sull'efficienza del microonde come scaldabagno (rispetto alla resistenza elettrica)

[mommotti69]

Qualcuno ha nozione di quando possa essere efficiente un microonde rispetto a una comune resistenza elettrica per il riscaldamento dell'acqua? Un paio d'anni fà circolava notizia di un boiler a microonde (presentato in un expo in Canada), commercialmente non è stato presentato, si parlava del 50%.
Mi piacerebbe fare un esperimento, credo che il microonde a parità di energia riscaldi l'acqua in metà tempo rispetto alla resistenza.
Questo significa che il calore erogato nella peggiore delle ipotesi (costo a kw in fascia alta compresi tutti i costi fissi pari a 29 centesimi) verrebbe a costare 14/15 centesimi....il metano considerando rendimento e costo in bassissima fascia (primi 100 metri cubi) considerando anche i costi fissi viene sui 13 centesimi a kilowatt.
Che ne pensate? Ci sarà spazio per i boiler a microonde?

[fabrylama]

lo scaldabagno, visto che funziona per effetto joule, ha un rendimento vicino al 100%, può essere superato solo da una pompa di calore.

[mommotti69]

Originariamente inviato da fabrylama

lo scaldabagno, visto che funziona per effetto joule, ha un rendimento vicino al 100%, può essere superato solo da una pompa di calore.

Il microonde si basa su un principio totalmente diverso. Come spieghi che la cottura in microonde a parità di peso impiega un terzo del tempo di un forno tradizionale?
Ripeto che c'era un prototipo di scaldabagno a microonde che consentiva risparmi tra il 50 e il 70%.
Proverò a fare un esperimento a casa....
Premesso che ci vogliono 900 watt per portare 14 litri d'acqua da 7 a 60 gradi centigradi, voglio sperimentare con il microonde quanto tempo ci mette con potenza 900 watt a portare 1,4 litri d'acqua con un delta T pari a 53. Presumo ci possa mettere circa 3 minuti, pari a un consumo di 45 watt. In questo caso il risparmio è esattamente del 50%...

[fabrylama]

Originariamente inviato da mommotti69

Il microonde si basa su un principio totalmente diverso. Come spieghi che la cottura in microonde a parità di peso impiega un terzo del tempo di un forno tradizionale?
Ripeto che c'era un prototipo di scaldabagno a microonde che consentiva risparmi tra il 50 e il 70%.
Proverò a fare un esperimento a casa....
Premesso che ci vogliono 900 watt per portare 14 litri d'acqua da 7 a 60 gradi centigradi, voglio sperimentare con il microonde quanto tempo ci mette con potenza 900 watt a portare 1,4 litri d'acqua con un delta T pari a 53. Presumo ci possa mettere circa 3 minuti, pari a un consumo di 45 watt. In questo caso il risparmio è esattamente del 50%...

ho idea che non ti sia chiara la differenza fra energia e potenza, per portare 1,4Kg d'acqua da 7 a 60° servono: 1.4*4200*53=311kJ, con uno scaldabagno (che normalmente possono erogare 1500W (J/s)) servono 200 secondi circa, quindi 3.5 minuti, nel caso del microonde hai sempre 1.4*4200*53=311kJ (anche se quì ci sarebbe da considerare che il rendimento del microonde non è 100% ma di meno) quindi l'energia consumata è la stessa, se non di più (anzi certamente di più visto che il rendimento del microonde non penso superi l'80%,ma tralasciamolo), quello che cambia è il tempo necessario a scaldarla che aumenta inesorabilmente (quasi 6 minuti). questi sono i fatti, e non si sfugge, se comperi un microonde industriale da 10 000W dovrai comunque erogare 311kJ per scaldare quel 1.4 litri di acqua di 53°, solo che ci metterai molto meno tempo (30 secondi). L'energia necessaria quindi è sempre la stessa, ed è quella che si paga (difatti l'enel non usa il W per calcolare la bolletta, ma il Wh che equivale a 3600J).
mentre se usi una pompa di calore spendendo 1kWh potrai fornire (numero a caso) 1.5Kwh all'acqua, quindi sì che avresti un risparmio, questo perchè il "rendimento" della pompa di calore è maggiore di 100%

parlando del confronto fra forno normale e microonde la questione è che il microonde riversa interamente la potenza erogata nel cibo (perchè va ad interagire direttamente con l'acqua contenuta nel cibo e con le molecole complesse) mentre il forno prima deve scaldarsi, e poi deve trasferire il calore al cibo attraversando il contenitore e penetrando lentamente (per conduzione) all'interno del cibo stesso, in questo caso è evidente che anche se la potenza erogata dal microonde è minore di quella del forno (normalmente i forni a gas o elettrici stanno sui 1500W) la trasmissione di calore è molto più efficente, quindi è necessario spendere molta meno energia (praticamente poca più di quella strettamente necessaria ) per compiere lo stesso lavoro del forno tradizionale, di conseguenza anche il tempo impiegato sarà minore.

ma in uno scaldabagno i problemi di trasmissione di calore non influiscono poichè la resistenza è immersa nell'acqua e pertanto trasferisce interamente l'energia all'acqua, proprio come farebbe il microonde

[Encounter]

Però si può risparmiare sull'accumulo.

