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Un nuovo dispositivo per scaldare un ambiente domestico dotato di camino.
4. Quanta energia elettrica consuma? 6. E` salubre per l’ambiente ? 9. Perche` nessuno ci ha pensato prima? 10. Come si distribuisce l’aria calda che si produce? 11. Radiatori convenzionali, irraggiamento termico, aria calda. 13. Che impatto ha sul camino? 14. Perche` e` importante l’alimentazione separata d’aria del camino? 15. Anche nelle stufe a legna e` importante l’alimentazione separata dell’aria? 16. Perche` il camino tradizionale non riscalda bene? 17. La legna e` un buon combustibile? 18. Quali sono gli effetti sull’ambiente della combustione della legna? 19. Come si colloca il dispositivo rispetto a sistemi alternativi basati su un camino? 20. Se va via l’energia elettrica che cosa succede? 21. Come si colloca il dispositivo rispetto ai sistemi basati su caldaie – radiatori ? 23. Sono pensabili modelli in scala minore, stand alone, indipendenti dal camino? 24. Vi e` tornaconto e, se sì, quanto e` consistente? 25. Se il dispositivo venisse adottato massivamente quale sarebbe il suo impatto sul global warming?
Serve a scaldare un ambiente, una casa ove vi sia un camino in cui arda legna.
E` un oggetto di semplicissima configurazione che non abbiamo voluto ”complicare” con aggiunte inessenziali; il costo orientativo, ex fabrica potrebbe essere di € 100 o meno a seconda del ciclo produttivo piu` che della configurazione. Se prodotto in grande scala potrebbe essere molto minore di € 100.
Si pensi che un Kg di legna costa € 0,10 e che l’energia equivalente ad 1 Kg di legna e` contenuta in una quantita` di gasolio che costa € 0,40. Posto il rendimento di conversione dei dispositivi a gasolio dell’90% se il rendimento di conversione del nostro dispositivo e` superiore al 22.5 %, e lo e` sicuramente, il guadagno e` molto forte non meno del doppio: la sua adozione dimezza o piu’ che dimezza i costi di riscaldamento (se si tien poi conto delle macroscopiche differenze di costo di impianto, del fatto che la legna e` un prodotto nazionale, poco gravata fiscalmente....)
4. Quanta energia elettrica consuma? UP Essendo la sola utenza elettrica un ventilatore di piccola portata e prevalenza il dispositivo consuma non piu` di 100-150 watts.
E` sicuro in se’ anche se come ogni oggetto adiacente un fuoco va adoperato con un certo buon senso.
6. E` salubre per l’ambiente ? UP Producendo aria calda a temperatura piuttosto elevata non solo il dispositivo non e` nocivo ma e` molto salubre in quanto tutta l’aria che lo attraversa e` sterilizzata. L’utilizzo sistematico del dispositivo contribuisce a mantenere bassa la carica batterica e virale degli ambienti rispetto alla condizione che si avrebbe senza l’uso del dispositivo.
Le radiazioni elettromagnetiche prodotte dalla combustione vengono assorbite dalle superfici esterne di un’unica tubatura che si scalda ed entro la quale viene fatta circolare aria ad alta velocita` con un forte scambio termico ed una forte produzione di aria calda.
E` una novita` vera, sul mercato non esiste nulla di simile nella scala che si propone.
9. Perche` nessuno ci ha pensato prima? UP Probabilmente perche` componenti come ventole di piccola scala e peso sono diventate comuni solo da pochissimi decenni e c’e` sempre una certa isteresi nella applicazione di nuovi componenti in nuovi campi; puo’ avere giocato un certo ruolo anche una non sempre chiara comprensione dei meccanismi di scambio termico che in certi casi non e` aiutata molto da una letteratura tecnica che non va in fondo, con esempi numerici, nella spiegazione dei fenomeni di scambio dei quali viene spesso presentato solo l’aspetto qualitativo e non il numerico quantitativo.
10. Come si distribuisce l’aria calda che si produce? UP Si distribuisce da se`, a patto di conservare le porte aperte. Come e` facilmente verificabile con sensori tanto sensibili quanto semplici, si creano dei moti espansivi di aria calda che si allontana dal punto nel quale viene generata e dai corrispettivi moti di ritorno di aria piu` fredda che cammina verso il basso dei locali e che da` continuita` di massa al sistema. Se le porte sono chiuse il fenomeno di espansione-ritorno non puo’ coinvolgere i locali isolati dal camino. Se vi sono piani superiori il caldo va preferenzialmente verso detti piani e se la cosa non e` desiderata devono essere chiuse le porte di comunicazione con i piani alti della casa. Se si volesse accelerare la distribuzione di aria calda verso particolari locali e per particolari esigenze basterebbero ventole orientate a crca 45º verso l’alto orientati vero i locali da riscaldare.
