Analisi delle prestazioni di un impianto cogenerativo con pompa di calore

The aim of this thesis work is to model a plant consisting of a heat pump connected to a cogeneration engine. The objective of this plant is to produce hot water for district heating. The heating happens in two processes, the first one happens through heat transfer in the condenser of the heat pump and the second happens recovering waste thermal power from the engine. The main characteristic of this plant is the availability of cold source which is constant in term of temperature and mass flow rate, reducing the disadvantages linked to oscillations in ambient conditions of operating heat pumps. The model is built using Microsoft Excel VBA, with a support from RefProp and Aspen. Then the model is studied on on-design and off-design conditions and the results are compared with “traditional” power plant, trying to find out if this type of plant can represent a good solution in reducing greenhouse gases emissions.

Il presente lavoro di tesi è dedicato alla modellazione di un impianto costituito da una pompa di calore collegata con un motore cogenerativo. Obiettivo di questo impianto è la produzione di acqua calda da teleriscaldamento, che avviene in due momenti, il primo attraverso la cessione di calore nel condensatore della pompa di calore, il secondo recuperando potenza termica di scarto dal motore. Peculiarità di tale impianto è la disponibilità di una sorgente fredda costante in termini di temperatura e portata, che ne riduce gli svantaggi legati alle oscillazioni delle condizioni ambiente nel funzionamento delle pompe di calore. Il modello viene realizzato in ambiente Microsoft Excel VBA, con il supporto di RefProp e di Aspen. Vengono quindi studiate le condizioni on-design e off-design dell’impianto per poi confrontarlo con impianti “tradizionali”, con l’obiettivo di scoprire se tale configurazione possa rappresentare una soluzione per la riduzione delle emissioni di gas serra in atmosfera.