Tubi a vortice: una tecnologia possibile anche per HVAC?
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Tubi a vortice: una tecnologia possibile anche per HVAC?
Redazione Clima Impianti
Nel corso degli anni, l’ idea di estendere l’ uso dei tubi a vortice ai settori della refrigerazione e della climatizzazione ha suscitato un interesse costante nel mondo della ricerca. Studi sperimentali, modellazioni numeriche e analisi di fattibilità hanno indagato a fondo questa possibilità, arrivando però a conclusioni piuttosto nette. Il tubo a vortice è teoricamente in grado di produrre freddo utilizzabile anche per applicazioni HVAC, ma non può competere con i sistemi di climatizzazione tradizionali basati sulla compressione meccanica. Il limite principale è di natura energetica. L’ aria compressa rappresenta una forma di energia ad alto costo: per ottenerla è necessario consumare grandi quantità di elettricità. Il tubo a vortice, a differenza di un ciclo frigorifero classico, non recupera il lavoro di compressione e non realizza un vero ciclo termodinamico chiuso.
Nicchie applicative Ne deriva un coefficiente di prestazione( COP) molto basso, tipicamente compreso tra 0,1 e 0,3, contro valori da dieci a venti volte superiori per i climatizzatori convenzionali. Per questo motivo, numerosi studi di fattibilità hanno escluso l’ impiego del tubo a vortice come soluzione autonoma per la climatizzazione degli ambienti. Ciò non significa, tuttavia, che questa tecnologia sia priva di interesse per il settore HVAC. Al contrario, la ricerca ne ha individuato alcune nicchie applicative promettenti, soprattutto dove l’ efficienza energetica non è il parametro dominante.
Refrigerazione“ non convenzionale” Un primo ambito riguarda la cosiddetta refrigerazione“ non convenzionale”: dispositivi semplici, privi di parti in movimento e di refrigeranti chimici, destinati a raffreddamenti localizzati, ambienti ATEX, applicazioni di sicurezza o contesti in cui l’ affidabilità prevale sulle prestazioni.
Al posto della valvola di laminazione Un secondo filone di ricerca, oggi particolarmente attivo, esplora l’ uso del tubo a vortice come dispositivo alternativo alla valvola di laminazione nei cicli frigoriferi e nelle pompe di calore, in particolare nei sistemi a CO 2
( R744). In questo ruolo, il tubo a vortice non genera effetto frigorifero da solo, ma contribuisce a recuperare parte dell’ energia di espansione, migliorando – seppur di poco – il rendimento complessivo dell’ impianto. Interessanti risultano anche alcune applicazioni ibride, in cui si sfruttano simultaneamente il flusso caldo e quello freddo prodotti dal tubo, ad esempio in processi industriali o in sistemi sperimentali che accoppiano raffreddamento e riscaldamento. Analoghe sperimentazioni sono state condotte anche nel settore automotive e nei veicoli elettrici, dove la semplicità meccanica del tubo a vortice può rappresentare un vantaggio in condizioni particolari.
Utile o complementare in impianti specifici In sintesi, il consenso scientifico è ormai abbastanza chiaro: il tubo a vortice non è un’ alternativa ai climatizzatori tradizionali, ma può diventare un componente utile o complementare in impianti specifici, laddove siano già disponibili aria compressa, potenze frigorifere modeste e requisiti elevati di robustezza e semplicità. Una tecnologia di nicchia, dunque, ma tutt’ altro che priva di interesse per chi progetta soluzioni impiantistiche fuori dagli schemi convenzionali.
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