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OTTIMIZZAZIONE DEL COMPORTAMENTO TERMICO

 Ing. Luca Laghi Direttore Tecnico della unità di efficienza energetica di Certimac Laboratorio presso ENEA Faenza

Nell’ambito del processo di sviluppo di alcuni dispositivi per la sanificazione di mascherine mediante fonte di calore secco, una volta ultimata la validazione, si verificherà il potere sanificante dai microrganismi patogeni mediante trattamento termico. Quindi diventa essenziale ottimizzare il comportamento termico del sistema al fine di:

  • garantire la totale efficacia del processo negli intervalli di temperatura e di tempo corretti senza alterare le proprietà intrinseche dei D.P.I. oggetto di sanificazione;
  • massimizzare l’efficienza del processo in termini di riduzione dei tempi di ciclo e di minimizzazione i consumi elettrici complessivi.

Un processo efficace parte dal garantire una distribuzione quanto più possibile omogenea delle temperature all’interno della camera, ossia da:

  • corretta ingegnerizzazione dei materiali scelti per la “schermatura” isolante e per la parte a contatto con la camera di prova;
  • dimensionamento appropriato ed una corretta distribuzione degli elementi riscaldanti (resistori elettrici) nel volume del dispositivo;
  • opportuno sistema di controllo della temperatura interna tale da monitorare e garantire il mantenimento delle condizioni di sanificazione idonee per tutto il tempo di ciclo tutelando la qualità dei D.P.I.

Un processo efficiente si fonda invece su:

  • scelta oculata dei materiali isolanti adottati in camera tali da massimizzare il grado di isolamento minimizzando gli spessori e quindi gli ingombri;
  • ottimizzazione nella disposizione di ogni componente esterno alla camera da collocarsi in maniera tale da garantire la piena funzionalità del dispositivo senza introdurre ponti termici e zone in cui sia “interrotto” l’isolamento e quindi si concentrino “dispersioni indesiderate” con conseguenze sull’efficacia del ciclo e, in seconda battuta, sui consumi complessivi;
  • corretto dimensionamento dell’alimentazione elettrica, valutata ad hoc e minimizzata in maniera tale da puntare alla massima classe energetica possibile.

Per implementare il processo che consente di massimizzare l’efficacia e l’efficienza del dispositivo, si rende necessaria la conoscenza teorica e analitica delle tecniche di misura dei parametri termo-fisici (conducibilità termica, calore specifico) che caratterizzano i materiali in gioco. A questo si aggiunge l’expertise funzionale allo sviluppo di modelli di calcolo predittivi che consentano di valutare e quantificare preventivamente:

  • comportamento termico puntuale e globale del dispositivo in fase di ciclo;
  • spessori di isolante e dei materiali in gioco;
  • layout e distribuzione dei vari componenti;
  • identificazione di zone critiche a rischio ponte termico;
  • potenze necessarie per garantire il rispetto dei tempi di ciclo alla temperatura target riducendo al minimo i consumi complessivi del dispositivo.

Le competenze e le attività sopra descritte costituiscono il nucleo del ruolo di CertiMaC – organismo di ricerca fondato da ENEA e CNR e operante nel settore della scienza dei materiali e dell’efficienza energetica – che ha messo a disposizione strumentazioni e competenze specialistiche in ambito termo-fisico a supporto dello sviluppo industriale dei nuovi dispositivi.

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