Il presente rapporto descrive l’attività svolta nel terzo anno di un progetto triennale che mira a sviluppare un’architettura innovativa di pompa di calore equipaggiata con eiettore, con l’obiettivo di contribuire alla penetrazione delle tecnologie elettriche per la climatizzazione in ambito residenziale, in accordo con le stime di crescita previste dal PNIEC necessarie per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione nazionali al 2030. Nel corso del primo anno è stata svolta una estesa analisi di letteratura sui sistemi di refrigerazione a eiettore che ha permesso di evidenziarne le caratteristiche peculiari e la dipendenza delle prestazioni dalla fluidodinamica interna all’eiettore e dalle caratteristiche dei fluidi refrigeranti, fra i quali il propano risulta essere uno dei più performanti.
L’attività del secondo anno è stata concentrata sulla definizione di un approccio modellistico per la simulazione di eiettori supersonici. Sono stati elaborati e messi a confronto due metodi modellistici, a parametri concentranti (LPM) e termo fluido-computazionali (CFD), entrambi validati tramite il riscontro con dati di letteratura raccolti nel primo anno, determinando la superiorità dell’approccio CFD nel prevedere con soddisfacente precisione i parametri prestazionali dell’eiettore. È stato inoltre progettato un eiettore prototipo a spinotto mobile per le finalità delle successive sperimentazioni.
L’attività del terzo anno ha previsto in primo luogo la verifica sperimentale della capacità del modello CFD di descrivere e analizzare il funzionamento di un eiettore a geometria variabile in un ciclo a propano. La sperimentazione ha comportato la costruzione dell’eiettore, la realizzazione di un circuito di prova, l’esecuzione di una serie di test finalizzati a verificare il funzionamento dell’eiettore in regime variabile e la capacità del modello CFD di replicare i risultati sperimentali. In seguito, è stato messo a punto uno strumento modellistico utile per valutare le possibili ricadute in termini di risparmio energetico nel settore della climatizzazione residenziale. Il modello basato su uno schema di pompa di calore che prevede l’aggiunta di un eiettore in un ciclo frigorifero standard è stato validato con dati di letteratura e utilizzato per effettuare un confronto con le prestazioni di un ciclo standard con propano nelle condizioni richieste dagli impianti di riscaldamento tradizionale a radiatori.