Il presente rapporto descrive le attività svolte nell’ambito del Sottoprogetto di “Ricerca di Sistema” denominato DEMOELEC finalizzate allo studio e alla dimostrazione dell’efficacia delle tecnologie elettriche per il risparmio energetico, la competitività della imprese e la mitigazione dell’impatto ambientale delle lavorazioni industriali. Gli aspetti innovativi si concretizzano mediante l’approfondimento del modo con il quale talune tecnologie, oggi conosciute, vengono utilizzate, e l’esame del principio fisico di funzionamento, per individuare varianti costruttive, impiantistiche e di processo. I principali destinatari dei risultati ottenuti saranno: le imprese industriali ed agricole interessate a migliorare il proprio processo produttivo ed ad ottimizzare i costi energetici attraverso un migliore utilizzo della potenza elettrica disponibile, le aziende che desiderano individuare nuovi sbocchi commerciali e la collettività in generale per le ricadute positive sull’ambiente e sulla qualità dei prodotti e servizi utilizzati. Normalmente le pompe di calore sono utilizzate nel settore civile o industriale per la climatizzazione ambientale di edifici o di parti di edifici (stanze climatizzate per lo stoccaggio o il trattamento di prodotti). In questi contesti tecnologici, la tecnologia a pompa di calore è ampiamente collaudata ed utilizzata. Al contrario le analisi di scenario e gli approfondimenti effettuati direttamente presso alcuni stabilimenti di produzione, hanno evidenziato che le attuali tecnologie a pompa di calore male si adattano alle necessità che abitualmente sorgono lungo la catena di produzione industriale. In particolare, si è notato che molti processi di lavorazione richiedono temperature di funzionamento superiori ai 60 – 70 °C (temperatura di condensazione della pompa di calore), avendo a disposizione fluidi di scarto (reflui, vapore o acqua calda) a temperature tali da permettere il trasferimento di calore ad un fluido idoneo ad evaporare. E’ risultato chiaro che le attuali pompe di calore hanno un forte limite tecnologico che ne impediscono, di fatto, l’utilizzo su alcuni dei processi produttivi: grosso limite risulta essere la massima temperatura di condensazione ottenibile, generalmente mai superiore ai 60 °C. Inoltre, non poter lavorare con fluidi in fase di evaporazione a temperatura superiore allo 0 °C ne riduce fortemente le potenzialità, introducendo problemi di condensa fastidiosi ed onerosi da risolvere.

Per dare una risposta alle esigenze produttive sopra descritte, si è impostata un’attività di ricerca finalizzata alla realizzazione di una pompa di calore operante ad alte temperature di condensazione ed evaporazione. In quest’ottica l’attività è articolata secondo i seguenti obiettivi: – Analisi dell’applicazione della tecnologia a pompa di calore nei principali settori industriali. – Analisi dei differenti fluidi refrigeranti attualmente utilizzati e dei nuovi fluidi che dovranno soddisfare le limitazioni delle normative ambientali in vigore. – Progettazione, costruzione, messa a punto e caratterizzazione di una piattaforma sperimentale rappresentativa di varie configurazioni di pompa di calore per uso industriale. La primo punto dell’attività si è concluso con l’emissione del rapporto CESI – ELTEC/DEMOELEC/2001/04, “Applicazioni della tecnologia a pompa di calore (PDC) nei principali settori industriali”, n° SFR-A1/018331. Il seconda fase è stata oggetto di una precedente trattazione, riportata nel rapporto CESI – ELTEC/DEMOELEC/2001/05, “Indagine sui principali fluidi refrigeranti attualmente utilizzati e sui nuovi fluidi, in grado di sostituire gli attuali rispettando le nuove normative ambientali”, n° SFR- A1/018334. La terza fase dell’attività, oggetto del presente rapporto, prevede due punti principali: 1. Messa a punto, installazione e collaudo dell’impianto prototipale a recupero termico per uso industriale. Prime prove sperimentali di verifica di funzionamento dell’impianto sperimentale stesso.