Nell'ambito del progetto Horizon 2020 DESOLINATION, un nuovo studio intitolato “Studio sperimentale e numerico del raffreddatore di CO₂ supercritica” è stato presentato alla 6ª Conferenza europea sulla CO₂ supercritica (sCO₂) per i sistemi energetici, tenutasi dal 9 all'11 aprile 2025 a Delft, Paesi Bassi.
La ricerca, guidata da Università LUT in collaborazione con TEMISTH, ha ricevuto il Premio per il miglior elaborato alla conferenza in riconoscimento della sua qualità e rilevanza scientifica.
Studio delle prestazioni di PCHE in cicli di alimentazione con CO₂ supercritica
Lo studio si concentra sulla prestazioni termoidrauliche di un scambiatore di calore a circuito stampato (PCHE) operando con biossido di carbonio supercritico (sCO₂) - un fluido di lavoro al centro dell'innovativo blocco di potenza di DESOLINATION. I PCHE sono una soluzione compatta e ad alta efficienza adatta alle condizioni estreme dei sistemi energetici basati su sCO₂, come quelli integrati nelle tecnologie di energia solare a concentrazione (CSP) e di desalinizzazione.
Utilizzando una combinazione di test sperimentali and fluidodinamica computazionale (CFD), Il team ha valutato il trasferimento di calore e le caratteristiche di caduta di pressione di sCO₂ che scorre attraverso microcanali PCHE. Lo studio si è concentrato sulla regione pseudo-critica, dove la CO₂ presenta rapide variazioni di proprietà che migliorano il trasferimento di calore ma complicano la modellazione predittiva.
Sostenere gli obiettivi di DESOLINATION
Questo lavoro contribuisce direttamente all'obiettivo di DESOLINATION di sviluppare una sistema di desalinizzazione efficiente e alimentato a energia solare migliorando la previsione delle prestazioni e la progettazione dei componenti chiave del ciclo di alimentazione sCO₂. In particolare, fornisce strumenti convalidati e approfondimenti essenziali per l'integrazione di scambiatori di calore ad alta efficienza nel futuro impianto dimostrativo del progetto.
Authors: Giuseppe Petruccelli, Teemu Turunen-Saaresti, Damien Serret, Aki Grönman, Aurélien Conrozier e Amir Momeni Dolatabadi.
Risultati chiave
- Dati sperimentali sono stati raccolti in un'ampia gamma di condizioni operative presso l'impianto di prova di CO₂ transcritica dell'Università LUT, fornendo un prezioso punto di riferimento per la convalida dei modelli numerici.
- The Simulazioni CFD, che incorpora il comportamento dei gas reali e il modello di turbolenza SST k-ω, ha mostrato un buon accordo con le perdite di carico e le temperature di uscita misurate.
- A nuova correlazione del fattore di attrito è stata ricavata dai risultati sperimentali. Il metodo tiene conto della rugosità della superficie e ha raggiunto un'accuratezza di previsione entro ±10% rispetto ai valori misurati: un importante progresso rispetto alle correlazioni esistenti.
- Lo studio ha anche rivelato che correlazioni di trasferimento di calore comunemente utilizzate tendono a sottovalutare le prestazioni in flussi di microcanali ad alto numero di Reynolds e sCO₂, sottolineando la necessità di modelli predittivi più personalizzati.
Riconoscimento della conferenza
La 6a Conferenza Europea sCO₂ ha riunito oltre 100 esperti del mondo accademico e industriale per discutere le ultime innovazioni della tecnologia sCO₂. Oltre alle sessioni tecniche, il tema della DESOLINIZZAZIONE è stato messo in risalto anche durante il Conferenza di venerdì mattina del dott. Gioele Di Marcoberardino (UNIBS), che ha presentato gli obiettivi generali del progetto e i suoi progressi fino ad oggi.
🏆 Il giornale ha ricevuto il Premio per il miglior elaborato alla conferenza, riconoscendo la qualità e la rilevanza della ricerca per la comunità internazionale di ricerca e ingegneria sCO₂. Questo riconoscimento evidenzia il contributo di DESOLINATION all'avanzamento della comprensione a livello di componenti, fondamentale per lo sviluppo di sistemi integrati di desalinizzazione a energia solare.
🔬 Il consorzio DESOLINATION si congratula con gli autori -. Giuseppe Petruccelli, Teemu Turunen-Saaresti, Damien Serret, Aki Grönman, Aurélien Conrozier e Amir Momeni Dolatabadi - per questo meritato riconoscimento e per il loro prezioso contributo al futuro dei sistemi energetici e idrici sostenibili.
