In questo lavoro è stato studiato un ciclo Joule-Brayton inverso ad aria, con una variante al fine di realizzare un impianto di refrigerazione mediante l’utilizzo di un turbogruppo di derivazione automobilistica. Inizialmente, è stato realizzato e testato presso il Laboratorio di Macchine del Politecnico di Bari un impianto sperimentale al fine di analizzare le problematiche principali che limitano le prestazioni del ciclo ad aria. Si tratta di un impianto a circuito aperto con una compressione bistadio interrefrigerata, senza scambiatore di recupero. Le misure effettuate hanno rivelato performance inadeguate, sia in termini di efficienza sia di temperatura minima raggiungibile, causate principalmente dal basso rendimento della turbina nelle condizioni di utilizzo rispetto a quelle per cui sono progettati i turbogruppi automobilistici. E’ stato quindi proposto un nuovo layout dell’impianto, basato su due criteri progettuali. Il primo prevede una condizione di accoppiamento ottimale tra il turbogruppo e l’impianto di refrigerazione; il secondo, invece, l’utilizzo di gruppi di sovralimentazione più grandi, in grado di raggiungere efficienze maggiori. In accordo con questi due criteri progettuali è stato simulato al calcolatore un ciclo recuperativo, che lavora in gran parte in depressione, rispetto alla pressione atmosferica, in modo da avere portate volumetriche circolanti più grandi e poter utilizzare macchine di più elevata efficienza. I risultati ottenuti mostrano che il nuovo impianto è in grado di fornire aria a temperatura relativamente bassa (-60°C ed oltre), rendendolo adatto anche per applicazioni di congelamento. Inoltre, la presenza del recuperatore rende la temperatura dell’aria in uscita dalla turbina praticamente indipendente dalla temperatura ambiente, per cui il ciclo proposto potrebbe operare adeguatamente anche in ambienti molto caldi.

Sperimentazione e sviluppo di impianti di refrigerazione ecosostenibili / Catalano, L; De Bellis, F; Amirante, R; Ayr, U. - In: TEKNECO. - ISSN 2038-9302. - STAMPA. - 1:(2010), pp. 21-28.

Sperimentazione e sviluppo di impianti di refrigerazione ecosostenibili

Catalano L;Amirante R;Ayr U
2010-01-01

Abstract

In questo lavoro è stato studiato un ciclo Joule-Brayton inverso ad aria, con una variante al fine di realizzare un impianto di refrigerazione mediante l’utilizzo di un turbogruppo di derivazione automobilistica. Inizialmente, è stato realizzato e testato presso il Laboratorio di Macchine del Politecnico di Bari un impianto sperimentale al fine di analizzare le problematiche principali che limitano le prestazioni del ciclo ad aria. Si tratta di un impianto a circuito aperto con una compressione bistadio interrefrigerata, senza scambiatore di recupero. Le misure effettuate hanno rivelato performance inadeguate, sia in termini di efficienza sia di temperatura minima raggiungibile, causate principalmente dal basso rendimento della turbina nelle condizioni di utilizzo rispetto a quelle per cui sono progettati i turbogruppi automobilistici. E’ stato quindi proposto un nuovo layout dell’impianto, basato su due criteri progettuali. Il primo prevede una condizione di accoppiamento ottimale tra il turbogruppo e l’impianto di refrigerazione; il secondo, invece, l’utilizzo di gruppi di sovralimentazione più grandi, in grado di raggiungere efficienze maggiori. In accordo con questi due criteri progettuali è stato simulato al calcolatore un ciclo recuperativo, che lavora in gran parte in depressione, rispetto alla pressione atmosferica, in modo da avere portate volumetriche circolanti più grandi e poter utilizzare macchine di più elevata efficienza. I risultati ottenuti mostrano che il nuovo impianto è in grado di fornire aria a temperatura relativamente bassa (-60°C ed oltre), rendendolo adatto anche per applicazioni di congelamento. Inoltre, la presenza del recuperatore rende la temperatura dell’aria in uscita dalla turbina praticamente indipendente dalla temperatura ambiente, per cui il ciclo proposto potrebbe operare adeguatamente anche in ambienti molto caldi.
2010
Sperimentazione e sviluppo di impianti di refrigerazione ecosostenibili / Catalano, L; De Bellis, F; Amirante, R; Ayr, U. - In: TEKNECO. - ISSN 2038-9302. - STAMPA. - 1:(2010), pp. 21-28.
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