Il Corriere Termo Idro Sanitario Aprile 2025 | Page 14

L’ ESPERTO RISPONDE DOMANDE APERTE

ENERGIA SOLARE

Che cos’ è la giunzione p-n nei pannelli fotovoltaici?

Il funzionamento di un pannello fotovoltaico si basa su un principio fisico scoperto nel 1839 da Alexandre Edmond Becquerel. Albert Einstein lo illustrò dettagliatamente nel 1905. Esso si basa sulla capacità di alcuni materiali semiconduttori di convertire la luce solare direttamente in energia elettrica, grazie all’ azione di numerose celle fotovoltaiche, generalmente realizzate in silicio, un materiale semiconduttore che viene“ drogato”, ovvero gli vengono aggiunte impurità per creare due strati: uno con carica positiva( strato p) e uno con carica negativa( strato n). L’ u- nione di questi due strati forma una“ giunzione p-n”. Quando i fotoni della luce solare colpiscono la cella fotovoltaica, alcuni di essi vengono assorbiti dal silicio. In questo modo, grazie ad una serie di fenomeni elettrochimici, si crea una differenza di potenziale, grazie alla quale è possibile avere una corrente elettrica continua.

SEPARATORE DI GOCCE

Qual è la funzione di un separatore di gocce in una torre di raffreddamento?

Il separatore di gocce è un componente cruciale delle torri di raffreddamento, e il suo compito è quello di rimuovere le gocce d’ acqua trascinate dal flusso d’ aria prima che quest’ ultimo venga immesso in atmosfera. Nella maggior parte dei casi i separatori di gocce sono normalmente realizzati in PVC( cloruro di polivinile) in quanto questo materiale conferisce al manufatto una particolare leggerezza garantendo, nel contempo, resistenza alla corrosione, proprietà non indifferente considerato che il separatore risulta essere permanentemente a contatto con l’ acqua. Tuttavia non mancano tipologie costituite da altri materiali come, ad esempio, il polipropilene oppure metalli rivestiti, a seconda delle specifiche esigenze dell’ applicazione. La struttura tipica di un separatore prevede una serie di profili o pannelli con forme complesse, spesso caratterizzati da curve e cambi di direzione. Questi profili hanno lo scopo di creare un percorso tortuoso per l’ aria contenente le gocce d’ acqua: mentre i gas sono sempre pronti a modificare la loro traiettoria, i liquidi incontrano maggiore inerzia a farlo. Questo è proprio il principio fisico fondamentale che viene sfruttato per raggiungere lo scopo. Quando l’ aria carica di gocce d’ acqua attraversa i profili del separatore, le gocce, a causa della

Separatore di gocce

loro massa e del loro stato fisico, tendono a mantenere la loro traiettoria rettilinea. Questo le porta a impattare sulle superfici dei profili, dove si aggregano e ricadono per gravità verso il basso, ove è presente un recipiente di raccolta. Maggiori sono i cambi di direzione nel percorso dell’ aria maggiore risulta l’ efficacia della separazione. Ogni volta che l’ aria cambia direzione, le gocce hanno maggiori probabilità di impattare sulle superfici. La finalità ultima dell’ uso del separatore di gocce è quella di ridurre le perdite dell’ acqua che viene utilizzata dalla torre di raffreddamento e, in aggiunta, quella di limitare, per quanto possibile, la dispersione di aerosol di acqua nell’ ambiente circostante la torre.

ARIA FERMA”

In cosa consiste la“ still air” e dove trova applicazione?

Il concetto di“ still air”( che potremmo tradurre in“ aria ferma”) si riferisce a una condizione in cui l’ aria è priva di movimento o ha una velocità molto bassa. Questo concetto è importante nel condizionamento dell’ aria perché la percezione del comfort termico non dipende solo dalla temperatura dell’ aria, ma anche dalla sua velocità. L’ aria in movimento può aumentare la sensazione di freddo, anche se la temperatura ambiente è relativamente alta. Pertanto, in alcune situazioni, è preferibile mantenere l’ aria il più ferma possibile per evitare sensazioni di disagio. D’ altra parte, in ambienti caldi e umidi, una leggera brezza può aumentare l’ evaporazione del sudore e migliorare il comfort, fornendo una sensazione di maggior benessere. Allo scopo, basti ricordare che in assenza di movimento, l’ aria calda tende

RISCALDAMENTO RADIANTE

Quali sono i pro e i contro degli impianti di riscaldamento a pavimento?

