Il cambiamento climatico sta causando un significativo aumento delle temperature medie globali, con ondate di calore sempre più frequenti e intense. Questa situazione sta determinando un incremento nell’uso dei sistemi di climatizzazione, con conseguente aumento dei consumi energetici e delle emissioni. È quindi urgente sviluppare soluzioni di raffrescamento più efficienti e sostenibili che garantiscano il comfort termico minimizzando l’impatto ambientale.
In questo contesto, i raffrescatori evaporativi a punto di rugiada rappresentano una delle soluzioni più promettenti per il raffrescamento passivo a basso impatto, poiché sfruttano il principio dell’evaporazione per ridurre la temperatura dell’aria, diminuendo significativamente il consumo energetico rispetto ai sistemi tradizionali. Tuttavia, l’efficienza dei raffrescatori evaporativi a punto di rugiada è fortemente influenzata dalla geometria e dai materiali dello scambiatore di calore integrato nel sistema.
Il progetto TRANSVERSE si propone di porre le basi per sistemi di climatizzazione sostenibili attraverso lo sviluppo di un innovativo scambiatore di calore a flussi incrociati basato su strutture TPMS per raffrescatori evaporativi a punto di rugiada operanti secondo il ciclo di Maisotsenko.
Per affrontare questa sfida, TRANSVERSE adotta un approccio fortemente transdisciplinare, integrando competenze in progettazione digitale, manifattura additiva, scienza dei materiali e ingegneria termo-fluidodinamica. Il progetto si basa sull’utilizzo della manifattura additiva per realizzare scambiatori innovativi con geometrie complesse e ottimizzate, la cui produzione risulterebbe impossibile con le tecniche di fabbricazione convenzionali. In altre parole, la produzione mediante stampa 3D consente di massimizzare la superficie di scambio termico, migliorare la distribuzione dei flussi d’aria e acqua e, di conseguenza, aumentare l’efficienza complessiva del dispositivo.
Parallelamente, il gruppo di ricerca si concentrerà sulla selezione e sullo sviluppo di materiali avanzati, con particolare attenzione a quelli ad alta conducibilità termica, capaci di favorire l’evaporazione dell’acqua. Saranno inoltre valutati materiali ecocompatibili o derivati da fonti rinnovabili, al fine di garantire la sostenibilità del prodotto finale.
L’attività sperimentale rivestirà un ruolo fondamentale: i prototipi realizzati saranno testati per valutarne le prestazioni termiche, l’efficienza energetica e la durabilità nel tempo. I dati raccolti saranno utilizzati per validare modelli numerici e strumenti di simulazione avanzati, che consentiranno al gruppo di ricerca di prevedere e scalare il comportamento del dispositivo in condizioni operative reali, supportando l’ottimizzazione nei progetti futuri.
I risultati attesi includono un significativo incremento dell’efficienza degli scambiatori di calore a punto di rugiada, una riduzione dell’impatto ambientale dei sistemi di raffrescamento e lo sviluppo di competenze e strumenti digitali suscettibili di trasferimento tecnologico dall’università all’industria. TRANSVERSE rappresenta pertanto un progetto strategico in grado di contribuire alla transizione ecologica nel settore della climatizzazione, promuovendo tecnologie pulite, efficienti e orientate al futuro.