In questo articolo si presenta l’attività condotta in collaborazione fra la società Ansaldo Ricerche di Genova ed il Thermochemical Power Group (TPG) del Dipartimento di Macchine Sistemi Energetici e Trasporti (DiMSET) dell’Università di Genova per lo sviluppo di tecnologie avanzate per la microgenerazione distribuita. In particolare, il lavoro qui descritto riguarda l’analisi dettagliata degli scambiatori di calore adatti al recupero del calore residuo nei gas in uscita dall’espansore e più in generale degli scambiatoricompatti che operano con aeriformi. Tali componenti, detti recuperatori, sono scambiatori gas-gas che operano ad elevate temperature e influenzano significativamente le prestazioni dei sistemi energetici basati sull’utilizzo di microturbine.L’attività svolta ha portato allo sviluppo del codice CHEOPE (Compact Heat Exchanger Optimization and Performance Evaluation) per il progetto ottimizzato (sizing problem) e l’analisi off-design (rating problem) degli scambiatori gas-gas che utilizzano tecnologia “plate fin” e “primary surface”.In questa prima parte si presenta l’approccio analitico seguito. L’analisi teorica “classica” è stata adattata a queste particolari tipologie di scambiatori e le correlazioni per il calcolo dei coefficienti di scambio e di perdita di carico riportate. Si presenta inoltre la formulazione di una “cost equation” per la stima preliminare del costo di tali componenti. Tale valutazione è di estrema rilevanza nell’ottimizzazione termoeconomicadel progetto dello scambiatore, incidendo direttamente sulla scelta del tipo di scambiatore e di superficieda impiegare. I risultati ottenuti verranno analizzati nella seconda parte del presente lavoro.