11. Radiatori convenzionali, irraggiamento termico, aria calda. UP I radiatori scambiano energia termica per irraggiamento e per convezione naturale. Essendo lo scambio convettivo fortemente dipendente dalla velocita` dell’aria ed essendo l’aria nella convezione naturale a bassa velocita`, un radiatore convenzionale scambia prevalentemente per irraggiamento, il che’ significa che da poca aria calda e che gran parte dell’energia e` irradiata come energia elettrromagnetica. Detto irraggiamento si trasforma in energia termica solo quando le radiazioni sono assorbite da superfici di solidi, che possono pro’ avere una grande massa e pertanto richiedere ore e giorni per portarsi a regime; i sistemi a radiatori sono quindi molto lenti e poco efficaci, da considerarsi obsoleti.
12. Aria calda e scambiatori. UP Uno scambiatore produce aria calda in significative o eccellenti aliquote se la sua superficie di contatto con il fluido raffreddante e` ad alta temperatura e se il fluido raffreddante (aria da scaldare) che lo lambisce e` alla maggiore velocita` praticamente possibile: i due parametri (temperatura della superficie di scambio e velocita` dell’aria raffreddante) sono cruciali per avere il migliore degli scambi: portare all’esasperazione questi due parametri consente di ridurre le superfici di scambio (terzo parametro critico): e` esattamente quello che abbiamo fatto : alta temperatura delle superfici di scambio, alta velocita’ dell’aria raffreddante, bassa superficie di scambio per avere bassi ingombri e pesi ovvero alte potenze specifiche in rapporto al peso del dispositivo. Il risultato cercato e` stato eccellentemente perseguito
13. Che impatto ha sul camino? UP Nessuno. Il dispositivo e` aggiuntivo, puo` essere rimosso quando si vuole e non richiede nulla dal camino stesso.
14. Perche` e` importante l’alimentazione separata d’aria del camino? UP E’ importantissima in quanto l’aria necessaria alla combustione e` sempre aria fredda esterna e bisogna assolutamente evitare che essa attraversi i vari locali del sistema prima di raggiungere il camino. Per un efficace condotta del sistema e` importantissima l’alimentazione dedicata e separata del camino che si ottiene “sigillando”, o praticamente sigillando per via di esigenze igieniche di ricambio dell’aria, tutte le porte e le finestre e portando alla base del focolare un tubo, un condotto di 20-25 cm di diametro, sufficiente ad alimentare la combustione.
15. Anche nelle stufe a legna e` importante l’alimentazione separata dell’aria? UP Certamente e per gli stessi motivi. Si faccia ben attenzione a questa esigenza dell’alimentazione separata altrimenti si incorre in un inutile raffreddamento dei locali che abbiano un qualche spiraglio verso l’esterno. Rammenti chi l’abbia notato, quanto sono freddi i locali adiacenti il locale nel quale vi e` un camino acceso. La combustione ha bisogno di aria, tutti i locali vengono messi in depressione e da ogni spiraglio entra aria fredda: un eccellente sistema di ... raffreddamento.
16. Perche` il camino tradizionale non riscalda bene? UP Per due motivi: del primo si e` gia` detto: aspirazione di aria esterna fredda da ogni spiffero, da ogni apertura piu’ o meno grande che sia, con conseguenti piccoli ma numerosi flussi di aria fredda per ogni locale che non sia isolato dall’esterno. Il secondo motivo e` dato dal fatto che la combustione produce energia elettromagnetica e non calore (salvo i gas caldi prodottisi nella combustione), il calore e` generato solo quando l’energia radiante, le radiazioni, sono assorbite, cioe` incontrano una superficie, cioe’ in pratica sulla superficie di muri e mobili ed anche su qualsiasi altro corpo, ma non sull’aria( se non per aliquote non significative). Difatti l’energia elettromagnetica prodottasi dalla combustione e` in buona parte “sparata” verso la canna fumaria, in altra buona parte assorbita dalle superfici che delimitano la camera di combustione in altra parte assorbita da ogni altra superficie che veda le fiamme. Dette superfici convertono parte dell’energia elettromagnetica in calore elevando la temperatura dei corpi delimitati dalle superfici, ma detti corpi possono avere masse molto consistenti (muri) ed ecco che gli effetti di innalzamento della temperatura dei solidi che “vedono” il fuoco sono modesti e conseguentemente sono modeste le aliquote dell’energia in gioco cedute all’aria per convezione naturale.
