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**Yuz** · 29-12-2013, 09:06

Originariamente inviato da mgc Visualizza il messaggio

Al ritorno si attacca al compressore e alla presa.

In questo modo però è preclusa la possibilità di pieno al distributore di aria compressa, che secondo il costruttore è fattibile in 3 minuti, a meno che nei 3 minuti non venga effettuato anche un cambio batteria.

**mgc** · 29-12-2013, 13:31

Ovviamente si e lo stesso discorso vale per i sacchetti di gel. Bisogna considerare anche la ricarica del gas per il bruciatore. In tre minuti si fa tutto.

**Yuz** · 29-12-2013, 15:41

A quanto pare, in occasione della sosta al distributore oltre al pieno di aria compressa, si aggiungerebbe almeno la sostituzione della batteria scarica con una carica (il pacco di gel è solo un optional per gli utenti più esigenti). Poco convincente. C’è da augurarsi che abbiano risolto la problematica in modo più elegante.

Si chiude questa breve parentesi sul fabbisogno elettrico nell’automotive e riprende il discorso sull’efficienza del sistema aria compressa.

**Yuz** · 29-12-2013, 15:42

La compressione isoterma è una trasformazione limite in cui variazioni infinitesimali di volume determinano variazioni infinitesimali di temperatura del fluido in compressione che però sono sufficienti per la cessione di calore a un serbatoio termico a temperatura fissa.
La compressione isoterma di un litro di aria da 1atm(=101325Pa) a 250atm(=250·101325Pa) richiede che il volume si riduca di 250 volte

Volume iniziale = 1 litro = 1dm³ = 1000cm³ = 0,001m³
Volume finale = Volume iniziale/250 = 1000cm³/250 = 4cm³ = 0,000004m³

La relazione che permette di calcolare il lavoro netto necessario per questo processo è la seguente:

Lavoro netto = 101325Pa·Volume iniziale·ln(Volume finale/Volume iniziale) – 101325Pa·(Volume finale-Volume iniziale) =
= 101325Pa · 0,001m³ · ln(0,000004m³/0,001m³) – 101325Pa · ( 0,000004m³ - 0,001m³ ) =
= -559,46J + 100,92J = -458,54J

Il segno negativo indica che si tratta di lavoro fatto sul sistema dall’esterno.

Il calore scambiato invece è pari a

Calore scambiato = 101325Pa · Volume iniziale · ln(Volume finale/Volume iniziale) =
= 101325Pa · 0,001m³ · ln(0,000004m³/0,001m³) =
= -559,46J

Il segno negativo indica che si tratta di calore ceduto dal sistema.

Nel caso reale la compressione perfettamente isoterma non è accessibile e durante il processo è inevitabile che la temperatura del fluido in compressione tenda ad aumentare.
Nel caso estremo in cui gli scambi termici siano del tutto assenti (trasformazione adiabatica), l’aumento di temperatura è massimo. Sarà interessante il confronto fra le due situazioni con dei numeri alla mano.

**Yuz** · 31-12-2013, 12:55

A quanto già scritto nel precedente commento aggiungo questa considerazione.

Nella compressione isoterma in ambiente atmosferico, il calore ceduto è maggiore del lavoro netto da fare sul sistema.

**mgc** · 31-12-2013, 14:10

Scusa la mia ignoranza, basata solo sui ricordi liceali, ma seguendo il tuo ragionamento mi sembra che per un serbatoio da 20 litri si dovrebbero disperdere 2000000 di Cal. Sbagliato?

**Yuz** · 31-12-2013, 14:36

@mgc
A dire il vero a me risulta un numero diverso dal tuo.

Dai miei calcoli precedenti

559,46J / 4cc@250atm = 139,8J/cc@250atm

Quindi per 20 litri = 20dm³ = 20000cm³

20000cm³ · 139,8J/cc@250atm = 2796000J = 2796kJ = 0,777kWh = 668260Cal= 668,26kCal

**mgc** · 31-12-2013, 14:44

Penso abbia ragione tu. Mi sono basato su questo conto spannometrico: 100J per litro. Bombola da 20 lt. *250 bar *100J*4,16= Cal.
Immagino di aver errato considerando aria e non aria già compressa.

