Redox ha messo a punto una tecnologia di riscaldamento immediato di liquidi e gas, che permette di ottenere un’efficienza energetica maggiore del 90% ed un tempo di risposta inferiore al secondo. La tecnologia consiste nella realizzazione di una caldaia per lo scambio termico a bassa inerzia termica e ad alta efficienza e di una scheda elettronica di controllo del processo. Il sistema, coperto da brevetto, permette di riscaldare con profili di temperatura controllati liquidi e gas sotto pressione con flussi anche profondamente discontinui. Una sofisticata elettronica di controllo garantisce la costanza della temperatura entro i valori prefissati, anche per flussi velocemente variabili nel tempo. A titolo di esempio è possibile emettere flussi di aria calda (o acqua o vapore) in modo impulsivo, seguendo lo schema richiesto da un ciclo produttivo. Questo permette di ottenere il riscaldamento del mezzo, solo quando questo serve effettivamente e non in modo continuativo.

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Laboratorio
Referenti
Angelo Boni
Claudia Ganapini
Area di specializzazione
Digitale
Meccatronica e Materiali
Keyword
riscaldamento immediato
efficienza energetica
produzione vapore
produzione acqua calda
Esempio di utilizzo della tecnologia del riscaldamento: macchinetta portatile da caffè a batteria
Descrizione prodotto

La prima applicazione di questa tecnologia è stata impiegata nella realizzazione di una macchinetta da caffé espresso a risparmio energetico, che ha prodotto un’efficienza maggiore del 90% ed è in grado di funzionare a batteria. La tecnologia di riscaldamento rapido si presta ad ogni tipo di applicazione, sia industriale di processo (aria calda di essiccazione, vapore di pulizia o di cottura, acqua od olio per trattamenti termici), che come applicazioni consumer per piccoli elettrodomestici e sistemi di riscaldamento a batteria o comunque portatili. Tensione di lavoro: 12V, 24V, 230V Potenza impiegata: 300-1200W a 12/24 V, 500 - 5000 W a 230 V Temperatura del fluido/ vapore /gas in uscita: da 30° C a 500° C Portata: da 0,1 lt/min a 500 lt/min Precisione di temperatura: fino a +/- 0,1% Velocità di correzione della temperatura: fino a 1000 volte al secondo, con tecnica mista feed-forward e feed-back. Scheda elettronica di controllo: integrata Efficienza di riscaldamento: dal 90% al 99%

Aspetti innovativi

La realizzazione di un sistema per il controllo veloce della temperatura su fluidi e gas in movimento nella tecnologia corrente presuppone una massa termica della caldaia sostanzialmente maggiore della massa del fluido da trattare, in modo che l’inerzia termica della massa stabilizzi la temperatura del fluido da riscaldare. Con questa premessa la stabilizzazione della temperatura diventa molto semplice, ma il riscaldamento della caldaia con forte massa termica produce una bassa efficienza energetica ed un tempo di attesa lungo per avere il fluido in uscita alla giusta ...

Applicazioni

La prima applicazione di questa tecnologia è stata impiegata nella realizzazione di una macchinetta da caffé espresso a risparmio energetico, che ha prodotto un’efficienza maggiore del 90% ed è in grado di funzionare a batteria. La tecnologia di riscaldamento rapido si presta ad ogni tipo di applicazione, sia industriale di processo (aria calda di essiccazione, vapore di pulizia o di cottura, acqua od olio per trattamenti termici), che come applicazioni consumer per piccoli elettrodomestici e sistemi di riscaldamento a batteria o comunque portatili.

Varie realizzazioni del sistema di riscaldamento rapido dell'acqua
Esempio di applicazione

Macchinetta portatile da caffè a risparmio energetico

Descrizione applicazione e risultati

Applicando la tecnologia ad una macchinetta per caffé espresso siamo riusciti ad ottenere un’efficienza energetica di oltre il 90%. Per contro la stessa macchinetta da caffé costruita con tecnologia tradizionale impiegava dalle quattro alle cinque volte più energia per ottenere un caffé. Semplicemente l’applicazione costruita eroga il caffé istantaneamente e dopo l’erogazione tutti i circuiti si spengono, portando il consumo a zero. Con un’ efficienza così alta si è potuto sperimentare la produzione di caffé espresso impiegando una batteria agli ioni di litio come fonte di energia. Una batteria del peso di mezzo chilo è in grado di produrre 30 caffé espresso. Il peso totale della macchinetta è di circa 1 Kg. Questa tecnologia apre quindi la possibilità di produrre caffé espresso con un dispositivo portatile. Dai tre campioni di macchinetta realizzati siamo riusciti a produrre migliaia di caffé in modo affidabile e continuo. La tecnica di riscaldamento immediato dell’acqua si è dimostrata affidabile e ripetitiva. L’elettronica di controllo ha lavorato sempre in modo egregio. La tecnologia è quindi pronta per realizzare altre applicazioni in campo industriale e consumer. Il brevetto della tecnologia ha passato gli esami di priorità ed è stato esteso all’estero.

Partner coinvolti

Solo Redox srl.

Tempi di realizzazione
La tecnologia è già pronta per essere utilizzata.
Livello di maturità tecnologica
TRL 9 - sistema reale testato in ambiente operativo
Valorizzazione applicazione

PRINCIPALI APPLICAZIONI: Generazione di vapore Generazione di acqua calda Generazione di aria calda Riscaldamento di olio o fluido di trattamento termico Generazioni di flussi discontinui nel tempo. Brevetto Internazionale n. WO 2013/084180 A1

Schema a blocchi della"Macchina da caffè a risparmio energetico"in una delle possibili realizzazioni
Data pubblicazione