AMBIENTE, TERRITORIO E ENERGIA

SUSTAINABLE CO2 RAIL HEAT PUMP

Abstract

Progetti di ricerca in collaborazione fra Università/Enti di ricerca e altri soggetti pubblici o privati con l’obbiettivo di sostenere percorsi di alta formazione che integrino le conoscenze teoriche con le competenze realizzate in specifici contesti d’esperienza.

Project Name
CO2HP
Publication Year
2023
Coordinator
UNIFI

Announcement name

Progetti di Alta Formazione attraverso l’attivazione di Assegni di Ricerca (Bando assegni di ricerca anno 2023)

Expected Duration
24 Months
60,000 €
Total cost project
45,000 €
Contribution paid
1
Total fellowship

Announcement description

Gran parte delle carrozze ferroviarie ad oggi utilizza come mezzo di riscaldamento invernale resistenze elettriche che producono calore sfruttando l’effetto Joule. La conversione di energia da elettrica a termica con questa tecnologia ha rendimento che non supera l’unità rendendo così il sistema di riscaldamento ferroviario altamente inquinante. Il sistema di refrigerazione invernale utilizza invece pompe di calore funzionanti con fluidi ad alto livello di GWP (Global Warming Potential) che rappresenta un ulteriore problema da superare per giungere ad un sistema di trasporto il più eco-friendly possibile. la soluzione proposta dal progetto – descrizione (descrivere la soluzione proposta dal punto di vista tecnico e scientifico illustrando la metodologia, le tecnologie utilizzate, gli obiettivi e i risultati attesi) Il progetto si propone di migliorare l’impatto che la refrigerazione dei treni ha sull’ambiente adottando pompe di calore a CO2 sia per il riscaldamento invernale che per il raffrescamento estivo. La CO2 è un fluido naturale largamente disponibile in natura, non infiammabile, non tossico e con buone proprietà quando utilizzata come fluido refrigerante. Il progetto prevede inizialmente uno studio della letteratura scientifica riguardo le pompe di calore a CO2, successivamente saranno effettuati studi di simulazione numerici per progettare ed ottimizzare l’impianto termodinamico ed infine si prevedono test sperimentali su impianti prototipo. Durante la realizzazione del prototipo saranno affrontati tutti i problemi legati all’utilizzo della CO2 come fluido di lavoro, come può essere ad esempio il dimensionamento di componenti che sottoposti a pressioni superiori ai 100 bar. L’obiettivo del progetto è quindi quello di riuscire a progettare una soluzione altamente innovativa per il condizionamento dei treni utilizzabile sia nel periodo estivo che in quello invernale e che sfrutti come fluido un fluido a basso impatto ambientale. Il risultato atteso è la realizzazione di un modello termodinamico predittivo delle condizioni operative dell’impianto che permetta di definire la progettazione e ottimizzazione dei componenti e la realizzazione di un prototipo funzionante di impianto a CO2.

Parole chiave:

CO2, HEAT PUMP, ENVIRONMENTAL SUSTAINABILITY
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