Refrigerazione e pompe di calore

Responsabile scientifico:
Prof. Fabio Polonara, professore ordinario 
Gruppo di lavoro:
Prof. Marco Pacetti, professore ordinario
Prof. Giovanni Di Nicola, ricercatore
Ing. Giuliano Giuliani, responsabile tecnico
Ing. Giulio Santori, dottorando
Collaborazioni:
CNR-ITC, Istituto per le Tecnologie della Costruzione, Padova
Institute of Physical Chemistry, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Poland
Centre for Sustainable Technologies, University of Ulster, Jordanstown, Northern Ireland
 

 

 

 

Descrizione della ricerca:

La linea di ricerca su refrigerazione e pompe di calore è attiva presso il Dipartimento di Energetica sin dai primi anni ‘80 e prende le mosse dallo studio di refrigeranti innovativi, in particolare quelli costituiti da miscele non-azeotropiche, per i cicli inversi a compressione di vapore nelle applicazioni delle pompe di calore. 
Nella seconda metà degli anni ’80, all’apparire della “questione ozono”, causata anche dall’impiego dei CFC come fluidi di lavoro negli impianti a compressione di vapore, l’attenzione si è sposata verso i refrigeranti alternativi ai CFC. Il lavoro di ricerca su questi temi ha riguardato lo studio sperimentale delle proprietà di equilibrio (condotto dal gruppo di lavoro di proprietà di equilibrio dei fluidi), lo studio teorico-predittivo delle proprietà di trasporto (condotto dal gruppo di lavoro di proprietà di trasporto dei fluidi) e lo studio sperimentale delle prestazioni ottenibili su macchine a compressione di vapore da parte di fluidi di formulazione innovativi costituiti sia da sostanze pure che da miscele. 
L’attività di ricerca su questi temi ha occupato tutti gli anni ’90 ed è stata svolta in collaborazione con alcuni dei principali centri di ricerca europei all’interno di progetti finanziati dall’Unione Europea nell’ambito del 4° e del 5° Programma Quadro per la ricerca e lo sviluppo tecnologico. 
Contestualmente a questa linea di studio sulle macchine e sui fluidi frigoriferi è stata sviluppata una linea di ricerca a supporto di una applicazione del freddo assai importante per il tessuto produttivo marchigiano, vale a dire la surgelazione. La ricerca prendeva le mosse dalla constatazione che il miglioramento della qualità dei prodotti surgelati è strettamente legato ad una elevata velocità di surgelazione. 
Negli ultimi anni le linee di ricerca si sono congiunto nello studio di cicli innovativi operanti con fluidi naturali (aria e anidride carbonica) utili a realizzare processi di surgelazione estremamente veloci. Lo studio è realizzato attraverso due impianti sperimentali di produzione del freddo a temperature inferiori a -60°C. In un primo impianto si valutano le prestazioni di una macchina frigorifera in cascata funzionante con fluidi di lavoro naturali (CO2/N2O), mentre un secondo impianto valuta le prestazioni di una macchina frigorifera operante con un ciclo inverso ad aria. Entrambi i sistemi sono pensati per realizzare prodotti surgelati IQF (Individually quick frozen) e lavorano su un circuito ad aria a servizio di un tunnel di surgelazione alimentare.