Materiali per l’uso efficiente dell’energia negli impianti di climatizzazione a servizio degli edifici

Il settore dell’edilizia nell’Unione Europea, considerando sia gli edifici residenziali sia quelli commerciali, è responsabile del 40% dei consumi finali di energia e di circa il 36% delle emissioni di gas serra legate all’uso di energia. Circa il 70% di questi consumi è da attribuire alla climatizzazione (riscaldamento e raffrescamento). La riduzione dei consumi richiede lo sviluppo di impianti (condizionatori, pompe di calore), sempre più efficienti e per ottenere questo obiettivo un ruolo primario è svolto dai materiali impiegati per il loro funzionamento. Il regolamento UE 573/2024 stabilisce che entro il 2030 i refrigeranti usati come fluidi primari nelle macchine più diffuse debbano avere un GWP<150 ed è quindi necessario individuare i fluidi più efficienti, naturali o sintetici, con queste caratteristiche. Nello stesso tempo, per migliorare l’efficienza energetica degli scambiatori di calore delle macchine, una strategia innovativa è costituita dall’impiego di fluidi secondari caratterizzati da elevato coefficiente di scambio termico: i nanofluidi (dispersioni colloidali di nanoparticelle in un fluido termovettore come l’acqua) sono una soluzione promettente a questo fine. Inoltre, per una ottimizzazione della gestione dell’energia termica, si sta studiando l’uso di materiali a cambiamento di fase (PCM) sfruttando il calore latente del materiale. In questo articolo si presentano i risultati delle ricerche effettuate dalla URPD2 della sede di Padova di ITC per lo studio di refrigeranti, nanofluidi e PCM da impiegare negli impianti ad uso residenziale e commerciale. In particolare, saranno descritti gli strumenti impiegati per determinare le principali proprietà di questi materiali, nonché per valutare le loro prestazioni nelle macchine, nell’ambito delle attività svolte per progetti nazionali (PRIN) e internazionali (UE, 100 bilaterali con paesi extraeuropei) a cui il gruppo di ricerca ha partecipato recentemente e a cui sta partecipando.