Discussione: Overunit con pompa di calore

E' possibile alimentare una qualsiasi macchina termica (Stirling, ORC, etc.) a rendimento "X" con il calore fornito da una pompa di calore con COP "Y", in maniera che XY>1, ovvero con overunit?? (motivare la risposta)

E' impossibile ottenere un rendimento termodinamico complessivo maggiore o uguale a 1.

in commercio so che ci sono pompe di calore con COP di 4 o 5 (in funzione dell'ambiente dove vengono utilizzate)

ipotizzando di usare il calore accumulato (non generato) da una di queste per alimentare una turbina a vapore con rendimento del 30%, avrei:

5*0,30=1,5

perciò, superiore all'unità... forse c'è qualcosa di sbagliato nel mio ragionamento??

Bisogna vedere cosa intendono con "COP" e cosa misurano.
Ma una cosa è certa: non otterrai mai piu lavoro (energia) di quanto ne stai fornendo alla pompa.
Il rendimento termodinamico è sempre inferiore ad 1.

Originariamente inviata da Lasko

ipotizzando di usare il calore accumulato (non generato) da una di queste per alimentare una turbina a vapore con rendimento del 30%

In una turbina a vapore raggiungi un rendimento del 30% alla temperatura del vapore di circa 450°C.
Alla temperatura fornita da una pompa di calore con COP 4 che sarà di 40°C il rendimento della turbina arriverà ottimisticamente all'1%, se invece con la pompa di calore pensi di arrivare a 450°C il COP scenderà ad un valore prossimo a 1. (è la legge della termodinamica, più la salita è dura e più fai fatica! più la discesa è leggera e meno lavoro ottieni).

Ciao SE-POL.

Originariamente inviata da Lasko

E' possibile alimentare una qualsiasi macchina termica (Stirling, ORC, etc.) a rendimento "X" con il calore fornito da una pompa di calore con COP "Y", in maniera che XY>1, ovvero con overunit?? (motivare la risposta)

No, perchè la composizione delle due macchine viola ALMENO il secondo principio della termodinamica.

Secondo principio della termodinamica - Wikipedia

Originariamente inviata da Lasko

E' possibile alimentare una qualsiasi macchina termica [...] in maniera che XY>1, ovvero con overunit??

In questo mondo è impossibile! Attenzione a non confondere il COP con il rendimento, sono due cose diverse. Una pompa di calore non genera energia, ma sposta semplicemente il calore da una fonte più fredda verso una più calda; in questo modo "rema" contro natura e per questo spende un'energia per farlo che è quella richieste dal compressore. La sorgente a temperatura inferiore non si trova allo zero assoluto possedendo quindi una determinata quantità di calore. Questo calore gli vene fornito (quasi sempre) dal sole.
Per ottenere overunit, il sistema dovrebbe riuscire a produrre energia dal nulla, quindi la pompa di calore (ideale) dovrebbe prelevare il calore da una sorgente che non ne possiede, chiaramente in questo caso il sistema non potrebbe funzionare in alcun modo.
A livello pratico vale quanto detto da SE-POL, per alte temperature il COP della pompa crolla in misura maggiore dell'aumento di rendimento dello stirling. Per temperature basse il rendimento dello stirling è troppo basso.
Saluti

Non si può, Lasko... Dimmi, cos'è che ti ha convinto che sia possibile?

Per farti il calcolo, devi considerare che il COP decresce con l'aumento della differenza di temperatura: per esempio, puoi avere COP 5 con un deltaT di 20°, ma con deltaT di 50 hai un COP 2..
Bene, se hai COP 2 vuol dire che spendendo 1 kW di energia elettrica, alla fine ne ottieni due di energia termica (uno è quello del consumo del motore, e l'altro è quello recuperato dall'ambiente) a 50° gradi in più dell'ambiente.

Ora, se usi quel calore in un motore (quello che vuoi), il massimo rendimento che potrai ottenere dipenderà dal salto termico, che in quel caso potrà al massimo essere di 50° (ma sarà molto di meno, per le perdite di scambio).

Anche ammesso che tu conservi il salto di 50°, il massimo rendimento che potrai ottenere nella conversione sarà l' 1,5%. Cioè entrano 2 kW termici e ne escono 30 watt elettrici.
Considerando che hai speso 1000W per la pompa di calore e ne ricavi solo 30, sei in perdita di 970.

I numeri sono a spanne, ma la proporzione è realistica.

Originariamente inviata da livingreen

Non si può, Lasko... Dimmi, cos'è che ti ha convinto che sia possibile?

infatti non ne ero convinto: per logica sapevo che era impossibile... volevo una spiegazione scientifica, che da solo non trovavo, e che ora mi avete fornito... grazie per la risposta cmq!

Se vuoi, facciamo anche i calcoli coi passaggi intermedi... anzi li facciamo insieme, così poi li sai fare anche da solo.

Originariamente inviata da livingreen

Se vuoi, facciamo anche i calcoli coi passaggi intermedi... anzi li facciamo insieme, così poi li sai fare anche da solo.

ok, facciamolo... però non sono sicuro che riuscirò a comprendere tutto... gentilissimo cmq...