Il Colibrì – Campi di Applicazione

Espansore volumetrico adiabatico free piston “Colibrì” per generazione elettrica con ciclo Rankine a bassa pressione

L’espansore volumetrico adiabatico free piston è un dispositivo versatile in quanto può essere alimentato con qualunque tipologia di fluido compresso in fase aeriforme.
Quando il fluido è gassoso sono assenti le transizioni di fase liquido-vapore e il ciclo termodinamico sottostante è quello di Brayton. Tuttavia, essendo il bilancio energetico con i gas poco favorevole, è verosimile che la loro possibilità di impiego rimanga una mera curiosità accademica.
Molto più interessanti sono le applicazioni in cui l’espansore viene alimentato con vapore compresso e in questo caso il ciclo coinvolto è quello di Rankine.
Nella modalità free piston la destinazione d’uso per eccellenza è la generazione di energia elettrica a partire da una fonte di calore.
Qualunque sorgente termica, in grado di fornire il calore richiesto per il processo di vaporizzazione in un ciclo Rankine anche a bassa pressione, diventa potenzialmente sfruttabile grazie a questo dispositivo.
Una delle sorgenti di calore più appetibili individuate è quella geotermica in zone termali.
Nel settore industriale esistono poi moltissime realtà produttive i cui processi di lavorazione sono associati a cascami termici che potrebbero essere sfruttati per produrre dell’energia elettrica.
In ambito domestico l’unica sorgente termica significativa è quella dell’impianto di riscaldamento dell’abitazione, ma in questo caso il costo del combustibile rende obbligatorio l’assetto cogenerativo e la parte del calore ottenuto dalla combustione che non viene convertito in energia elettrica resta disponibile per la funzione di riscaldamento.
Il vincolo cogenerativo viene a mancare qualora le abitazioni non siano raggiunte dal gestore elettrico nazionale.
Nell’autotrazione è da valutare la possibilità di sfruttamento del calore dei gas di scarico per migliorare il rendimento complessivo del mezzo e ridurre i consumi di carburante.

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