Creata una pompa di calore bifase con temperature record

Ricercatori di Sintef e ToCircle hanno messo a punto la prima pompa di calore al mondo che produce temperature fino a 180 gradi.

pompa di calore ad alta temperatura
Credits: Sintef

I risultati del progetto “Free2Heat”

(Rinnovabili.it) – Realizzare una pompa di calore bifase, robusta e sostenibile, da integrare a processi ad alta intensità energetica. Questo l’obiettivo che si erano dati SINTEF, NTNU e ToCircle, partner del progetto di innovazione industriale “Free2Heat“. Un target centrato in pieno come mostrano i risultati pubblicati in questi giorni. L’iniziativa, finanziata dal Consiglio della ricerca norvegese, ha portato alla realizzazione di una pompa di calore ad alte temperature in grado di sostituire la produzione di vapore da fonti energetiche fossili.

Oggi, la gran parte dei processi industriali, pesanti e non, richiede alte temperature di lavoro e l’energia è fornita principalmente da fonti fossili. Trovare una tecnologia che permetta di alleggerirne il peso emissivo è divenuto un imperativo. Ma la difficoltà è anche nel mettere a punto un approccio comune. Processi industriali diversi hanno, infatti, esigenze di riscaldamento diverse, che variano da un minimo di 50-100°C e fino a migliaia di gradi, coinvolgendo necessariamente tecnologie differenti.

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In questo contesto “Free2Heat” fornisce un prezioso aiuto. “Questa nuova pompa di calore offre esattamente ciò che vogliono, quindi ha un grande potenziale commerciale”, afferma il ricercatore SINTEF Michael Bantle. La macchina termica realizzata dal gruppo può raggiungere i 180°C, il valore più alto mai registrato per questa tecnologia. E in questo modo potrebbe rendersi utile per circa un quinto delle industrie europee che oggi richiedono temperature tra i 100 e 180°C.

Il dispositivo creato è una pompa di calore bifase che può essere implementata in un ciclo aperto al fine di recuperare il calore in eccesso dai processi industriali, per trasformarlo in  energia termica riutilizzabile. I flussi di calore disperso contengono spesso diverse fasi (come acqua e vapore), aria e altre contaminazioni. Era necessario pertanto una tecnologia del compressore che potesse funzionare con più fasi.

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La macchina, spiega Bantle è dotata di un compressore con palette mobili che ruotano in modo tale da cambiare il volume delle camere interne ad ogni giro. “Il segreto del compressore di Tocircle è che tutte le sue parti mobili che sono a contatto con il mezzo di lavoro sono lubrificate con acqua“, aggiunge Bantle. L’uso di acqua iniettata in connessione con la compressione del vapore non solo favorisce la lubrificazione, ma riduce anche lo stress termico del sistema. “Tutti questi fattori combinati in un’unica dispositivo offrono una piattaforma molto promettente per lo sviluppo di una pompa di calore ad alta temperatura con acqua pura come mezzo di lavoro”.

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