Nel quadro dell’indirizzo Uso Razionale dell’Energia e Progettazione Termotecnica della Laurea Specialistica in Ingegneria Energetica e Nucleare, il corso affronta il tema degli usi e delle trasformazioni dell’energia nel settore industriale. Nella prima parte del corso si descrivono l’attuale regolamentazione del settore energetico italiano, i meccanismi per l’incentivazione del risparmio energetico e delle fonti rinnovabili e le condizioni di approvvigionamento di energia sul mercato libero. Parallelamente si affronta il tema dell’efficienza energetica nei sistemi industriali, con particolare riferimento al dimensionamento e alla regolazione delle macchine e alla produzione e distribuzione dei vettori energetici. Si trattano le applicazioni industriali della cogenerazione, esaminando le principali macchine e configurazioni di impianto. Vengono forniti gli elementi teorici e pratici necessari per affrontare i problemi connessi con le misure sperimentali, il rilievo e la verifica delle prestazioni di macchine, impianti, e dei loro componenti in generale.

Capacità di svolgere analisi di consumi energetici nel settore industriale. Capacità di effettuare valutazioni tecnico-economiche delle condizioni di fornitura di servizi e vettori energetici. Sviluppo o analisi di proposte preliminari di cogenerazione e di risparmio energetico.

Nozioni di Termodinamica e Termocinetica, di Macchine e di Sistemi Energetici del I livello

Lezioni Introduzione - Generalità sui sistemi e le trasformazioni energetiche in ambito industriale - Panoramica sui consumi energetici dei vari settori industriali nazionali (estrattivo, agroalimentare, cartario e grafico, tessile, petrolchimico, chimico, metallurgico, meccanico, costruzioni, altre industrie manifatturiere) Monitoraggio e manutenzione dei sistemi energetici - Metodi e strumenti di misura. - Metodi di analisi dei dati rilevati sperimentalmente - Modalità di collaudo e manutenzione degli impianti - Metodi per il controllo e il monitoraggio a fini manutentivi - Esempi di piani di manutenzione e gestione degli interventi manutentivi Mercato dell’energia - Liberalizzazione del settore elettrico e del gas naturale; organizzazione dei mercati (operatori, unbundling, regolazione); modalità di acquisto (clienti idonei, contrattazione bilaterale, borsa elettrica) - Promozione del risparmio energetico e delle fonti rinnovabili (Titoli di efficienza energetica, Certificati verdi) - Tariffe energetiche (componenti tariffarie, principali tariffe di fornitura in ambito industriale, condizioni di acquisto sul mercato libero) Efficienza dei sistemi energetici industriali - Cabine elettriche: ottimizzazione del dimensionamento dei trasformatori - Motori elettrici ad alta efficienza - Pompe: richiami e regolazione - Compressori: richiami e regolazione - Centrali termiche: efficienza ed emissioni delle caldaie - Scambiatori di calore, condensatori, torri evaporative - Reti di fluidi: analisi economica delle dispersioni di calore e delle fughe - Gruppi frigoriferi a compressione e assorbimento, pompe di calore Cogenerazione nell’industria - Generalità sulla cogenerazione, criteri di dimensionamento - Impianti a vapore e regolazione - Impianti turbogas, rigenerazione, microturbine - Motori alternativi Interventi di efficienza energetica nell’industria - Audit energetici, analisi degli investimenti - Presentazione di casi studio Esercitazioni Mercato dell’energia - Forniture energetiche Efficienza dei sistemi energetici industriali - Trasformatori: dimensionamento - Caldaie: rendimento e emissioni - Applicazioni degli impianti di refrigerazione e delle pompe di calore - Regolazione di pompe Cogenerazione nell’industria - Analisi energetica ed economica di impianti di cogenerazione/trigenerazione - Regolazione di impianti a vapore e turbogas - Caratteristica meccanica e di regolazione dei motori alternativi

L’insegnamento è strutturato in: - 70 ore di lezione in aula, mirate allo sviluppo di conoscenze relative alle trasformazioni energetiche negli stabilimenti industriali e nei metodi che possono permettere un significativo miglioramento dell'efficienza di trasformazione dell'energia. - 30 ore di esercitazione in aula mirate all'applicazione delle conoscenze acquisite nella risoluzione di problemi pratici.

Bibliografia Testi di consultazione ed approfondimento Petrecca, Industrial Energy Management, Kluwer Academic Publishers, 1993 Andreini, Pierini, La conduzione dei generatori di vapore, Milano, Hoepli, 2000 Anglesio, Elementi di impianti termotecnici, Bologna, Pitagora, 1997 Chiesa, Dall'O' , Gestione delle risorse energetiche del territorio, Milano, Masson, 1997 Cornetti, Macchine Termiche, Torino, Il capitello, 2003 Gas turbine world Handbook 2004, Pequot Publishing, 2004 Lozza, Turbine a gas e cicli combinati, Milano, Progetto Leonardo - Esculapio, 1997 Stultz, Kitto, Steam 40th. Its generation and use, Babcock & Wilcox, 1992 Wegner, Raimondi, Il servizio di produzione calore ed energia, Milano, Franco Angeli, 1987 Holman - Experimental Methods for Engineers - Ed. McGraw Hill. Minelli - Misure Meccaniche - Ed. Pàtron, Bologna. Beekwith, Buck - Mechanical Measurements - Ed. Addison-Wesley, Londra. Benedict - Fundamentals of Pressure, Temperature and Flow Measurements - Ed. Wiley & Sons. Doebelin - Measurement Systems - Ed. McGraw Hill. Sirohi, Rada Krishna - Mechanical Measurements - Ed. Wiley & Sons. Worthing, Geffner - Elaborazione dei dati sperimentali - Ed Ambrosiana, Milano. Automotive Handbook - Bosch GmbH. Test Methods for Rating Motor, Diesel, Aviation Fuels - Annual ASTM Standards. Documentazione presente su siti internet Autorità per l’energia elettrica e il gas, www.autorita.energia.it Gestore della Rete di Trasmissione Nazionale, www.gse.it Gestore del Mercato Elettrico, www.mercatoelettrico.org Federazione Italiana per l’Uso Razionale dell’Energia, www.fire-italia.it

Modalità di esame: Prova scritta (in aula);

Exam: Written test;

... L’esame è scritto e comprende solitamente 4 domande di teoria e 1 esercizio ed il peso nella determinazione del voto di ogni domanda/esercizio è di circa il 20% ciascuno. Le domande di teoria sono volte a verificare le capacità acquisite nella valutazione dei consumi energetici aziendali e delle metodologie volte al miglioramento dell’efficienza nel settore industriale. L’esercizio permette invece la verifica delle capacità acquisite dall’allievo nella valutazione tecnico-economica di impianti di cogenerazione e di risparmio energetico. La durata dell’esame è di 2 ore e non sarà possibile consultare testi o appunti durante l’esame. Durante il corso gli studenti dovranno inoltre svolgere due tesine sulle tematiche affrontate; tali tesine concorreranno fino ad 1 punto in più sul voto finale dell’esame.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.