**Yuz** · 31-12-2013, 15:02

Il valore dei 100J/litro si usa di solito in ambito idroelettrico. In quel caso un litro di acqua con salto pressorio di 1 atmosfera contiene circa 100J di energia potenziale meccanica.
Con l’aria compressa la situazione è diversa e se c’è qualche dubbio sono a disposizione per rispiegare in dettaglio i conti fatti finora.

**mgc** · 31-12-2013, 15:55

Non vorrei ricominciare da capo gli studi di fisica. In ogni caso Grazie.
Quindi ci sarebbero da disperdere 668Kcal per ogni bombola da 20 lt.?

**Yuz** · 31-12-2013, 16:10

I calcoli che ho fatto dicono proprio così. Una quantità di calore tutt'altro che trascurabile.

**mgc** · 01-01-2014, 11:50

Si tratta di innalzare da 15° a 16° 668 lt. di acqua. Non sembra tanto per una bombola da 20 lt.. Certo che se i serbatoi diventano 2x30 e si pensa di rifornirli in tre minuti e magari ci aggiungiamo rifornimenti multipli e successivi la faccenda si complica.
Basandoci semplicemente sulle bombole da 20 lt avremmo (2x20x50)x668= 1,336,000.00 KCal, da smaltire. 1336000/860=1553Kw. Ora, tanto per dire, la mia caldaia a legna da 60kW/h ne produce un poco meno nelle 24 ore e lo smaltisce allegramente, tramite una casa da 500 mq., attraverso termo e fan a temperatura esterna di 0°. Non saprei calcolare un sistema di smaltimento, tradizionale, con torre di evaporazione e scambiatori aria/aria e temperatura esterna di 35°.

**Yuz** · 01-01-2014, 12:49

Sul riempimento della bombola è facile farsi trarre in inganno da quello che si legge in rete.

Riempire una bombola comprimendo l’aria da 1 atm a 250 atm in 3 minuti è diverso dal riempirla mettendola in comunicazione con un serbatoio che si trova già in pressione a 250bar e a temperatura ambiente.
Solo nella prima modalità si è in presenza di un processo di compressione che richiede smaltimento di calore.
Nel secondo caso la dissipazione del calore è già avvenuta in tempi precedenti ovvero quando è stata effettuata la compressione per portare in pressione il serbatoio. Il riempimento della bombola avviene per trasferimento di gas già compresso e raffreddato a temperatura ambiente. Facendolo in questo modo non è richiesto lavoro dall’esterno perché basta collegarla al serbatoio in pressione (tecnicamente parlando è un processo isoentalpico) e l’incremento di pressione nella bombola non è associato a variazioni termiche significative.

**mgc** · 01-01-2014, 13:08

Chiaro come sempre, vuol dire che il lavoro di compressione si svolge prima per riempire il bombolone, ma immagino che i numeri in ballo siano gli stessi.

**Yuz** · 01-01-2014, 13:47

Se per il pieno da 200 litri di aria compressa a 250bar servono 10ore di pompaggio con la versione domestica è come avere una stufetta da 777W accesa per lo stesso periodo di tempo. D’inverno potrebbe tornare utile per tenere caldo il garage, ma d’estate bisognerà smaltirlo in altri modi.

Parliamo di distributori.
Per ogni pieno da 200litri a 250bar vanno dispersi 7,7kWh termici.
Ipotizzando 6 pieni ogni ora (1 pieno ogni 10 minuti), la potenza termica da dissipare ammonterà mediamente a 7,7kWh*6pieni/h = 46,2kW.
Ma questo solo nell’ipotesi che il pompaggio avvenga 24h/24 perché se avviene solo nelle ore notturne la potenza termica da dissipare aumenta e dimezzando le ore di pompaggio, la potenza termica media da dissipare raddoppia.
Aggiungo un’ultima considerazione: basteranno 6 pieni all’ora (144 pieni al giorno) per fare sopravvivere economicamente il distributore?

