Rendimento macchina termica

Il rendimento di una macchina termica è quel valore numerico che indica il rapporto tra la quantità di calore prodotto dalla macchina e la quantità di calore assorbito dalla stessa, ossia tra ciò che si ottiene e ciò che si deve spendere per far funzionare la macchina termica. E' conosciuto anche come rendimento utile. Per comprendere il rendimento della macchina termica è necessario riprendere lo schema della macchina termica.

MACCHINA TERMICA

Il rendimento della macchina termina è quindi pari al rapporto tra L ( lavoro ) e Einput ( energia in ingresso ). Il lavoro è esprimibile anche come differenza tra l'energia fornita alla macchina e l'energia ceduto dalla macchina all'esterno, ossia quella andata perduta durante il processo di combustione. E' quindi possibile scrivere l'equazione del rendimento di una macchina termica nelle seguenti forme:

RENDIMENTO MACCHINA TERMICA

Il rendimento della macchina termica è sempre in quantità inferiore all'unità nel rispetto del secondo principio della termodinamica. Quanto più alto è il rendimento di una macchina, tanto maggiore è la sua efficienza e tanto minori sono gli sprechi. In termica esistono anche macchine termiche che possono avere un rendimento maggiore del 100%. Si tratta però di macchine in grado di recuperare e riutilizzare parte del calore già prodotto, che – anziché andare disperso attraverso i fumi in uscita – viene, mediante uno scambiatore di calore – utilizzato come quantità di energia da sommare a quella normalmente a disposizione, attraverso il combustibile. Tali macchine termiche sono – ad esempio – le pompe di calore. Il rendimento di una pompa di calore è definito dall’espressione COP, che significa coefficiente di prestazione. Generalmente, in valori ottimali il COP di una pompa di calore è pari a 3 e ciò significa che la macchina termica ( pompa di calore ) è in grado di produrre 3 kW di energia termica per ogni kW di energia elettrica assorbita. Una macchina termica costituisce parte fondamentale, ma non unica, di un impianto termico. Il rendimento complessivo di un impianto termico è dato dal prodotto del rendimento di ciascun componente dell’impianto stesso:

  • Rendimento di generazione. Il rendimento di generazione o produzione è il rapporto tra l'energia termica utile prodotta dall'impianto di produzione e l'energia richiesta alla sorgente energetica. Il suo valore è fornito dal produttore oppure può essere stimato in funzione della potenza nominale con le formule indicate nella norma UNI 10379. Il rendimento di generazione o produzione si indica con l’espressione ηp.
  • Rendimento di distribuzione. Il rendimento di distribuzione è il rapporto tra l'energia termica globale richiesta dalle varie zone dell'edificio e quella immessa nella rete. Caratterizza l'influenza esercitata dalla rete di distribuzione sulla perdita di energia termica non direttamente ceduta agli ambienti da riscaldare. Il rendimento di distribuzione si indica con l’espressione ηd.
  • Rendimento di emissione. Il rendimento di emissione è il rapporto tra il fabbisogno energetico utile di riscaldamento degli ambienti con un sistema di emissione di riferimento in grado di fornire una temperatura interna perfettamente uniforme e uguale nei vari ambienti e il sistema di emissione reale nelle stesse condizioni di temperatura interna di riferimento e di temperatura esterna. Il rendimento di emissione si indica con l’espressione ηe.
  • Rendimento di regolazione. Il rendimento di regolazione è il rapporto tra il fabbisogno energetico utile di riscaldamento degli ambienti con una regolazione teorica perfetta e quello richiesto con la regolazione reale. Tiene conto del fatto che un sistema di regolazione che non risponde accuratamente e velocemente alla richiesta di energia genera oscillazioni di temperatura all'interno dell'ambiente che causano incrementi di scambi termici per trasmissione e ventilazione verso l'esterno Il rendimento di regolazione si indica con l’espressione ηr.

Il rendimento complessivo di un impianto termico è ottenuto moltiplicando i singoli rendimenti di cui sopra e si indica con l’espressione ηg. Per efficientare un impianto termico è quindi opportuno migliorare il rendimento di ciascun suo componente.



 
 







 

Macchina termica

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