della radiazione.

11 nelli_solari_termici_installati_nei_maggiori_comuni_su_ edifici_comunali_per_mille_abitanti?t=grafico

12 Il sistema può avere due tipi di circolazione, naturale o forzata.

13 CIRCOLAZIONE NATURALE Nel caso della circolazione naturale a termosifone, per far circolare il fluido vettore nel sistema solare, si sfrutta la convezione. Il liquido vettore riscaldandosi nel pannello solare si dilata e galleggia rispetto a quello più freddo presente nello scambiatore del serbatoio di accumulo spostandosi, quindi, nello scambiatore posto più alto rispetto al pannello solare cedendo il suo calore all'acqua sanitaria del secondario. Questa tipologia è più semplice di quella a circolazione forzata.

14 CIRCOLAZIONE FORZATA La circolazione del liquido avviene con l'aiuto di pompe solo quando nei pannelli il fluido vettore si trova ad una temperatura più elevata rispetto a quella dell'acqua contenuta nei serbatoi di accumulo. Per regolare la circolazione ci si avvale di sensori elettrici che confrontano la temperatura del fluido vettore nel collettore con quella nel serbatoio di accumulo (termocoppia).

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16 La differenza principale fra le due tecniche di conversione sta principalmente nel fatto che nella prima (circolazione naturale) non ci sono elementi impiantistici di tipo elettromeccanico: il motore della circolazione naturale è direttamente l'energia solare. Nella seconda (circolazione forzata) il fluido viene fatto circolare da una pompa di circolazione. Un impianto solare termico garantisce risparmi di combustibile fino al 90%, con una tecnologia rispettosa dell ambiente, sicura, affidabile e di lunghissima durata (20 anni).

17 SOLE PRO: l'energia solare è gratuita, inesauribile, e diffusa in tutto il mondo; non inquina e non produce residui; è adatta per usi di tipo domestico: pannelli solari per produrre energia termica o piccoli impianti per produrre elettricità possono essere installati sui tetti delle case. CONTRO: il sole è una fonte non continua, sparisce di notte e quando è nuvoloso; gli impianti costano molto e per produrre buoni quantitativi di elettricità è necessario coprire grandi aree con pannelli solari.

18 CONSUMI DI ENERGIA TERMICA PER FONTI

19 SETTORI DI CONSUMO

20 FONTI

21 TEMPERATURE AZIENDALI ENERGIA TERMICA IN EUROPA

22 CONSUMI E.TERMICA DA FONTI RINNOVABILI

23 INQUINAMENTO TERMICO Vi sono due tipologie d'inquinamento termico: l'inquinamento termico diretto: quando la sorgente inquinante agisce direttamente immettendo energia termica nell'ecosistema in cui si colloca, provocandone un innalzamento di temperatura immediato ed elevato. l'inquinamento termico indiretto: quando gli effetti delle sorgenti inquinanti si ripercuotono a scala globale. In questo caso le sorgenti inquinanti sono essenzialmente gas che cambiano il clima come il metano, idrocarburi alogenati e anidride carbonica responsabili dell'effetto serra.