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Ottimizzare l'utilizzo del calore disperso per la refrigerazione e la produzione di elettricità

La cogenerazione della refrigerazione e dell'energia aumenta l'efficienza energetica sfruttando la dispersione di calore di basso grado. Gli scienziati hanno sviluppato un ciclo migliorato a due stadi in un sistema compatto per applicazioni su piccola scala.
Ottimizzare l'utilizzo del calore disperso per la refrigerazione e la produzione di elettricità
Gli scienziati che lavorano al progetto ADSOR-RESOR CYCLE, finanziato dall'UE, hanno sviluppato un innovativo ciclo di cogenerazione ad assorbimento-riassorbimento con prestazioni migliorate rispetto ai metodi convenzionali. I membri del progetto studieranno il ciclo refrigerativo ad assorbimento-riassorbimento, l'intensificazione del trasferimento di calore degli assorbenti e la struttura dell'impianto di produzione di energia.

Gli studiosii hanno costruito un'unità di dimostrazione del ciclo di refrigerazione ad assorbimento a due fasi, la quale ha utilizzato due diversi sali: cloruro di calcio (CaCl2) come sale ad alta temperatura (HTS) e cloruro di bario (BaCl2) come sale a bassa temperatura (LTS). Questi cambiamenti hanno migliorato il coefficiente di prestazioni (COP) mostrando un miglioramento di 2-5 volte rispetto alle tecniche convenzionali di refrigerazione ad assorbimento.

I ricercatori hanno eseguito test di trasferimento di calore e di massa, concentrandosi sul consolidamento dei sali con grafite naturale espansa (ENG) per intensificare il trasferimento di calore. La conduttività termica è risultata piuttosto bassa per i sali puri. Tuttavia, il clorato di ammonio (NH4Cl) ha rappresentato la scelta migliore per un LTS, il CaCl2 per il sale a media temperatura (MTS) e il cloruro di manganese (II) per un HTS. Quando il consolidamento è avvenuto con ENG, la conduttività termica è aumentata in proporzione alla quantità di ENG. La conduttività termica ottimale è risultata 10 volte migliore rispetto a quella con assorbenti granulari.

Infine, gli esperimenti sull'unità di cogenerazione dimostrativa hanno messo in evidenza che il nuovo ciclo a riassorbimento ha migliorato l'efficienza energetica della produzione di elettricità del 40-60 %. Inoltre, ha aumentato il basso COP del ciclo di refrigerazione di 10 volte.

La dispersione di calore è comune e spesso prodotta in piccole quantità, il che rende le applicazioni su piccola scala un grande mercato per l'energia e la refrigerazione combinate ottenute attraverso la dispersione di calore di basso grado. ADSOR-RESOR CYCLE ha fornito un nuovo impianto a due cicli con efficienza energetica migliorata per la produzione di energia e prestazioni di refrigerazione migliorate. La semplificazione del sistema potrebbe ridurre ulteriormente i costi, e l'uso di assorbenti solidi consolidati permette di risparmiare spazio. Questi avanzamenti avranno un grande impatto sulle applicazioni su piccola scala.

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