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rapporti - Deliverable

Caratterizzazione sperimentale di un innovativo serbatoio di accumulo con materiale a cambiamento di fase (PCM)

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Caratterizzazione sperimentale di un innovativo serbatoio di accumulo con materiale a cambiamento di fase (PCM)

Nella ricerca descritta in questo rapporto si è testato un sistema di accumulo con materiale a cambiamento di fase, basato su un serbatoio con uno scambiatore alettato a fascio tubiero, usando come fluido di accumulo sia acqua che paraffina in forma pura RT26. Le prove sono state condotte simulando un reale ciclo di carica/scarica e lo scambiatore è stato testato in due diverse configurazioni, con assetto in serie e in parallelo, per investigare l’impatto della dis-uniformità dello scambio termico sul comportamento dinamico del serbatoio.

L’obiettivo dell’attività di ricerca descritta nel presente rapporto riguarda lo sviluppo di innovativi sistemi di accumulo termico, per favorire la diffusione su larga scala di sistemi di climatizzazione elioassistiti nel settore residenziale, di cui il prototipo SINCLER+ sviluppato nel precedente triennio di ricerca è un esempio. E’ noto, infatti, come i sistemi di accumulo siano di fondamentale importanza per incrementare l’utilizzo della fonte rinnovabile in impianti integrati con fonte solare. Al fine di migliorare le soluzioni di accumulo tradizionali, nella scorsa annualità, è stato avviato il progetto THESTOPCM (THermal Energy STorage with Phase Change Material) con l’obiettivo di studiare accumuli termici innovativi per minimizzare i volumi di ingombro dei sistemi tradizionali. Infatti, i materiali a cambiamento di fase (Phase Change Material, PCM) sono caratterizzati da capacità termiche più elevate rispetto a quelle raggiungibili dall’acqua, a parità di volume occupato.

Nel precedente anno di ricerca, grazie al supporto di un modello numerico, è stato progettato e successivamente realizzato un serbatoio di accumulo con PCM; è stata, inoltre, progettata e costruita una test-facility per testare il comportamento dinamico del serbatoio. Il materiale a cambiamento di fase utilizzato è paraffina in forma pura RT26 ed è contenuto all’interno di un serbatoio nel quale è inserito uno scambiatore termico alettato a fascio tubiero.

In questo rapporto si è testato il serbatoio usando come fluido di accumulo sia acqua che PCM, per valutare le differenze legate al mezzo di accumulo. In particolare, le prove sono state condotte simulando un reale ciclo di carica/scarica di energia termica, e lo scambiatore è stato provato in due diverse configurazioni, serie e parallelo, per investigare l’impatto della dis-uniformità dello scambio termico sul comportamento dinamico del serbatoio.

I dati ottenuti, oltre a consentire di valutare l’efficacia di sistemi di accumulo con PCM, potranno essere utilizzati anche per calibrare e validare un modello numerico da utilizzare per estendere le simulazioni a serbatoi con PCM di taglie diverse e finalità differenti, da impiegare nel settore della climatizzazione degli edifici.

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