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Innovazione nella refrigerazione e nelle vetrine frigo
Soluzioni trasparenti innovative per applicazioni industriali
Cinzia Buratti, Francesca Merli, Leandro Lunghi, Francesco Fraioli, Mehrangiz Masto - Università degli Studi di Perugia
Stefano Menghini, ELES Semiconductor Equipment
Fabio Ortaggi, ISA
Fabio Ortaggi, ISA
L'industria della refrigerazione necessita di soluzioni sempre più performanti dal punto di vista dei consumi di energia. In particolare le vetrine frigo per esposizione di alimenti necessitano di un'elevata qualità della visione, con vetri molto trasparenti, che non alterino i colori, ma con un elevato isolamento termico.
In questo contesto si propone come soluzione innovativa un vetrocamera con aerogel + aria in intercapedine, di cui sono mostrati i risultati di prove preliminari di caratterizzazione di alcuni campioni (trasmissione della luce, resa del colore e trasmittanza termica).
INTRODUZIONE
L'energia necessaria per la refrigerazione degli alimenti rappresenta, a livello mondiale, l'8 % del consumo di corrente elettrica e il 2,5 % delle emissioni di anidride carbonica. In tale contesto, il risparmio di energia conseguente all'incremento dell'efficienza del processo di refrigerazione produce significativi effetti non solo economici, ma anche ambientali che questo settore industriale deve perseguire [1].
L'uso di porte nelle vetrine con funzione di vendita diretta [2] rappresenta un importante passo in questa direzione, soprattutto se le vetrine presentano elevate prestazioni di isolamento termico.
Presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Perugia è stato avviato un progetto che prevede la caratterizzazione di nanosilica gels per applicazioni industriali in vetrine frigo, con prestazioni di isolamento termico aumentate rispetto alle soluzioni attuali, mantenendo elevate proprietà di trasmissione della luce e resa del colore.
Il progetto, in collaborazione con l'azienda ISA di Bastia Umbra (Perugia) prevede l'uso di aerogel di silice sottile (spessore 3 mm), un nanomateriale che, essendo prodotto a partire da polimeri con minuscoli pori di dimensioni nanometriche, è tra i più leggeri solidi al mondo e la sua struttura lo rende ideale per l'isolamento termico (in quanto intrappola aria nei nanopori, annullando di fatto i trasferimenti di calore convettivi), oltre che per l'adsorbimento di gas, il controllo dell'umidità e la protezione dei beni di consumo, incluso il cibo.
Per rendere ottimale la qualità della visione dei prodotti attraverso la vetrina minimizzando i consumi energetici, occorre misurare le seguenti proprietà dei nanosilica gels: trasmissione nel visibile per migliorare la trasparenza, eliminando le disomogeneità dovute a impurità del composto; resa del colore; conducibilità termica.
L'idea è quella di integrare nelle vetrocamere utilizzate dalla ISA Bastia per le vetrine verticale a superficie vetrata piana uno strato sottile di aerogel di 3 mm da inserirsi nell'intercapedine che normalmente ha uno spessore di 9 mm ed è riempita di aria; la nuova intercapedine dovrebbe presentare uno strato di aerogel addossato a uno dei due vetri e la rimanente parte, di 6 mm di spessore, riempita d'aria.
In questo modo si aumenta la resistenza termica del pacchetto vetrato, grazie alla bassa conducibilità dell'aerogel e alla riduzione dei moti convettivi.
Negli ultimi anni l'aerogel è stato proposto in varie forme come isolante per l'involucro edilizio; si tratta di un nanomateriale prodotto per disidratazione di un gel composto da silice colloidale, in condizioni di pressione e temperatura supercritiche. Ne risulta un materiale costituito per circa il 96% da aria e per il 4% da una struttura a pori aperti di silice [3, 4].
L'aerogel presenta caratteristiche fisiche eccellenti e uniche: è altamente poroso (la densità è compresa tra 50 e 200 kg/m3) e ha notevoli prestazioni isolanti (ha una conducibilità termica di 0.012-0.021 W/mK alla temperatura ambiente, inferiore a quella dell'aria) [5, 6, 7].
