Riassunto analitico
Il ciclo di Maisotsenko è un ciclo di refrigerazione ad aria a due stadi che utilizza l'effetto di raffreddamento evaporativo per migliorare l'efficienza del sistema di condizionamento ad aria. Questi sistemi sfruttano il calore latente dell'evaporazione dell'acqua per raffreddare un flusso d'aria, eliminando così il lavoro di compressione e la necessità di utilizzare fluidi refrigeranti con impatto positivo sull'ambiente. In questo studio, è stata valutata l'efficacia del biochar come rivestimento sulla superficie di scambio termico in un sistema di condizionamento ad aria a ciclo Maisotsenko. Il biochar, un materiale poroso prodotto dalla carbonizzazione di biomasse, è stato applicato sulla superficie di alluminio per migliorare la sua capacità di trattenere l'acqua e per permetterne la diffusione omogenea sulla superficie di scambio termico incrementando in definitiva l’efficacia di evaporazione. Sono stati condotti esperimenti per confrontare le prestazioni del sistema di condizionamento ad aria con e senza il rivestimento di biochar sulla superficie di scambio termico. I risultati hanno dimostrato che l'utilizzo del biochar come rivestimento ha migliorato significativamente la ritenzione di acqua sulla superficie di scambio termico, aumentando la capacità di raffreddamento del sistema. Questo studio dimostra l'importanza dell'applicazione di materiali innovativi come il biochar per migliorare l'efficienza del sistema di condizionamento ad aria a ciclo Maisotsenko, ponendo l'attenzione sulla ritenzione di acqua e sull’uniformità di distribuzione del liquido sulla superficie, come fattori chiave per il miglioramento delle prestazioni, e potrebbe essere utilizzato come base per ulteriori ricerche nella progettazione di sistemi di condizionamento ad aria più efficienti ed ecologici.
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Abstract
The Maisotsenko cycle is a two-stage air refrigeration cycle that uses the evaporative cooling effect to improve the efficiency of air conditioning systems. These systems exploit the latent heat of water evaporation to cool an air flow, thus eliminating the compression work and the need to use refrigerant fluids with positive impact on the environment. In this study, the effectiveness of biochar as a coating on the heat exchange surface in a Maisotsenko cycle air conditioning system was evaluated. Biochar, a porous material produced by the carbonization of biomass, was applied to an aluminum surface to improve its water retention ability, and allow for homogeneous diffusion across the heat exchange surface, ultimately increasing the efficiency of evaporation. Experiments were conducted to compare the performance of the air conditioning system with and without the biochar coating on the heat exchange surface. The results showed that the use of biochar as a coating significantly improved water retention on the heat exchange surface, increasing the cooling capacity of the system. This study demonstrates the importance of applying innovative materials such as biochar to improve the efficiency of Maisotsenko cycle air conditioning systems, focusing on water retention and uniform distribution of liquid on the surface as key factors for performance improvement, and could serve as a basis for further research in the design of more efficient and environmentally friendly air conditioning systems.
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