Tecnologie per l'Accumulo di Energia Termica ad Alta Temperatura
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Ente di Afferenza
Università degli Studi di Cagliari
Area / Struttura
Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Chimica e dei Materiali
Sede
Cittadella Universitaria di Monserrato
Responsabile Laboratorio
Giorgio Cau
Descrizione
Il laboratorio è dedicato a studi e ricerche teorici e sperimentali sui sistemi per l'accumulo di energia termica (TES) ad alta temperatura.
Esso è dotato di tre impianti che consentono di effettuare studi e ricerche su sistemi TES a calore sensibile e a calore latente, quali ad esempio:
SISTEMI A CALORE SENSIBILE:
- Studi su sistemi TES a mezzo solido e a mezzo liquido (a termoclino) operanti con fluidi termovettori gassosi e liquidi
- Studi sperimentali e numerici sulla stratificazione termica e sulla formazione del termoclino
- Valutazione delle prestazioni durante cicli ripetuti di carica e scarica
- Identificazione di criteri ottimali di gestione e controllo dei processi di carica e scarica
SISTEMI A CALORE LATENTE CON PCM (phase change materials):
- Scelta dei PCM (campi di temperatura, caratteristiche fusione-solidificazione, cicli termici, compatibilità con altri materiali, etc.)
- Valutazione del decadimento delle prestazioni durante cicli ripetuti di carica e scarica
- Identificazione di criteri ottimali di gestione e controllo dei processi di carica e scarica in funzione del tipo di PCM e dell'applicazione
- Tecniche di intensificazione dello scambio termico
Esso è dotato di tre impianti che consentono di effettuare studi e ricerche su sistemi TES a calore sensibile e a calore latente, quali ad esempio:
SISTEMI A CALORE SENSIBILE:
- Studi su sistemi TES a mezzo solido e a mezzo liquido (a termoclino) operanti con fluidi termovettori gassosi e liquidi
- Studi sperimentali e numerici sulla stratificazione termica e sulla formazione del termoclino
- Valutazione delle prestazioni durante cicli ripetuti di carica e scarica
- Identificazione di criteri ottimali di gestione e controllo dei processi di carica e scarica
SISTEMI A CALORE LATENTE CON PCM (phase change materials):
- Scelta dei PCM (campi di temperatura, caratteristiche fusione-solidificazione, cicli termici, compatibilità con altri materiali, etc.)
- Valutazione del decadimento delle prestazioni durante cicli ripetuti di carica e scarica
- Identificazione di criteri ottimali di gestione e controllo dei processi di carica e scarica in funzione del tipo di PCM e dell'applicazione
- Tecniche di intensificazione dello scambio termico
Attività rivolte alle imprese,
enti pubblici, cittadini
enti pubblici, cittadini
Prestazioni a pagamento
Convenzioni con Enti Pubblici
Ricerca commissionata
Partecipazione a progetti nazionali di ricerca in partenariato
Partecipazione a progetti internazionali di ricerca in partenariato
Didattica Universitaria
Formazione
Convenzioni con Enti Pubblici
Ricerca commissionata
Partecipazione a progetti nazionali di ricerca in partenariato
Partecipazione a progetti internazionali di ricerca in partenariato
Didattica Universitaria
Formazione
Attività rivolte ai ricercatori
Partecipazione a progetti nazionali di ricerca in partenariato
Partecipazione a progetti internazionali di ricerca in partenariato
Partecipazione a progetti internazionali di ricerca in partenariato
Strumenti del Laboratorio
Impianto a circuito aperto utilizzante aria come HTF
L'impianto è dotato di serbatoio caricato con particelle solide (sferette di allumina con diametro 7-9 mm oppure 1,5-2,5 mm), riscaldatore elettrico da 70 kW, compressore da 30 kW, operante a pressione atmosferica e a temperature fino a 300 °C, con capacità di accumulo fino a 70 kWh.
Il sistema di accumulo è strumentato con vari set di termocoppie per la misura delle temperature in direzione assiale, radiale e di parete esterna.
Impianto a circuito chiuso utilizzante CO2 o altri gas come HTF
L'impianto è dotato di serbatoio caricato con particelle solide (sferette di allumina con diametro 1,5-2,5 mm), riscaldatore elettrico da 6 kW, compressore-circolatore da 4 kW, operante a pressioni fino a 6 bar e a temperature fino a 150 °C, con capacità di accumulo fino a 5 kWh.
Il sistema di accumulo è strumentato con vari set di termocoppie per la misura delle temperature in direzione assiale, radiale e di parete esterna.
Impianto di prova per la sperimentazione di sistemi di accumulo termico a PCM e di altri sistemi di accumulo diretto e indiretto.
L'impianto è costituito da un riscaldatore elettrico da 40 kW utilizzante un olio siliconico come fluido termovettore, che può operare a temperature fino a 350 °C, la cui portata è regolabile mediante pompa a velocità variabile e mediante circuito di bypass; esso è inoltre dotato di un sistema di raffreddamento del fluido termovettore costituito da un aerotermo da 170 kW con ventilatore a velocità variabile. L'impianto dispone di due sezioni di prova distinte.
Sistema di acquisizione dati National Instruments cDAQ-9178, NI9214, TB9214,NI9205, NI9263
Sistema per acquisizione dati costituito da chassis cDAQ-9178, quattro moduli NI9214 + TB9214 per termocoppie, un modulo NI9205 per input analogici, un modulo NI9263 per output analogici
Sistema per il monitoraggio e il controllo National Instruments CRIO-9082, NI9213, NI9205, NI9264, NI9403
Sistema robusto per il monitoraggio e il controllo embedded costituito da chassis CRIO-9082, tre moduli NI9213 per termocoppie, un modulo NI9205 per input analogici, un modulo NI9264 per output analogici, un modulo NI9403 per input/output digitali
Modalità di accesso
Il laboratorio è disponibile su prenotazione.
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Dove si trova
Sestu, Cittadella Universitaria di Monserrato, S.S. 554, Bivio per Sestu snc
Sito WEB