Prototipo di adsorbitore a tecnologia grafitica con potenzialità di 0.5-1 kWf

Durante gli ultimi anni, i chiller ad adsorbimento si sono configurati come un'alternativa promettente ai tradizionali sistemi a compressione di vapore, con differenti campi di applicazione che spaziano dal condizionamento degli ambienti al settore automotive, dal recupero di calore di scarto all'applicazione in sistemi solar-driven. La maturità tecnologica di tale tecnologia è dimostrata anche dal crescente numero di sistemi di piccola e media taglia - specificatamente pensati per applicazioni domestiche - sul mercato. Ciononostante, un'intensa attività di R&D è comunque necessaria per ottenere un'ulteriore riduzione, in termini di costi e ingombri del sistema. In tale ambito, un ruolo primario è quello che compete alla ricerca su adsorbitori più efficienti, con un trend legato all'incremento dell'efficienza di trasferimento di calore. Due sono i punti focali su cui si concentra l'attività di ricerca: il materiale adsorbente e il materiale dello scambiatore. Relativamente alla ricerca per un materiale adsorbente, l'attenzione si è concentrata recentemente su zeoliti della classe degli allumino-silico-fosfati, come la SAPO-34, che, grazie alle basse temperature di rigenerazione (80-150°C) e all'elevata capacità di adsorbimento, rappresentano l'attuale stato dell'arte per la realizzazione di adsorbitori efficienti. Tuttavia, la bassa conducibilità delle zeoliti influenza negativamente l'efficienza nel trasferimento di calore nell'adsorbitore: per contrastare tale problema, si ricorre generalmente alla realizzazione di un sottile layer di coating di materiale adsorbente. Un ulteriore miglioramento si potrebbe ottenere usando un substrato ad elevata conducibilità termica, bassa densità e capacità termica (così da ridurre le masse inerti del sistema), come la grafite. In letteratura, sono state proposte soluzioni come la realizzazione di un composito a partire da grafite compressa con sali igroscopici e zeoliti, per migliorare la conducibilità termica del letto adsorbente. Tuttavia, tale sistema è risultato presentare prestazioni scadenti dal punto di vista del trasferimento di vapore, verso cui presenta elevata resistenza. Soluzioni alternative che sono state proposte sono la sintesi diretta di SAPO-34 su supporti carboniosi. A partire da tali attività, si è quindi deciso di progettare e realizzare un primo prototipo di scambiatore a tecnologia grafitica, con coating di SAPO-34, che verrà descritto nel seguito.