17. La legna e` un buon combustibile? UP Un eccellente combustibile: a parte il potere calorifico che (4,000 Kcal/Kg) e` comunque il 40% del potere calorifero del gasolio, la legna e` un rinnovabile di nostra proprieta` e produzione, nel suo ciclo di lavoro genera lavoro per i nostri lavoratori, remunera i proprietari dei nostri fondi, e` disponibile in quantita` enormi, il suo uso come combustibile e` ecologicamente non dannoso, non e` di importazione, non e` di stoccaggio pericoloso, e` ben distribuita si tutto il territorio, non provoca guerre....
18. Quali sono gli effetti sull’ambiente della combustione della legna? UP Indirettamente positivi in quanto la combustione di 2.5 Kg di legna evita la combustione di 1 Kg di gasolio: bruciando 1 Kg di gasolio comunque si immetterebbero nell’atmosfera anche i gas della legna che marcisce (anche peggio della combustione in quanto le aliquote di metano che si producono sono fra le dannose per l’effetto serra che determinano – molto di piu` dell’anidride carbonica). Non bruciare la legna significa in long run farla marcire e farla marcire puo` essere peggio che bruciarla.
19. Come si colloca il dispositivo rispetto a sistemi alternativi basati su un camino? UP Si colloca in posizione vincente: in sintesi finale se non si producono forti aliquote di aria calda significa che se ne producono fortissime in irraggiamento, il che, ai fini del riscaldamento domestico, e` poco utile. Anche se non tutti lo dicono con chiarezza i radiatori (nomina sunt ...) non sono la migliore delle soluzioni tecniche.
20. Se va via l’energia elettrica che cosa succede? UP Nel suo modello base il dispositivo non funzionerebbe perche` non si e` voluto pensare ad una ventola a 18V in alternativa alla ventola a 220 V. Per dispositivi pensati per l’emergenza si possono prevedere in aggiunta o in sostituzione ventole a 18V, date le modeste potenze in gioco. Sono chiaramente pensabili sistemi automatici di back up a 220 V. Ma detti sistemi sono piu` logicamente pensabili a livello multiutenze.
21. Come si colloca il dispositivo rispetto ai sistemi basati su caldaie – radiatori ? UP Il dispositivo puo’ essere visto non solo come sostitutivo ma come integrativo o di emegenza o alternativo per avere una piu’ coprente possibilita` di fronteggiare ogni situazione ed ogni esigenza. Il dispositivo e` comunque pensato primariamente come uno stand alone, non sistemisticamente necessariamente integrato con altri sistemi.
22. Vi sono configurazioni geometriche-funzionali-costruttive alternative basate sullo stesso concetto, sulle stesse leggi fisiche? UP Possdono esserci varianti geometriche di configurazione, certamente, ma quella indicata e` comunque quella parsa vincente da un punto di vista complessivo.
23. Sono pensabili modelli in scala minore, stand alone, indipendenti dal camino? UP Certamente anche se la loro utilita` non potrebbe essere la stessa di modelli pensati per una casa di medie dimensioni e per un camino comune, anch’esso di dimensioni e caratteristiche medie.
24. Vi e` tornaconto e, se sì, quanto e` consistente? UP Qualche numero: il rapporto fra i costi di acquisto (e` conservativo considerare per noi solo i consumi, come ammortamenti il dispositivo e` chiaramente vincente) e` di 1/4 ovvero l’energia chimica della legna costa 4 volte di meno ovvero il 25 % dell’analogo costo per il gasolio. Dato un rendimento dell’90% del gasolio, se il rendimento del dispositivo fosse del 22.5% non vi sarebbe guadagno o perdita (solo in quanto a consumi!), ma si ha ragione di ritenere che il rendimento sia per lo meno del 50%, con il che` si puo` dire che si spende la meta`. Ma il calcolo e` troppo conservativo in quanto la produzione di aria calda rispetto all’irraggiamento e’ dal punto di vista del confort, della prontezza di reazione del sistema un qualcosa di enorme valore. Diremo ancora che gli investimenti per gli impianti sono macroscopicamente diversi: possiamo azzardare che si spende meno di un terzo se si consuma legna di quanto si spenderebbe in gasolio ed ancora siamo conservativi eppoi l’energia e` nostra eppoi si riduce il danno ambientale eppoi...
25. Se il dispositivo venisse adottato massivamente quale sarebbe il suo impatto sul global warming? UP Positivo. Infatti se si continuera` ad usare gasolio o gas al posto della legna all’effetto della CO2 della combustione del gasolio/gas si sommeranno gli effetti dei gas che si producono dalla metabolizzazione batterica delle biomasse lasciate marcire che sono rilevanti. In altri termini essendo la matebolizzazione batterica un processo che produce gas con effetto negativo sull’ambiente sia il consumo di fossili che l’immarciscimento di biomassa hanno effetti negativi sll’ambiente per cui bruciare legna al posto di gasolio elimina l’immissione dei gas dovuti alla metabolizzazione batterica
A.V. 30-4-2007
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