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Tesi etd-06092017-173826


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
BELLINA, FRANCESCO
URN
etd-06092017-173826
Title
Metodi per la progettazione e la gestione ottimizzata di sistemi CHP per reti di teleriscaldamento
Struttura
INGEGNERIA DELL'ENERGIA, DEI SISTEMI, DEL TERRITORIO E DELLE COSTRUZIONI
Corso di studi
INGEGNERIA ENERGETICA
Supervisors
relatore Prof. Franco, Alessandro
Parole chiave
  • cogenerazione
  • chp
  • combined heat and power
  • teleriscaldamento
  • district heating
  • ottimizzazione
  • multiobjective optimization
  • exergia
  • irreversibilità
Data inizio appello
10/07/2017;
Consultabilità
Completa
Riassunto analitico
Il presente lavoro analizza alcune delle problematiche connesse con la progettazione, la realizzazione e la gestione di impianti cogenerativi per teleriscaldamento (CHP-DHN). Pur nell'interesse e nei vantaggi innegabili dei sistemi cogenerativi rispetto ai sistemi convenzionali di produzione separata dell'energia, uno dei problemi irrisolti è quello della variabilità delle condizioni operative, che spesso possono rendere inefficace l'applicazione di queste soluzioni. In particolare, l'obiettivo di questa tesi è quello di sviluppare una metodologia di ottimizzazione multi-obiettivo che cerchi di tenere conto sia di aspetti di carattere energetico che di carattere economico.
Dopo un'analisi dello scenario attuale, dell'applicazione ed utilizzazione di questi impianti nel contesto sia nazionale che internazionale e delle caratteristiche tecnologiche principali, seguita dall'individuazione dei sistemi di incentivazione che ne hanno permesso o limitato la diffusione, sì è tentato di definire una metodologia di progettazione basata su un approccio multi-livello. La metodologia vuole partire da una visione di sistema, più generale, fino ad arrivare ad aspetti di dettaglio quali la gestione di un impianto CHP-DHN, tenendo conto della molteplicità delle variabili e dei vincoli in gioco. Tale metodologia è stata applicata, con un approccio sistemico, a due casi studio rappresentativi della molteplicità delle possibili applicazioni, per verificarne la robustezza ed analizzare i possibili risultati ottenibili.
In particolare, si è preso in considerazione in primo luogo un caso generale, in cui si è eseguita una progettazione di primo livello analizzando varie possibili configurazioni impiantistiche e valutandone la bontà attraverso gli strumenti forniti dalla suddetta metodologia multi-obiettivo. In secondo luogo, la metodologia è stata applicata ad un livello intermedio, prendendo in considerazione un impianto CHP-DHN esistente ed andandone a valutare le prestazioni nel funzionamento attuale e nell'ipotesi di una modifica finalizzata a un migliore inseguimento del carico termico.
I risultati ottenuti confermano che un approccio combinato energetico ed economico alla progettazione consente di ottenere un impianto economicamente realizzabile, ma al contempo evita di incorrere in fenomeni di sovradimensionamento, sottodimensionamento o funzionamento lontano dal concetto di efficienza energetica che sta alla base di questi sistemi, a differenza di quanto accade per molti impianti oggi in funzione. Inoltre, dimostrano che, attraverso una semplice variazione della modularità dell'impianto, si possono ottenere benefici rilevanti.
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