Scambio termico avanzato
Referente: Andrea Mariani
Il Dipartimento svolge attività di ricerca nel campo del trasferimento di calore e di massa nei sistemi mono e bifase, per applicazioni relative all’industria elettronica, aerospaziale, del freddo alimentare, della climatizzazione e di processo.
In particolare sono studiati sistemi di trasferimento di calore con ebollizione in assenza di gravità per applicazioni spaziali. Pur essendo attività di ricerca di base, esistono interessi da parte delle industrie aerospaziali con ricadute per vari settori dell’industria convenzionale ove sia utile la caratterizzazione termofluidodinamica della convezione forzata. Le possibili applicazioni riguardano sistemi innovativi di thermal management di tipo bifase (two-phase cooling) ad alte prestazioni per componenti elettronici ad alto flusso termico di nuova generazione.
Viene, inoltre, sviluppata una nuova tecnologia per l’utilizzo della CO2 supercritica come nuovo fluido termovettore per applicazioni industriali ed energetiche (impianti solari a concentrazione, cicli di potenza di tipo Brayton, ecc…). L’adozione della CO2 supercritica consente miglioramenti sensibili nelle efficienze dei sistemi in cui viene utilizzata come fluido termo-vettore.
Il Dipartimento, attraverso l’impiego di dimostratori appositamente progettati, studia l’utilizzo di refrigeranti naturali e a basso GWP, tra cui riveste particolare attenzione sempre la CO₂, in frigoriferi domestici a basso impatto ambientale, in pompe di calore con produzione di acqua calda e fredda, e nelle macchine dedicate alla produzione industriale e artigianale di gelato.
Le potenzialità delle pompe di calore a CO₂ le rendono particolarmente interessanti oltre che per la climatizzazione e la generazione di freddo, soprattutto per la produzione di acqua calda sanitaria, e in tutti quei settori industriali ove possa essere utile disporre di fluidi a medio-alte temperature
Un’altra attività è rivolta all’analisi sperimentale di componenti innovativi e prototipi di pompe di calore elettriche reversibili e multisorgente (aria-sole) da utilizzare per produzione di acqua sanitaria e la climatizzazione estiva ed invernale. Questa tecnologia, sviluppata sull’impianto “Calorimetro ENEA” può avere importanti ricadute nel settore per la sua maggiore eco-compatibilità ed efficienza. Nell’ambito di questa attività vengono studiati sistemi innovativi di accumulo termico.
È studiata anche la caratterizzazione termica e lo studio di sistemi di rimozione di calore per accumulatori elettrici, in particolare di tipo litio-ione. Potenziali utenti sono i produttori di accumulatori, l’industria automobilistica e quella di produzione locale di energia elettrica, i gestori di reti elettriche.