Caratteristiche

Una soluzione di recupero di calore e prestazioni migliorate

Questo nuovo concetto rappresenta una rivoluzione per il recupero di calore ed è più che una valida alternativa ai tradizionali sistemi adiabatici. Utilizzando due circuiti in scambiatori di calore microcanale (MCHX), un fluido refrigerante aggiuntivo può contribuire a ridurre la temperatura dell’aria in ingresso e a recuperare parte del calore altrimenti rilasciato completamente nell’atmosfera. Questa tecnologia non solo migliora le prestazioni di raffreddatori e condensatori, ma fornisce anche una calda fonte di calore che può essere utilizzata in molte applicazioni.

Multi System Dual Flow working principle.

Una valida alternativa ai sistemi adiabatici

In condizioni climatiche calde, l’aria che passa attraverso la parte anteriore del multiport viene raffreddata dal fluido secondario fornendo un aumento del trasferimento di calore attraverso il resto del tubo. Introducendo acqua all’interno dei tubi a circuito chiuso, rispetto ai tradizionali sistemi adiabatici, non vi è alcun consumo di acqua e non è sottoposto a problematiche riguardanti condizioni igieniche critiche, trattamento dell’acqua, pulizia dello scambiatore o corrosione.

Air Temperature along the tube width.

Una nuova soluzione per il recupero di calore, più compatta e versatile

Oggi, solo in Europa, vengono rilasciati nell’atmosfera 2.860 TWh/anno di calore [1], che corrisponde quasi alla stessa quantità di energia termica utilizzata per riscaldamento e acqua sanitaria. Dall’altra parte dell’Oceano Atlantico, gli Stati Uniti producono 43·109 GJ (11.944 TWh) di calore di scarto a una temperatura superiore a 30°C all’anno [2]. Poiché si prevede che il mercato globale dei chiller crescerà a un CAGR del 3% dal 2022 al 2029 [3], è più probabile che questo numero sia destinato ad aumentare nei prossimi anni. Pertanto, con l’obiettivo di contrastare il riscaldamento globale e la decarbonizzazione, il recupero di calore nel campo dell’HVAC&R industriale diventa essenziale.

Tipicamente, nelle applicazioni HVAC&R, gli scambiatori di calore a piastre vengono utilizzati a monte di condensatori e raffreddatori, introducendo nell’impianto un componente aggiuntivo per il recupero di calore. Inoltre, nel caso delle unità motocondensanti, lo scambiatore a piastre può estrarre calore solo nella zona di desurriscaldamento e/o deve essere posizionato più in alto rispetto al condensatore ad aria. Tuttavia, queste complicazioni cessano di esistere con questa soluzione integrata, più compatta degli scambiatori di calore raffreddati ad aria e più versatile di quelli raffreddati ad acqua.

Reverse Carnot cycle

Calcoli e prove

ThermoKey è in grado di fornire calcoli accurati di questo dispositivo grazie ad anni di studi condotti con il supporto dell’Università di Udine. Basato su simulazioni CFD, il nostro motore di calcolo è in grado di fornire risultati in linea con le sperimentazioni condotte presso laboratori certificati. L’analisi mostra che, a seconda delle condizioni di lavoro, la capacità può aumentare di oltre il 50%, il che può permetterci di ridurre le unità richieste o la dimensione dello scambiatore del 32%. Inoltre è possibile ridurre la potenza di ventilazione ed il relativo rumore di 10 dB(A).

Size / Weight reduction

Capacity increase / Numb. of units reduction

Vent. Power reduction / Noise reduction

I test sono stati eseguiti in altri due laboratori diversi mostrando i seguenti risultati:

  • il primo test è stato condotto a temperatura di condensazione costante e ha evidenziato una capacità superiore del 51%;
  • il secondo è stato eseguito per ottenere una capacità costante, per migliorare le prestazioni di un chiller abbassando di 5K la temperatura di condensazione.

Test facility of Eurac Research heat pump laboratory

Applicazione

Il raffreddamento di processo, la refrigerazione e i data center richiedono sempre energia frigorifera durante l’anno, mentre i chiller funzionano principalmente durante le stagioni calde per le quali è richiesta la necessità simultanea di freddo e caldo. La tecnologia MSDF consente flessibilità e regolazione precisa del punto di funzionamento a seconda delle esigenze.

In attesa che nuove politiche colleghino queste macchine per il recupero di calore agli uffici e alle zone residenziali, la refrigerazione rappresenta l’applicazione più importante di questo prodotto. Infatti, l’energia termica è necessaria per sbrinare gli evaporatori e le unità condensatrici MSDF sono in grado di fornire un liquido caldo, per lo più esente da spese.

Inoltraci una richiesta con le condizioni del tuo caso d’uso e ti aiuteremo a fornire la migliore soluzione alle tue esigenze.

sales@thermokey.com o al tuo area manager di riferimento

Questa tecnologia brevettata di Multi System Dual Flow, anche in attesa di brevetto a livello mondiale, è supportata da un portafoglio strutturato di diritti di proprietà intellettuale.

 


References
  1. D. Connolly, . B. V. Mathiesen, P. A. Østergaar, B. Möller, S. Nielsen, H. Lund, U. Persson, S. Werner, J. Grözinger, T. Boermans, M. Bosquet and D. Trier, “Heat Roadmap Europe 2: Second Pre-Study for the EU27,” Department of Development and Sustainable Energy Planning Research Group, Aalborg University, 2013.
  2. A. S. Rattner and S. Garimella, “Energy harvesting, reuse and upgrade to reduce primary energy usage in the USA,” Energy, vol. 36, no. 10, pp. 6172-6183, 2011.
  3. Exactitude Consultancy, “Chillers Market by Type, Power Range, and End User and Region, Global trends and forecast from 2022 to 2029,” 2022.