Termodinamica riscaldamento casa, con stufe e caminetti New Page 12

Le PAGINE TECNICHE spiegano come realizzare il sistema di RISCALDAMENTO NATURALE in casa vostra:

1- La legna è il combustibile naturale più economico.

2- Stufe speciali che restano accese 30 ore con una sola carica di legna scaldano case intere.

4- La stufa a lunga autonomia porta l'ESTATE in casa vostra riscaldandola con principi fisici naturali.

DINAMICA TERMICA 1:

sintesi:

CONDIZIONE DI BENESSERE TERMICO

EQUILIBRIO di scambio CALORE ENDOGENO ED ESOGENO

 

 

CALORE ENDOGENO

metabolismo

 

attività fisica

 

 

CALORE ESOGENO

temperatura aria

 

temperatura oggetti a contatto con il nostro corpo

 

temperatura oggetti-muri vicini

 

velocità e direzione dell'aria

 

umidità e condense

approfondimenti:

Il calore:

Il calore è energia. Scientificamente parlando, il calore è causato dagli urti degli atomi che non sono mai immobili ma sono sempre in movimento. Più calore corrisponde a più movimento atomico. Gli urti causano per conseguenza l'emissione di radiazioni infrarosse (benefiche) dette anche irraggiamento o calore radiante. L'aumento di temperatura d'un corpo ne causa la dilatazione per effetto dell'agitazione atomica incrementata. Scaldando un materiale provochiamo l'aumento di agitazione atomica con aumento di collisioni atomiche ed emissione incrementata di radiazioni infrarosse (o calore). Un corpo caldo che emette raggi infrarossi in un ambiente freddo cede calore con diminuzione della sua agitazione atomica e contrazione delle sue dimensioni. Il corpo più freddo viene sempre riscaldato per irraggiamento e/o per conduzione dai corpi circostanti più caldi! Un corpo caldo (sopra lo zero assoluto) in un ambiente all'identica sua temperatura, cede e riceve la stessa quantità di calore, si trova in equilibrio termico e non diminuisce nè aumenta la sua temperatura. L'equilibrio termico è la condizione a cui tende la natura tramite la cessione d'energia termica che avviene dal corpo caldo verso il corpo freddo. Maggiore è la differenza termica tra i corpi, maggiore sarà la velocità di trasferimento termico e la quantità di tale trasferimento nell'unità di tempo. La maggior differenza di temperatura tra i corpi incrementa lo scambio termico. I corpi incandescenti emettono anche delle radiazioni luminose.

Lo zero assoluto (-273,15°C) è la condizione d'assenza d'energia termica ed assenza d'agitazione molecolare.


Principi di termodinamica:

- L'energia non si crea nè si distrugge, la si può solo trasformare da una forma all'altra (calore, elettricità, movimento, forza)!

- L'energia termica (calore) migra sempre e solo dal corpo caldo al corpo freddo e mai nella direzione inversa!  (Un corpo freddo vicino a noi non trasferisce il freddo al nostro corpo, è il nostro corpo che cede il calore al corpo freddo e facendolo perde il suo calore e si raffredda.


Il corpo umano produce calore grazie al suo metabolismo che brucia gli zuccheri... lo zucchero è il combustibile del corpo umano. Il corpo umano necessita della giusta temperatura di funzionamento ed ha un sistema di regolazione automatico che riesce a regolarla in diverse condizioni esterne... purtroppo riesce a fare correzioni in maniera molto limitata nella sua capacità di riscaldarsi. Sulla cessione  di calore riesce invece a regolarsi maggiormente grazie alla sudorazione che asporta calore in maniera incisiva. L'attività fisica aumenta il metabolismo degli zuccheri ed incrementa il calore prodotto. I fattori esterni incidono apportando od asportando calore. Il benessere fisico dipende dalla somma tra calore endogeno (generato all'interno) e calore esogeno (apportato dall'esterno per irraggiamento e conduzione). Anche il corpo umano emette calore che influisce sull'equilibrio dell'ambiente esterno. Un luogo pieno di persone od animali si scalda grazie all'apporto di calore dei soli corpi... un corpo umano potrebbe emettere circa 100 W di calore per irraggiamento, convezione, conduzione, traspirazione!

Fonte PEXATHERM Italia


L'attività fisica incide molto sulla produzione termica del corpo umano.

Fonte PEXATHERM Italia


INTERAZIONI TERMICHE

il corpo umano cede od acquisisce calore per irraggiamento, per conduzione e convezione.

Il corpo irradia calore, contemporaneamente genera convezione (che è conduzione verso l'aria che ci sfiora) e disperde o acquisisce calore per conduzione con i materiali con cui è a contatto.

La dispersione del calore impedisce il sovra-riscaldamento del corpo che porterebbe alla morte mentre l'acquisizione di calore dall'ambiente permette di non morire di freddo.

Se il calore ambientale è insufficiente il corpo sente freddo perchè cede troppo calore e viceversa se l'ambiente apporta troppo calore al corpo umano, esso non riesce a disperdere abbastanza calore e inizia a sudare per aumentare la dispersione.

influenze termiche reciproche tra corpo ed ambiente

 

Il corpo in fase di riposo ha una temperatura superficie esterna di circa 36 gradi ma trova il suo equilibrio termico con un ambiente avente circa 21 o 22 gradi di temperatura dell'aria. In questa situazione il corpo riesce a disperdere l'eccesso di calore interno senza disperderne troppo. Se in condizione di riposo stiamo bene a 22 gradi ed il corpo ha la sua superficie a 36 gradi ed internamente ha una temperatura ancora maggiore, significa che il corpo umano deve cedere calore costantemente per stare in equilibrio termico corretto... ma non deve cederne troppo!