**mgc** · 01-01-2014, 14:20

Per la casa non vi sono problemi. In estate l'ACS può essere d'aiuto.

Per la grande distribuzione immagino che ci si debba basare su nuove stazioni di servizio coperte di PV, per abbassare i costi elettrici , multi carburanti per garantire una fornitura globale ai mezzi di trasporto. Il calore in eccesso può essere scambiato con sonde geotermiche.
Naturalmente mi rimangono dei dubbi, accoppiando rete e PV come si fa a rispettare il cosfi industriale?
Per la sopravivenza dei gestori si dovrebbe prendere in considerazione una flotta viaggiante di auto ad aria di circa centomila autovetture in Lombardia ed elevare il numero di rifornimenti a circa mille.
Ultimi due piccoli dubbi che probabilmente mi sono sfuggiti o non ricordo più; il primo è il kilometraggio per 200lt.
Il secondo è il costo del pieno di 200 lt.

**Yuz** · 01-01-2014, 16:48

Con una bombola da 260 litri a 248bar, viene dichiarata un’autonomia di 120-150km (pag.18) per la versione mono energia.
Il costo è stato stimato da Roy nel commento di apertura della discussione a 2,50 euro/pieno.

**serman** · 01-01-2014, 19:27

Scusate, nessuno ha preso in considerazione i pesi ? Una bombola in acciaio che lavori a 250 bar pesa all'incirca 1 kg per ogni litro di capacita ' il che per una bombola da 260 lt fa 260 kg a cui va aggiunto il peso dell' aria compressa che si puo stimare in 1 kg per ogni 6/7 litri di volume il che aggiunge ulteriori 40 kg al peso totale che arriva cosi a 300 kg. Questi dati sono facilmente ricavabili da quelli degli impianti auto a metano che lavorano a pressioni analoghe ( e il peso specifico del metano e inferiore a quello dell'aria) Non male per una vetturetta da citta agile e leggera....

**mgc** · 01-01-2014, 19:44

Serman, non serve una bombola di acciaio, una di fibra di carbonio è uno a sette come risparmio di peso. Garantisco. Ne abbiamo costruita una per scopi subacquei.

**mgc** · 01-01-2014, 19:47

Yuz. Mi piacerebbe che rivedessi i conti di Roy alla luce di quanto abbiamo parlato. Grazie

**Yuz** · 01-01-2014, 19:53

Le bombole previste dal costruttre non sono di acciaio.
Alcune informazioni sulle bombole sono riportate a pagina 25 del documento. Nella stessa pagina c’è anche la foto di un test di rottura.

**Yuz** · 01-01-2014, 20:12

@mgc
Questi i calcoli per stimare il costo di un pieno.

Da quanto visto in precedenza

458,54J / 4cm³@250atm = 114,6J/cm³@250atm

Quindi per 260 litri = 260dm³ = 260000cm³

260000cm³ · 114,6J /cm³@250atm = 29796000J = 29796kJ = 8,28kWh

Accettando il 60% di efficienza nel processo di compressione dichiarato si stima che il consumo elettrico ammonti a

8,28kWh/0,6 = 13,8kWh

In Italia il prezzo effettivo dell’energia elettrica oscilla fra 0,18 e 0,28€/kWh perciò il costo vivo di un pieno dovrebbe essere compreso fra 2,48€ (=13,8kWh·0,18€/kWh) e 3,86€ (=13,8kWh·0,28€/kWh).

A questo bisognerebbe aggiungere la ricarica (o la sostituzione) della batteria.

**serman** · 01-01-2014, 20:52

Originariamente inviato da mgc Visualizza il messaggio

Serman, non serve una bombola di acciaio, una di fibra di carbonio è uno a sette come risparmio di peso. Garantisco. Ne abbiamo costruita una per scopi subacquei.

. Forse va bene per sottacqua ma a parte il costo che sara spropositato rispetto al metallo pensi che possa superare il crash test di omologazione ?

