I ricercatori del B. R. Ambedkar National Institute of Technology di Jalandhar, in India, hanno sviluppato un nuovo sistema basato su un ciclo di umidificazione-deumidificazione e refrigerazione a compressione di vapore (HDH-VCR) e su una pompa di calore alimentata a energia fotovoltaica. Il sistema è destinato alla produzione di acqua dolce desalinizzata, raffreddamento e acqua calda.
Gli scienziati hanno spiegato che il sistema proposto utilizza le energie di raffreddamento e riscaldamento del frigorifero e della pompa di calore integrati per il suo funzionamento. “L’impianto ha anche la capacità di generare aria fredda o calda a seconda della stagione”, hanno spiegato. “Il raffreddamento dell’evaporatore della pompa di calore viene utilizzato per la deumidificazione finale dell’aria”.
Questo sistema è composto da un impianto fotovoltaico, una pompa di calore, ventilatori, preriscaldatori d’aria, umidificatori, deumidificatori, riscaldatori d’aria, scaldacqua solari (SWH) e pompe di circolazione dell’acqua. Il fluido di lavoro del refrigerazione a VCR (refrigerazione a compressione di vapore) è l’R410A. “L’impianto solare fotovoltaico fornisce energia al ventilatore, al compressore di vapore e alle pompe. I condensatori di raffreddamento ad acqua (pompe di calore) e gli SWH forniscono acqua calda agli umidificatori, ai preriscaldatori d’aria e ai sistemi di preriscaldamento dell’aria”, hanno dichiarato i ricercatori.
Per produrre aria fredda e acqua fresca e riscaldata, il sistema utilizza il ciclo HDH-VCR. L’HDH è comunemente usato per controllare i livelli di umidità nel flusso d’aria, prima umidificando l’aria e poi rimuovendo l’umidità in eccesso. Il VCR è un processo in cui un refrigerante cambia stato tra liquido e vapore per assorbire calore e raffreddare l’aria.
“Le caratteristiche uniche dell’impianto sono la disposizione di tutti i componenti di umidificazione-deumidificazione a due stadi in una torre verticale e la facilità di flusso dei fluidi nel condotto”, hanno spiegato gli accademici. “Il progetto del processo ha un potenziale di applicazione nei settori residenziale e industriale”.
Il sistema è stato testato attraverso una serie di simulazioni teoriche e un prototipo testato in condizioni reali. Hanno scoperto che il sistema è in grado di generare fino a 5,5 l all’ora (LPH) di acqua dolce, fino a 6,8 kW di effetto refrigerante e fino a 4,2 di rapporto di prestazione energetica (EPR) alla portata d’aria di 1.000 m3/h. L’EPR è il rapporto tra l’energia del prodotto primario e l’energia del sottoprodotto.
“L’utilizzo degli effetti refrigeranti e della reiezione del calore di una pompa di calore aumenta il coefficiente di prestazione (COP) del sistema”, hanno dichiarato gli scienziati, senza fornire cifre specifiche.
Hanno presentato il sistema nello studio “Experimental and simulation studies on heat pump integration two stage desalination and cooling system“, pubblicato su Energy Nexus.
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