Nuova soluzione termica per riscaldamento ed elettricità a basso costo nelle abitazioni
I sistemi micro-CHP si basano al momento principalmente su motori a combustione interna o esterna. Pur essendo economici ed efficienti, i motori a combustione interna sono in grado di funzionare solo con idrocarburi combustibili, sono rumorosi e hanno una breve durata. I motori Rankine e Stirling, che sono entrambi esempi di motori a combustione esterna, sono complessi, costosi e presentano una bassa efficacia termica in applicazioni a bassa energia. Il progetto UP-THERM (Innovative high efficiency phase change fluid based heat engine), finanziato dall’UE, è riuscito a sviluppare un’innovativa configurazione della macchina termica che è un’alternativa praticabile a quelle attualmente all’avanguardia. Il suo nuovo convertitore del calore, che si basa su un motore a combustione esterna, per raggiungere delle efficienze soddisfacenti non necessita unicamente di temperature elevate, esso sfrutta infatti anche le materie prime a basse temperature che possono avere origine sia dal gas naturale che da fonti sostenibili. Nel motore vengono utilizzati vari fluidi di lavoro liquidi sicuri e rispettosi dell’ambiente come l’acqua o l’anidride carbonica. Il motore è silenzioso e il suo funzionamento si basa su un ciclo esclusivo che possiede la stessa efficienza di un ciclo Carnot. Inoltre, la sua progettazione estremamente semplice consente una migliore efficacia in termini di costi per quanto riguarda la produzione di massa in confronto ai motori Stirling attualmente disponibili di pari potenza. Quello di UP-THERM è un motore a due fasi con una singola parte in movimento, ossia un pistone verticale, che dipende dal cambiamento di fase di un fluido di lavoro per produrre spostamento alternativo e oscillazioni termodinamiche prolungate di pressione e portata che possono essere convertiti in lavoro utile. Un vantaggio considerevole della macchina termica appena sviluppata è che vi si possono adattare differenti rigeneratori. Questo risolve il problema della guarnizione del motore e dell’usura del pistone che sono entrambi comuni nei motori di tipo Stirling. Il motore sviluppato dal progetto offre una soluzione semplice ed efficiente in termini di costi che rappresenta una competitiva opzione alternativa per le applicazioni a bassa potenza, in particolare per le aree remote non connesse alla rete.
Parole chiave
Macchina termica, micro cogenerazione calore ed energia, motori combustione esterna, UP-THERM, cambiamento di fase
