Ottimazione energetica nei processi ed impianti di essicazione del foraggio

Forage quality, during winter season, is fundamental, so artificial baled hay drying technique could be very helpful in guaranteeing stability, reliability and efficiency in cattle breeding activity. Anyway, costs related to artificial baled hay drying are still high because of energy inefficiencies of actual commercial plants. This paperwork aims to optimize the drying efficiency through the comparison of different plant configurations. The first part of this paper is dedicated to the description of a Matlab model which has been used to simulate the process. The model has been implemented using heat and mass balance equations token from literature and has been validated through collected experimental data. The second part of this paper consists in a sensitivity analysis for drying efficiency in case of different plant configuration and/or adjustment parameters. In particular the analysis considers: - Airflow, temperature and moisture variations - Benefits derived from the use of re-circulation, sensible heat recovery and desiccant wheel Obviously this analysis aims to minimize the energy (thermal and electric) required to carry out a complete drying cycle. The last part of the paper consists in analyzing the convenience of nonconventional equipment for heat production applied to the process. In fact the aim of the analysis is to evaluate the most efficient method to minimize the primary energy required to carry out a complete drying cycle (the combined use of the different available resources is also tested). The analysis aims to compare the conventional natural gas heater with the following equipment: - Co-generative gas engine - Air-water vapour compression heat pump - Air-water gas absorption heat pump - Solar thermal collectors

La qualità dell'alimentazione degli animali nella stagione invernale è di fondamentale importanza, per cui il processo di fienagione in due tempi può essere di grande aiuto nel garantire stabilità, sicurezza ed efficienza alle attività di allevamento. I costi legati a tale sistema innovativo di fienagione sono tuttavia ancora elevati a causa delle inefficienze energetiche degli impianti presenti sul mercato. Scopo di questo lavoro risulta essere la ottimazione dell’efficienza di essicazione mediante il confronto di diverse configurazioni d’impianto. La prima parte del lavoro è dedicata alla descrizione della costruzione e validazione del modello Matlab di ballone di fieno di riferimento, implementato sia mediante le equazioni di bilancio presenti in letteratura che mediante i dati sperimentali raccolti. La seconda parte del lavoro consiste in un’analisi di sensitività dell’efficienza di essicazione al variare delle configurazioni di impianto e/o dei parametri di regolazione. In particolare si considerano: - Le variazioni di portata aeraulica, temperatura e umidità - I vantaggi derivati dall’impiego, anche contemporaneo, di ricircolo, recupero termico sensibile e ruota essiccante Obiettivo dell’analisi risulta essere ovviamente la minimizzazione dell’energia (termica ed elettrica) richieste per effettuare un ciclo di essiccazione. L’ultima parte del lavoro consiste nell’analisi di apparecchiature di produzione di energia termica non convenzionali applicate al processo; è valutato infatti il sistema più efficiente al fine di minimizzare l’energia primaria richiesta per portare a termine un ciclo di essiccazione (con l’uso anche combinato delle diverse fonti disponibili). Tra le citate apparecchiature non convenzionali sono analizzate, confrontandole con la soluzione classica di generatore d’aria calda a gas naturale, le seguenti: - Motore cogenerativo a gas - Pompa di calore aria-acqua a compressione di vapore - Pompa di calore aria-acqua ad assorbimento a gas - Collettori solari termici.