Il corpo genera molto calore e deve cederne all'esterno per raffreddarsi... come qualsiasi macchina termica inventata dall'uomo!

Oltre alla temperatura dell'aria vi sono fenomeni d'irraggiamento degli oggetti solidi circostanti che emettono raggi infrarossi in base alla loro temperatura superficiale ed al materiale di cui sono composti.

Se l'aria è a 21 gradi ma si è vicini ad un corpo gelido alla lunga sentiremo freddo sul lato vicino al corpo gelido. Ciò accade perchè noi irraggiamo calore verso di esso, lui riceve il nostro calore ma non ne emette abbastanza verso di noi, noi avremo una perdita di calore eccessiva e sentiremo freddo.

Per ripristinare la condizione di benessere termico sarà bene togliere l'oggetto gelido oppure riscaldarlo oppure aumentare di 1 o 2 gradi la temperatura dell'aria circostante per contrastare la perdita termica, oppure fare attività fisica che permette d'aumentare la generazione termica interna... oppure mettere una maglia più spessa che riduca le nostre perdite termiche o mettere il maglione sul corpo freddo (coibentazione) affinchè la nostra cessione di calore nei suoi confronti venga limitata.

Nel riscaldamento domestico si dovrà tenere conto che più sono gelidi i muri esterni e più alta dovrà essere la temperatura dell'aria o l'emissione nell'ambiente di calore radiante.

la vicinanza del muro gelido crea perdite di calore del nostro corpo verso il muro freddo


il muro gelido crea un effetto di "convezione al contrario" con l'aria che al suo contatto si raffredda e scende.

 

Nel caso di sopra, se avessimo il divano proprio sotto il muro freddo, ci giungerebbe aria gelida dal soffitto sulla nostra testa rendendo spiacevolmente freddo soggiornare sul divano. Anche qui la coibentazione potrà aiutare a diminuire l'effetto convettivo "negativo". Il riscaldamento a battiscopa elimina totalmente questo effetto ed elimina totalmente tutti gli effetti negativi dei muri freddi, inclusa la possibilità, in presenza d'eccesso di umidità, di formazione di condensa superficiale sulle pareti. La condensa va a diminuire il potere isolante del muro stesso rendendolo più conduttivo e quindi più freddo ancora aggravando ulteriormente la situazione.

Se l'apporto termico nella stanza è troppo debole il corpo umano entra in cessione eccessiva di calore verso l'esterno con sensazione di freddo... questa è la situazione che si vuole contrastare con i sistemi di riscaldamento.

 

Il pavimento freddo provoca la medesima condizione ed in più asporta calore dai nostri piedi per conduzione (piedi freddi) tuttavia se riscaldiamo abbondatemente l'ambiente, la sensazine di piedi freddi tende ad essere eliminata.



Il benessere termico è regolabile in base all'apporto termico che ci giunge dai corpi sterni (sistema riscaldamento / stufa).

L'apporto termico esterno può avvenire per conduzione dai materiali che tocchiamo (inclusa l'aria) e per irraggiamento.

Chiameremo fattore X la somma del calore interno e di quello esterno che determinano la condizione d'equilibrio e di benessere termico... preso atto che ci occupiamo di riscaldamento domestico e che in casa siamo sovente in condizione di riposo, il calore endogeno è pressochè stabile, il fattore X può essere definito come il solo apporto termico esterno.

Lo scopo del riscaldamento invernale è appunto quello di generare le condizioni di mantenimento di quel valore X di produzione termica necessaria all'equilibrio di temperatura umana.

Un corpo a 30°C che si sviluppa per una superficie di 1mq, irradia all'incirca 1 kw. I muri delle nostre abitazioni irradiano calore in base alla loro temperatura ed alla loro superficie. Più essi sono freddi minore è l'apporto che possono fornirci e maggiori saranno le nostre perdite termiche nei loro confronti. La coibentazione innalza la loro temperatura superficiale aumentando il comfort e diminuendo le nostre perdite verso i muri. Un palchetto sul pavimento apporta lo stesso beneficio.

Se i muri grazie alla coibentazione sono a 15 gradi, irradiano più calore che se avessero 7 gradi superficiali e riducono le nostre perdite nei loro confronti... la coibentazione è sempre importante!

Avendo muri più caldi, per raggiungere il fattore X di benessere saranno sufficienti temperature dell'aria inferiori e minore apporto termico dalla stufa od altra fonte di calore.

La velocità dell'aria incide notevolmente: se l'aria è veloce e fredda, accelera notevolmente la dispersione di calore del nostro corpo per conduzione!

Il corpo umano ha sempre necessità d'apporto di calore esterno per vivere ma in quantità tale da permettere una leggera dispersione termica.

In estate l'apporto di calore è eccessivo e vengono richiesti ombreggiamento e raffrescamento.

In inverno l'apporto termico è insufficiente ed è richiesta una fonte di calore aggiuntiva per sopperire alle perdite termiche.

per consulenze gratuite sul vostro caso visitate questa pagina ed inviateci le informazioni richieste

BUON RISCALDAMENTO A TUTTI!

AVVERTENZA LEGALE DM n.186, 7 novembre 2017: le stufe a legna vanno utilizzate come da certificazione (es.: prodotto 12 kw/h inserire 3.4kg legna all'ora con andatura elevata),

leggete attentamente il manuale Italiano fornito per acquisire le corrette indicazioni d'uso conformi al DM 186 per Italia/Europa.

RICHIEDETE SEMPRE il Manuale Italiano a info@stufefocolari.com


di Emiliano Squillari

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