Studio di un algoritmo per la risoluzione di reti di teleriscaldamento di grandi dimensioni = Study of an algorithm for solving large-scale district heating networks

Modellazione reti di teleriscaldamento Nel presente lavoro di tesi, è stato sviluppato e testato un metodo per la risoluzione efficiente del problema fluidodinamico delle reti di teleriscaldamento, con particolare attenzione alla riduzione dei tempi di calcolo. Le reti di grandi dimensioni, ossia con un elevato numero di nodi e rami, sono caratterizzati dalla risoluzione complessiva della rete inefficace e lenta. L’approccio di cui si discuterà sfrutta un metodo iterativo per la riduzione dei tempi. Per costruire un modello matematico accurato della rete che descrivesse il comportamento del fluido nei condotti sono state utilizzate le equazioni di continuità e della quantità di moto. Per risolverlo, invece, sono stati implementati in MATLAB due algoritmi di risoluzione esistenti: il SIMPLE e il Fixed Point, i quali sono stati applicati, inizialmente, alla sola rete di trasporto per verificarne l'affidabilità e l'accuratezza. Successivamente, i due algoritmi sono stati utilizzati su diverse reti di dimensioni crescenti per analizzare l'andamento dei tempi di calcolo in funzione della dimensione della rete. Questo ha permesso di identificare la relazione tra la dimensione della rete e i tempi di calcolo, conducendo alla ricerca di un metodo mirato per ridurli. Vista la complessità di calcolo si è deciso di dividere la rete generica in due. Durante questo processo, era cruciale trovare un criterio per imporre condizioni al contorno coerenti a questa divisione. Pertanto, è stato implementato un algoritmo per iterare sulle condizioni al contorno fino a garantire coerenza tra i valori di pressione e portata del fluido per entrambe le sottoreti. I risultati delle simulazioni hanno dimostrato che il metodo proposto riduce significativamente i tempi di calcolo, soprattutto per reti con un numero di nodi superiore a circa 2600 nodi, evidenziando l'efficacia del metodo implementato.