Analisi e confronto di espansori volumetrici per cicli Rankine a fluido organico di piccola taglia

I cicli Rankine a fluido organico (Organic Rankine Cycle, ORC) rappresentano una tecnologia sempre più rilevante per produrre energia elettrica da fonti di calore a bassa temperatura, sfruttando il recupero del calore di scarto e fonti di energia rinnovabile. All’interno di questi sistemi, l’espansore volumetrico riveste un ruolo fondamentale, poiché influisce in maniera determinante sull’efficienza del ciclo e sulla sua sostenibilità economica, in particolare quando si considerano applicazioni su piccola scala. Questo elaborato ha l’obiettivo di analizzare e confrontare le diverse tipologie di espansori volumetrici utilizzati nei cicli ORC di piccola taglia. Dopo una prima parte dedicata alla struttura del ciclo ORC, alla scelta del fluido di lavoro e alle principali sorgenti di calore, si analizzano le più comuni tipologie di espansori volumetrici (scroll, a vite, a palette e a pistoni), descrivendone caratteristiche e ambiti applicativi. Inoltre, è presente una sezione dedicata al processo di adattamento di compressori a espansori (reverse engineering). Nel capitolo finale si confrontano le diverse tipologie di espansori sulla base di dati tratti dalla letteratura scientifica. L’elaborato evidenzia che non esiste un espansore universalmente migliore: la scelta dipende dall’ambito applicativo, dal fluido di lavoro e dalle esigenze progettuali. In conclusione, è possibile affermare che gli espansori volumetrici, in particolare quelli ottenuti da compressori adattati, rappresentano una soluzione ottimale per applicazioni ORC su piccola scala grazie alle loro buone prestazioni, al loro basso costo e alla disponibilità commerciale di componenti già esistenti facilmente riconvertibili.