Scambiatori per solare termico a concentrazione

Gli scambiatori di calore trovano applicazione anche nel settore delle energie alternative. Un’interessante applicazione sviluppata da Tempco ha riguardato l’implementazione di uno scambiatore nel banco per i test di prova di un innovativo impianto solare termico a concentrazione. Il solare termico a concentrazione è una tecnologia che sfrutta un concentratore, o collettore solare, un dispositivo che provvede a raccogliere la radiazione solare da grandi spazi tramite pannelli riflettenti dalla studiata conformazione. Questi pannelli convogliano la radiazione sulla ristretta superficie di un tubo ricevitore, o assorbitore, all’interno del quale scorre un liquido, un fluido termovettore che accumula calore da convertire generalmente in energia elettrica, attraverso cicli termodinamici acqua-vapore.

Lo specifico progetto di concentratore solare parabolico assiale, nato dall’iniziativa di un gruppo di ricerca in ambito accademico nelle Marche, comportava l’esigenza di misurare l’efficienza del sistema attraverso un banco prova dotato di un adeguato scambiatore di calore che rispondesse a requisiti ben definiti: il PTC.testbench (dove PTC sta per parabolic trough collector) deve essere in grado di provare i concentratori in un ampio range di temperature (da 15 a 150°C). La macchina termica deve inoltre lavorare sia con olio diatermico sia con acqua come fluidi termovettori. In aggiunta, un ulteriore requisito è subito emerso, ovvero il fatto che diverse quantità di calore devono poter essere smaltite con la stessa portata sul circuito primario dello scambiatore.

Per soddisfare le esigenze applicative, è stato costruito uno scambiatore a piastre dimensionato sulle condizioni più gravose e verificato per tutte le condizioni di carico, con piastre saldobrasate al nickel per resistere alle temperature più elevate ed evitare corrosione in presenza di acqua demineralizzata. Lo scambiatore così progettato consente di effettuare campagne di test sia con acqua, in un range operativo di temperature comprese fra i 30°C e i 75°C, che con olio, in un range di lavoro più ampio, fino a raggiungere i 150°C.