Figura 1. Prototipo di sistema di accumulo del freddo con PCM a cascata a 3 moduli (vista 1 senza isolamento termico).

È stato inaugurato il 9 febbraio, presso il Centro Ricerche ENEA di Portici, un innovativo prototipo di sistema di accumulo del freddo a configurazione multi‑modulo. L’infrastruttura, progettata per condurre analisi sperimentali in laboratorio, consentirà di testare soluzioni avanzate basate sull’impiego di materiali a cambiamento di fase (PCMs – Phase Change Materials) disposti in sequenza a cascata, con l’obiettivo di migliorare efficienza e capacità di stoccaggio.

Il nuovo sistema è frutto del lavoro congiunto di tecnici e ricercatori del laboratorio TERIN‑SSI‑SGRE, sviluppato in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Napoli Federico II. L’iniziativa rientra nelle attività del Progetto 1.5 del piano triennale PTR 22‑24 della Ricerca di Sistema Elettrico, che punta a favorire l’adozione di tecnologie energetiche più flessibili e sostenibili.

Figura 2. Prototipo di sistema di accumulo del freddo con PCM a cascata a 3 moduli (vista 2 senza isolamento termico).

La struttura è composta da moduli di differenti dimensioni, collegati tra di loro in serie. Ogni modulo può contenere un solo tipo di PCM, ed è costituito essenzialmente da uno scambiatore di calore tipo shell & tube, con il fluido termovettore che, scorrendo all’interno fascio tubiero, scambia energia termica con il PCM collocato tra il fascio tubiero e il mantello dello scambiatore.

I sistemi di accumulo basati sull’impego di PCM sono caratterizzati, in generale, da una più elevata densità di energia accumulabile rispetto ai sistemi di accumulo convenzionale a energia sensibile, in virtù dello sfruttamento del calore latente.

Inoltre, l’utilizzo di differenti PCM a cascata, ognuno con una differente temperatura di transizione solido-liquido, permette di migliorare l’efficienza dello scambio termico tra il materiale di accumulo e il fluido termovettore. Nel caso di energia termica prodotta con pompe di calore elettriche, i sistemi di accumulo termico permettono di spostare in parte o totalmente il carico elettrico delle pompe di calore dai periodi di picco ai periodi fuori picco, alleggerendo in tal modo la pressione sulla rete elettrica esercitata dai sistemi di condizionamento ambientale.

In quest’ottica, ovvero al fine di ridurre e di livellare i carichi elettrici associati ai sistemi di condizionamento ambientale, il prototipo sarà impiegato per validare sperimentalmente nuove soluzioni per sistemi di accumulo di energia refrigerante di tipo stand-alone, con PCM a cascata.