• riscaldamento urbano
• produzione combinata
• ottimizzazione
• funzionamento
• cippato
• biocombustibile

Sommario

L’oggetto di questa tesi è stato l’analisi di un impianto cogenerativo, alimentato a biomassa legnosa, collegato ad una rete di teleriscaldamento situata a Cavalese, un paese montano del Trentino.
In primo luogo si è cercato di inquadrare lo stato attuale dei distretti di riscaldamento alimentati a biomassa nel contesto nazionale, individuandone una classificazione in funzione della potenza termica installata e descrivendone alcuni come esempio.
Si è data una panoramica dello stato dell’arte delle tecnologie cogenerative che hanno raggiunto una sufficiente maturità per essere applicate nel settore di teleriscaldamento da biomassa ligno-cellulosica: le turbine a vapore, i cicli Rankine a fluido organico e i motori a combustione interna. Si è valutata la possibilità di poterle combinare in vari modi per sfruttare al massimo il recupero termico, ma spesso questa valutazione è basata più su parametri ecnomici che rendono certe proposte non convenienti sul piano dei costi e degli ammortamenti.
Successivamente si sono descritti i vari componenti e collegamenti che costituiscono una rete di teleriscaldamento, soffermandosi soprattutto sulle criticità di gestione e dimensionamento, acutizzate dal fatto di utilizzare un combustibile come la biomassa legnosa; infatti si deve prestare attenzione a problemi di funzionamento diversi da altre alimentazioni, per esempio i lunghi tempi di avviamento e risposta alle variazioni di carico della caldaia, il controllo delle caratteristiche termo-fisiche del cippato, da cui dipendono anche le emissioni inquinanti, soprattutto del particolato, che vanno prontamente abbattute e lo sporcamento degli elementi di caldaia e di scambio da parte delle ceneri e dalla loro possibile sinterizzazione.
Si è poi esposto lo schema concettuale necessario per una corretta e logica progettazione di un impianto di produzione energetica, focalizzando l’attenzione sugli indicatori prestazionali, tra i tanti definiti in letteratura, fruibili nel caso preso in studio.
Il tema principale è lo studio della modalità operativa dell’impianto di teleriscaldamento di Cavalese (TN) e una sua possibile ottimizzazione grazie alla progettazione e all’installazione di un accumulo termico.
Partendo dai valori di fatturazione delle varie utenze nell’anno 2016, si è creato un modello per simulare l’andamento giornaliero dei carichi termici e, di conseguenza, per valutare quello di generazione attuale.
Allora si è dimensionato un accumulo termico che rispetti dei vincoli geometrici: superficie disponibile per l’installazione dei serbatoi nella centrale; infine si è calcolata la produzione con questo supporto.
L’analisi ha confermato che un puffer di accumulo permette un migliore sfruttamento delle potenzialità dei generatori di calore e una maggiore valorizzazione del combustibile rinnovabile, limitando l’accensione degli ausiliari a gas, in aggiunta consente una migliore continuità e fluidità nel funzionamento permettendo uno svincolo fra produzione e richiesta di energia termica.