Gli impianti di riscaldamento a pavimento, pur offrendo numerosi vantaggi in termini di comfort e efficienza energetica, presentano anche alcuni limiti e vincoli. Senza la pretesa di essere esaurienti in queste brevi righe possiamo elencarne alcuni. Dal punto di vista economico, l’ installazione di un impianto a pavimento richiede interventi significativi sulla struttura dell’ edificio, comportando costi più elevati rispetto ai sistemi di riscaldamento tradizionali. Molteplici sono gli elementi che entrano in gioco in termini di maggiori costi: il tipo di impianto( autonomo o centralizzato); il sistema di regolazione; la resistenza termica dei pavimenti; il costo dei materiali isolanti da porre sotto i pannelli; il costo e la qualità del tubo costituente i pannelli. Vero è che per quanto riguarda invece i costi di gestione, gli impianti a pannelli radianti consentono risparmi che possono variare dal 10 al 15 % in meno rispetto agli impianti tradizionali. In questo modo è possibile ammortizzare in tempi relativamente brevi il maggior costo sostenuto per la loro realizzazione. Per quanto riguarda la tempestività e la sempre a salire in maniera naturale mentre l’ aria fredda a scendere, dando origine, così, ad una stratificazione termica. Questo fenomeno può portare a temperature disomogenee all’ interno di un ambiente, con conseguente disagio per gli occupanti. I sistemi di condizionamento dell’ aria devono essere progettati e realizzati per cercare di minimizzare tale stratificazione e garantire una distribuzione il più uniforme possibile della temperatura. In alcuni casi, poter utilizzare sistemi in cui la velocità dell’ aria è molto bassa può portare anche ad un miglioramento dell’ efficienza energetica dei sistemi di condizionamento. Ad esempio, nei sistemi di raffreddamento radiante, il trasferimento di calore avviene principalmente per irraggiamento e convezione naturale, richiedendo proprio una bassa velocità dell’ aria.

velocità dell’ azione riscaldante, a causa dell’ inerzia termica del pavimento, il riscaldamento a pavimento richiede più tempo per raggiungere la temperatura desiderata rispetto ai termosifoni. Questo può essere uno svantaggio in ambienti che richiedono un riscaldamento rapido. Anche in caso sia necessario eseguire delle riparazioni gli impianti radianti presentano degli svantaggi. Inoltre, non tutti i tipi di pavimenti sono adatti al riscaldamento a pavimento. È necessario scegliere materiali con una bassa resistenza termica per garantire un’ efficiente trasmissione del calore. Alcuni pavimenti in legno, ad esempio, richiedono particolari precauzioni. L’ installazione di un impianto a pavimento comporta un aumento dello spessore del pavimento, che può ridurre l’ altezza utile dei locali. Questo è un aspetto importante da considerare, soprattutto nelle ristrutturazioni. La conducibilità termica dei materiali che sostituiscono il pavimento deve essere adeguata per garantire un’ efficiente trasmissione del calore. Materiali con una resistenza termica elevata possono ostacolare il funzionamento dell’ impianto.

FLUIDODINAMICA

Che cos’ è il numero di Reynolds?

Il numero di Reynolds( normalmente indicato con l’ abbreviazione Re) è un numero adimensionale( che si esprime, cioè, senza unità di misura) utilizzato in fluidodinamica per prevedere il regime di flusso dei fluidi in diverse situazioni. In parole semplici, aiuta a determinare se un flusso di fluido sarà laminare o turbolento. Dal punto di vista fisico-matematico è definito come il rapporto tra le forze inerziali( tendenza del fluido a proseguire nel proprio movimento in atto) e le forze viscose( resistenza del fluido al flusso). Il suo valore dipende dalla densità del fluido, dalla sua velocità, da una grandezza geometrica caratteristica( ad esempio, il diametro di un tubo) e, infine, dalla viscosità dinamica del fluido. Se il numero di Reynolds ha un valore basso, il moto del fluido è di tipo laminare e le sue particelle si muovono con percorsi paralleli, mentre se assume un valore elevato allora è di tipo turbolento e il moto delle sue particelle risulta essere caotico e disordinato, con vortici e mescolamento.

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