In questo lavoro se ne vuole proporre l'applicazione industriale in spessori sottili, che garantiscono un'elevatissima trasmissione della luce visibile e permettono pertanto una buona qualità della visione dei prodotti conservati all'interno delle vetrine. Si mostrano pertanto i risultati preliminari ottenuti su campioni di piccole dimensioni in termini di trasmittanza termica, trasmissione della luce e resa del colore.
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L'energia necessaria per la refrigerazione degli alimenti rappresenta, a livello mondiale, l'8 % del consumo di corrente elettrica e il 2,5 % delle emissioni di anidride carbonica. In tale contesto, il risparmio di energia conseguente all'incremento dell'efficienza del processo di refrigerazione produce significativi effetti non solo economici, ma anche ambientali che questo settore industriale deve perseguire [1].
L'uso di porte nelle vetrine con funzione di vendita diretta [2] rappresenta un importante passo in questa direzione, soprattutto se le vetrine presentano elevate prestazioni di isolamento termico.
Presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Perugia è stato avviato un progetto che prevede la caratterizzazione di nanosilica gels per applicazioni industriali in vetrine frigo, con prestazioni di isolamento termico aumentate rispetto alle soluzioni attuali, mantenendo elevate proprietà di trasmissione della luce e resa del colore.
Il progetto, in collaborazione con l'azienda ISA di Bastia Umbra (Perugia) prevede l'uso di aerogel di silice sottile (spessore 3 mm), un nanomateriale che, essendo prodotto a partire da polimeri con minuscoli pori di dimensioni nanometriche, è tra i più leggeri solidi al mondo e la sua struttura lo rende ideale per l'isolamento termico (in quanto intrappola aria nei nanopori, annullando di fatto i trasferimenti di calore convettivi), oltre che per l'adsorbimento di gas, il controllo dell'umidità e la protezione dei beni di consumo, incluso il cibo.
Per rendere ottimale la qualità della visione dei prodotti attraverso la vetrina minimizzando i consumi energetici, occorre misurare le seguenti proprietà dei nanosilica gels: trasmissione nel visibile per migliorare la trasparenza, eliminando le disomogeneità dovute a impurità del composto; resa del colore; conducibilità termica.
L'idea è quella di integrare nelle vetrocamere utilizzate dalla ISA Bastia per le vetrine verticale a superficie vetrata piana uno strato sottile di aerogel di 3 mm da inserirsi nell'intercapedine che normalmente ha uno spessore di 9 mm ed è riempita di aria; la nuova intercapedine dovrebbe presentare uno strato di aerogel addossato a uno dei due vetri e la rimanente parte, di 6 mm di spessore, riempita d'aria.
In questo modo si aumenta la resistenza termica del pacchetto vetrato, grazie alla bassa conducibilità dell'aerogel e alla riduzione dei moti convettivi.
Negli ultimi anni l'aerogel è stato proposto in varie forme come isolante per l'involucro edilizio; si tratta di un nanomateriale prodotto per disidratazione di un gel composto da silice colloidale, in condizioni di pressione e temperatura supercritiche. Ne risulta un materiale costituito per circa il 96% da aria e per il 4% da una struttura a pori aperti di silice [3, 4].
L'aerogel presenta caratteristiche fisiche eccellenti e uniche: è altamente poroso (la densità è compresa tra 50 e 200 kg/m3) e ha notevoli prestazioni isolanti (ha una conducibilità termica di 0.012-0.021 W/mK alla temperatura ambiente, inferiore a quella dell'aria) [5, 6, 7].
In questo lavoro se ne vuole proporre l'applicazione industriale in spessori sottili, che garantiscono un'elevatissima trasmissione della luce visibile e permettono pertanto una buona qualità della visione dei prodotti conservati all'interno delle vetrine. Si mostrano pertanto i risultati preliminari ottenuti su campioni di piccole dimensioni in termini di trasmittanza termica, trasmissione della luce e resa del colore.
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Fonte: La Termotecnica luglio - agosto 2024
Settori: Efficienza energetica industriale, Energia, Materiali isolanti, Refrigerazione, Termotecnica industriale
