Un team dell’UE ha sviluppato un sistema ibrido di condizionamento d’aria a essiccante liquido, concentrandosi sul controllo indipendente di umidità e temperatura. Fondamentale per questa innovazione è la combinazione di un sistema a essiccante liquido per la deumidificazione con un convenzionale sistema di compressione che fornisce acqua fredda e calda per il sistema ibrido.
Gli edifici rappresentano il 40 % del consumo complessivo di energia, di cui circa la metà è costituito dai sistemi di riscaldamento/raffreddamento. Tuttavia, i sistemi convenzionali, in particolare in ambienti caldi e umidi, o sono inefficienti o non rispondono in modo adeguato al fabbisogno di ventilazione.
Il progetto NANOCOOL (An energy efficient air conditioning systems with temperature and humidity independent controls based on the combination of a liquid desiccants cycle with an adapted conventional air cooling system), finanziato dall’UE, ha sviluppato una soluzione innovativa. Il sistema ibrido di condizionamento d’aria del consorzio include un controllo indipendente di temperatura e umidità. Il sistema usa un deumidificatore a essiccante liquido per rimuovere il carico latente, e un sistema convenzionale di condizionamento d’aria per rimuovere il carico sensibile. Il sistema utilizza il calore di scarto proveniente dal condensatore per il necessario processo di rigenerazione degli essiccanti.
Per prima cosa i ricercatori hanno sviluppato l’aspetto concettuale del progetto, inclusa la progettazione del sistema a essiccante liquido e una convenzionale unità trattamento aria adattata per entrare nel sistema. Il team ha inoltre progettato un’unità polivalente, in grado di riscaldare e raffreddare simultaneamente parti differenti del sistema. Il gruppo ha definito il sito dimostrativo, che è il Taiwan Building Technology Centre a Taipei, e il prototipo è stato progettato in base ai carichi termici calcolati.
I membri del team hanno esaminato la possibilità di usare dei nanomateriali per vari componenti del sistema. La ricerca si è concentrata sullo sviluppo e sul trasferimento su scala industriale di un trattamento al plasma per migliorare la bagnabilità di tubi polimerici. Analogamente l’attenzione si è anche concentrata sullo sviluppo di materiali compositi che incorporano nano piastrine di grafene per migliorare la conduttività termica degli scambiatori di calore. I ricercatori hanno completato la progettazione del sistema e la fabbricazione delle parti e hanno poi assemblato il sistema in laboratorio. Essi hanno anche progettato un algoritmo di controllo che include differenti strategie di controllo.
Il personale ha testato il sistema completato e lo ha quindi trasportato a Taiwan per ulteriori verifiche in condizioni reali. Il sistema ha funzionato ininterrottamente per tutto il periodo dimostrativo, durante il quale il team ha mostrato la capacità del sistema di controllare in modo indipendente temperatura e umidità.
I risultati hanno indicato dei risparmi energetici di circa il 30 % rispetto ai sistemi convenzionali. Per mezzo di un efficace controllo dell’umidità il sistema migliora la qualità dell’aria interna e il benessere. I benefici aggiuntivi includono la fornitura di aria pulita, tenendo sotto controllo gli odori sgradevoli.
I risultati di NANOCOOL significano un efficace sistema di condizionamento d’aria che è anche efficiente da un punto di vista energetico. Il sistema sarà più economico da far funzionare e ridurrà anche le emissioni di gas a effetto serra.
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