| Sede |
| P.le Tecchio 80, corpo arretrato, 80125 Napoli |
| Responsabile del laboratorio |
| prof. Rita Mastrullo, rita.mastrullo@unina.it |
| Settori di riferimento |
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L’attività svolta si rivolge ai settori industriali della climatizzazione, della refrigerazione domestica e commerciale, al fine della valutazione sperimentale delle prestazioni termo-idrauliche di scambiatori di calore e della qualificazione statistica dei metodi di calcolo utilizzabili nella progettazione, al fine dell’ottimizzazione termo-economica dei componenti. 
L’attività sperimentale può essere eseguita anche su geometrie innovative di tubi e sui nuovi refrigeranti compatibili con le più recenti restrizioni imposte in attuazione del Regolamento Europeo F-Gas, laddove la capacità predittiva dei metodi di calcolo esistenti risulta essere poco accurata. |
| Misure effettuabili |
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Nel Laboratorio di Tecnica del Freddo è disponibile un apparato sperimentale per la valutazione del coefficiente di scambio termico e delle perdite di carico per flussi bifasici confinati all’interno di condotti. |
| Condizioni operative |
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L’impianto sperimentale, riportato in Figura 2, può essere utilizzato per tutti i fluidi refrigeranti impiegati nei settori della climatizzazione e refrigerazione: HFC e miscele (R134a, R245fa, R32 R410A, R404A,…), HFO e miscele (R1234yf, R1234ze, R452A…), HC (R290, R600a…). Ulteriori fluidi di lavoro possono essere considerati. 
Possibili temperature di saturazione: Tsat: -10/+80 °C |
| Sezione di prova |
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| Controllo della stabilità delle prove e qualità delle misurazioni |
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I principali parametri operativi vengono controllati da remoto tramite un’interfaccia utente appositamente creata in ambiente Labview (si veda la figura), da cui è possibile monitorare e condizionare il valore delle grandezze di interesse. 
L’acquisizione dei dati sperimentali è permessa solo nel caso in cui l’incertezza estesa di ogni variabile, calcolata in real-time, non superi un valore di soglia. Questa procedura permette la costruzione di database sperimentali di elevata qualità. Tipici valori dell’incertezza di misura dei parametri operativi e dei risultati sono: Temperatura di saturazione: ±0.07 °C , Flusso di massa: ±1.5 %, Flusso termico imposto: ±0.70 %, Coefficiente di scambio termico: ±10 %, Perdite di carico: ±1% Un esempio dei risultati ottenibili è disponibile in figura: l’efficienza dello scambio termico ed il gradiente di pressione sono analizzati in funzione dei parametri operativi di interesse (flusso termico q, flusso di massa G, temperatura di saturazione Tsat e titolo di vapore x) 
Alcuni risultati ottenibili: Effetto del flusso termico imposto sul coefficiente di scambio termico medio per il propano (sx). Effetto del flusso di massa sul gradiente di pressione adiabatico per il refrigerante R134a (dx) |
| Assessment dei dati sperimentali |
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I dati sperimentali relativi al coefficiente di scambio termico ed alle perdite di carico vengono confrontati con i valori attesi utilizzando le correlazioni disponibili in letteratura scientifica (si veda esempio in figura). Il calcolo dei principali parametri statistici (come ad esempio: Errore Medio Assoluto MAE ed Errore Medio Relativo MRE) stabilisce quale metodo predittivo riesce ad interpretare meglio il trend sperimentale e può quindi costituire un valido strumento di progettazione. 
Confronto dei dati sperimentali con alcuni metodi predittivi. Metodo di Wojtan et al. e Bertsch et al applicato al fluido R134a (sx). Analisi statistica del metodo di Wojtan et al. applicata su dati sperimentali del fluido R134a (dx)
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| Calibrazione ad-hoc dei modelli predittivi |
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Le correlazioni esistenti vengono infine modificate e ricalibrate grazie ai dati sperimentali acquisiti, al fine di aumentare le loro performance predittive. Un esempio è mostrato in figura. 
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| Caratterizzazione delle prestazioni e modellazione di frigoriferi di piccola taglia |
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Condotti esperimenti in regime stazionario ed in transitorio su macchine frigorifere e pompe di calore di piccola taglia, descrivendo le prestazioni dei singoli componenti (compressori, scambiatori di calore, organo di laminazione e cella) tramite la calibrazione di modelli sviluppati ad hoc. 
Mappa della conduttanza totale UA in funzione delle portate volumetriche di aria e refrigerante (sopra). Mappa delle prestazioni globali in funzione del rapporto di compressione e del numero di giri adimensionalizzato (sotto)
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| Misure di conducibilità termica a regime stazionario per materiali prodotti con additive manufacturing |
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Valutazione sperimentale della conducibilità termica di materiali innovativi prodotti tramite la tecnica di additive manufacturing, per i quali le proprietà termofisiche (calore specifico, densità…) sono ignoti. Range di conducibilità misurabili: 1≤k≤100 W/m K 
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