**mgc** · 01-01-2014, 21:27

Yuz, sempre grazie per la tua cortesia.
Ora da un punto di vista industriale, campo in cui sono più ferrato, immaginiamo che l'installazione di una stazione di ricarica costi 1000000 euro e pensiamo ad un ammortamento sui 10 anni e a un profiitto lordo del 30%, che secondo me è insufficiente, senza considerare costi finanziari che renderebbero il discorso lungo, ma includendo il costo lavoro, arriveremmo a 2,9 euro per ricarica. Affermazione basata sul costo di 0,18euro/KWh,1000 ricariche/giorno. Questa piccola divagazione, porta a pensare che, per i dati considerati, il costo Km. sia di uno a quattro a vantaggio dell'aria.
Gli unici dettagli da confermare sono l'efficienza del compressore e di quella del motore, spero che qualcuno sia in grado di farlo.

**mgc** · 01-01-2014, 21:29

Serman, nessun problema per i crash test. Costi allineati. Il nostro problema era che non andava bene per la subacquea. Troppo leggera.

**serman** · 01-01-2014, 21:31

Aggiungo che il rapporto di peso non e 1 a7 ma 1 a 3 per le bombole in composito che trovi in commercio mentre il prezzo e' 1 a 3. Le dimensioni le avete considerate ? 260 lt significa un cilindro con diametro di 60 cm lungo 1 mt proprio perfetto per una minicar...

**Yuz** · 02-01-2014, 11:04

@serman
L’ingombro della bombola è significativo, ma le immagini presenti sul solito documento dimostrano che si può integrare nel mezzo.

@mgc

Originariamente inviato da mgc Visualizza il messaggio

Gli unici dettagli da confermare sono l'efficienza del compressore e di quella del motore, spero che qualcuno sia in grado di farlo.

Concordo.
A questo proposito, anche se non esistono impedimenti teorici a quello che hanno dichiarato, il contenuto del documento è poco convincente perché non è autoconsistente, ovvero le informazioni che forniscono non permettono di accertare la credibilità delle loro dichiarazioni.

**mgc** · 02-01-2014, 12:16

Serman, scusa se i miei dati non corrispondono ai tuoi. La mia esperienza era basata sul confronto con bombole sub in acciaio e il costo escludeva la nostra mano d'opera.

**serman** · 02-01-2014, 15:48

secondo voi su una vetturetta da citta piccola come una smart e' possibile far entrare un bombolone piu grande di un boiler elettrico ad accumulo e dal peso di circa 120 kg (supposto sia in composito ma visti i costi non credo la soluzione sia compatibile con l'obiettivo di prezzo) ? Signori qui stiamo parlando di qualcosa di vendibile oggi e non della fattibilita generica di un veicolo ad aria compressa. Questi signori dicono di essere pronti a uscire sul mercato ma con cosa ? Esiste un prototipo funzionante con uno straccio di scheda tecnica dettagliata su cui fare delle verifiche serie da parte di un ente tecnico ? Se qualcuno ha queste risposte si faccia avanti, il resto sono solo sterili esercizi di brain storming, divertenti e stimolanti ma che lasciano il tempo che trovano.

**eroyka** · 02-01-2014, 15:58

Ciao,
Serman, mi sembra che non hai letto gran parte delle notizie riportate... a partire dal serbatoio in composito alla prova di 2 veicoli funzionanti e su cui siamo stati sopra (veramente 3).

La fabbrica è reale, le auto pure. Bisogna verificare effettivamente qual'è l'efficienza reale su strada di questi motori... e il prezzo di vendita (che ci è stato detto sotto gli 8.000 euro).

Comunque la Tata fra pochi giorni dovrebbe presentare la nano ad aria in India. Se così sarà saremo certi che la tecnologia è valida (sono sicuro che la tata abbia almeno un paio di ingegneri con i coiones che abbiano verificato e testato il tutto...).

Per cui ancora pochi giorni di attesa e ne sapremo di più.
Bye

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