Negli ultimi anni sta avvenendo una grande transizione energetica volta a tagliare le emissioni di CO2, con l’ambizioso obiettivo di ridurre drasticamente la dipendenza dai combustibili fossili e promuovere l’uso di fonti di energia rinnovabili. In questo contesto, i sistemi di accumulo di energia giocano un ruolo chiave nell’assicurare la disponibilità di energia in modo che sia stabile, sicura e allineata alla domanda.

I sistemi di accumulo termico ad adsorbimento a ciclo aperto (sorption thermal energy storages – TESs) possono contribuire a tale transizione, poiché sono dispositivi semplici ed economici in grado di fornire un flusso d’aria calda con un’alta densità energetica e di immagazzinare energia per lungo tempo. In questo lavoro, un sistema TES ad adsorbimento operati con Zeolite 13X è stato studiato con un focus sull’integrazione in applicazioni pratiche.

In primo luogo, viene descritta l’analisi sperimentale e la modellazione del solo sistema TES. Successivamente, viene eseguita l’integrazione del TES a livello di sistema. L’analisi evidenzia che si verifica una significativa riduzione della capacità di accumulo se è necessaria l’umidificazione dell’aria a valle o a monte del processo di adsorbimento per mantenere adeguate condizioni di comfort termo-igrometrico per gli occupanti.

Per il caso di studio esemplare considerato, una densità energetica di 150 kWh/m3 può scendere a 40 kWh/m3 in caso di completa compensazione del vapore adsorbito tramite l’uso un umidificatore. Questo documento fornisce linee guida utili per valutare le prestazioni di un sistema TES integrato in termini di energia specifica ed efficienza.

Sono inoltre identificate le applicazioni che coinvolgono carichi latenti elevati (ad esempio, piscine, spogliatoi) o per le quali è richiesta una bassa umidità relativa dell’aria (ad esempio, interno di veicoli per prevenire la condensa sui finestrini) come particolarmente vantaggiose per l’utilizzo di un sistema TES.