[gugoXX]

Originariamente inviato da Encounter

Però si può risparmiare sull'accumulo.

Ci sono sistemi termostatici a resistenza normale che permettono di raggiungere temperature decorose in pochissimi istanti, senza accumulo quindi, e sono altamente efficienti.
Power shower, erogano 10-12 lit/min di acqua calda,qui in Gran Bretagna, dove l'energia elettrica costa meno e in casa si puo' chiedere 9KW ma anche 30KW per utenza privata, (grazie anche al nucelare).
Chiedere comunque di costruire una stufa elettrica efficiente e' un po' un controsenso, dato che il concetto che sta dietro e' proprio l'infefficienza.
Tanto piu' si e' inefficienti e meglio e'. E siamo parecchio bravi ad essere inefficienti

[sekkia]

Originariamente inviato da fabrylama

mentre se usi una pompa di calore spendendo 1kWh potrai fornire (numero a caso) 1.5Kwh all'acqua, quindi sì che avresti un risparmio, questo perchè il "rendimento" della pompa di calore è maggiore di 100%

WTF?

[demonbl@ck]

Originariamente inviato da sekkia

WTF?

Una pompa di calore non genera il calore, ma lo sposta da un corpo ad un altro.

Quindi se hai un corpo molto grande (tipo... la Terra) puoi spostare il suo calore nell'acqua, spendendo molta meno energia di quella che ti servirebbe per generare da 0 quel calore.

Ecco che arrivi ad avere un COP>1.

[Encounter]

Originariamente inviato da gugoXX

Ci sono sistemi termostatici a resistenza normale che permettono di raggiungere temperature decorose in pochissimi istanti, senza accumulo quindi, e sono altamente efficienti.
Power shower, erogano 10-12 lit/min di acqua calda,qui in Gran Bretagna, dove l'energia elettrica costa meno e in casa si puo' chiedere 9KW ma anche 30KW per utenza privata, (grazie anche al nucelare).
Chiedere comunque di costruire una stufa elettrica efficiente e' un po' un controsenso, dato che il concetto che sta dietro e' proprio l'infefficienza.
Tanto piu' si e' inefficienti e meglio e'. E siamo parecchio bravi ad essere inefficienti

Credo invece che l'efficienza di una resistenza elettrica immersa nell'acqua sia altissima. Forse ti riferisci ai costi.

[gugoXX]

Originariamente inviato da Encounter

Credo invece che l'efficienza di una resistenza elettrica immersa nell'acqua sia altissima. Forse ti riferisci ai costi.

Ma certamente. Quello che intendevo dire dipende da cosa si intendi per efficienza in questo caso.
In termodinamica per efficienza energetica si intende il rapporto tra il lavoro utile e l'energia spesa per ottenerlo. Un processo efficiente permette di trasformare quanta piu' energia possibile in lavoro, e non in calore, che e' la parte inefficiente delle trasformazioni.
Ma qui noi proprio vogliamo il calore, e ci parrebbe piu' opportuno dire che il processo e' efficiente quanto piu' genera calore. Da cui la frase sopra.

Non dobbiamo impegnarci molto ad essere inefficienti, e siamo parecchio bravi ad esserlo.
Pertanto siamo molto bravi a costruire scaldabagni, che hanno una efficienza molto vicina a 0 (inefficienza molto vicina ad 1?).

[Encounter]

Originariamente inviato da gugoXX

Ma certamente. Quello che intendevo dire dipende da cosa si intendi per efficienza in questo caso.
In termodinamica per efficienza energetica si intende il rapporto tra il lavoro utile e l'energia spesa per ottenerlo. Un processo efficiente permette di trasformare quanta piu' energia possibile in lavoro, e non in calore, che e' la parte inefficiente delle trasformazioni.
Ma qui noi proprio vogliamo il calore, e ci parrebbe piu' opportuno dire che il processo e' efficiente quanto piu' genera calore. Da cui la frase sopra.

Non dobbiamo impegnarci molto ad essere inefficienti, e siamo parecchio bravi ad esserlo.
Pertanto siamo molto bravi a costruire scaldabagni, che hanno una efficienza molto vicina a 0 (inefficienza molto vicina ad 1?).

Purtroppo è vero.