UNIVERSITATEA ”LUCIAN BLAGA” din SIBIU

FACULTATEA DE INGINERIE ”Hermann Oberth”

Surse regenerabile de energie

INSTALAŢIE DE ÎNCĂLZIRE CU PANOURI SOLARE A APEI DIN PISCINĂ

Coordonator

Conf.dr.ing.Falota Horea

STUDENT:Breazu Ioan

Anul IV, Electromecanică-FRGrupa 1 Semigrupa 2

a) Schema de principiu

b)Date utileca – căldura specifică a apei (= 4,186kJ/kgK)θpiscina – temperatura apei din piscină (= 24 °C)θapa rece – temperatura apei proaspete: iarna ≈ 5 °C; vara = 18 °Cγa – densitatea apei: se poate considera ρ≈1000kg/m3

Dimensiuni bazin (LxlxH):20x10x1,5)

c)TehnologieDurata na=16ore din 24 piscina este acoperită şi 8 ore din 24 piscina este descoperită, deci:- vaer.desc=3,8 m/s viteza medie a vântului cu piscina descoperită;- vaer.acop=2,6 m/s viteza medie a vântului cu piscina acoperită.

2.Algoritm pas cu pas cu date centralizate

Pas Parametru de calcul

Formula de calcul Date utilizate Rezultat

1 Viteza mediea vantului

nore-ore functionare [h]= 8w-viteza vantului in regiune (~3m/s)

2,173

2 Caldura pierduta prin evaporare

Spiscina=L·l=20·10=200[m2]

Fluxul mediu zilnic:

K-corectie cu:K=1 la piscine inchise si K=2 la piscine deschiseCev-pierderi termice prin evaporare

va-viteza aerului la suprafata piscinei (=4m/s)ps-presiunea de saturatie vapori de apa [Pa]pv-presiunea partiala a vaporilor de apa [Pa]

Pv=40%*2337=934,8[Pa]φa-umiditatea relativa a aerului(=40 [%])ps=2337[Pa] la taer=20[oC]

Pt piscina inchisa=>Qev=89230[W]

Pt piscina deschisa=>Qev=178460[W]

Fluxul mediu zilnic:

3 Debitul de vapori degajati de piscina prin evaporare

La-caldura latenta de vaporizare (=2454 [kJ/kg]

4 Debitul de apa evaporata

x- umiditatea absolută a aerului umed1/x – cantitatea de aer care conţine cantitatea x de umiditate absolută

mev=0,121 [kgaer/s]

5 Caldura pierduta prin convectie naturala la suprafata

αconv-coeficient convectie

vaer-viteza medie a vantuluitaer=

6 Caldura pierduta prin conductia termica a peretilor

Sp=2·(L·h+l·h)+S=2·(20·1,5+10·1,5)+200=2·(30+15)

+200=290m2

kg-coeficient global de schimb termic

pt vapa=4m/s

Sp=290[m2]

αconv-coeficient convectie intre apa si perete

Vapa-viteza apa in piscina(=4-5m/s)δbeton-grosime strat (=0,05m)δpolistiren-grosime strat (=0,05m)λbeton-conductivitate termica (=1,45 W/mK)λpolistiren-conductivitate termica (=0,04 W/mK)Sp-suprafata peretilor

=7oC in luna mai

[W]

7 Consum de energie pentru incalzire apa de adaus in piscina

mapa-debit apa proaspata de adaus

nr-reimprospatari saptamanale

Pt nr=2 :

pt

-vara: Qapa

rece=25,86[KW]-iarna:Qapa

rece=81,92[KW]

8 Sarcina termica totala a piscinei

Q=118,973+45,481+2,116+26,12=192,69[kW]Q=118,973+45,481+2,116+82,71=249

,28 [kW]

-vara: Q= 192,69[KW]

-iarna:Q=249,28[KW]

9 Cadere de temperatura in piscina pe durata intreruperii functionarii

-vara: ∆θpiscina=0,552[o

C]-iarna:∆θpiscina=0,714[o

C]

10 Durata incalzirii piscinei la prima punere in functiune

-vara:

-iarna:

11 Suprafata captatorului solar

1 m2 panou → (40-50) l apa acumulata

12 Alegere captator

13 Insolatia solara incidenta necesara la incalzire

-Vara

25,86

-iarna

60,36

14 Randamentul captatorului

-coeficient de absorbtieK-coeficient de pierderi termice [W/0C]

15 Prag de amorsare

β-factor optic al captatorului

16 Temp. la stagnare circulatie apa

680C

17 Puterea motopompei de recirculare apa

Q-debit recirculare (=40-70[l/2600*m2]h-inaltimea manometrica a coloanei de apa (≤ 0,1-2 mH2O)γa-masa volumica a apei [kg/m3]g-acceleratie gravitationala (=9,81[m/s2])K-coeficient de supraputere (=1,15-1,25)Ηg-randament global (=0,8)vr-viteza de recirculare apa (≤1 m/s)

18 Diametru conducta

Qn-debitul nominal [l/h]γa-masa volumica a apei [kg/m3]

=66,44mm66,44mm

CONCLUZII Cu ajutorul acestor curbe de variaţie a temperaturilor, poate fi determinată temperatura solului,considerată egală cu a pereţilor piscinei. Se va considera temperatura la o adâncime medie a piscinei si se va considera această valoare a temperaturii constantă pe toţi pereţii, sau se pot considera temperaturi diferite pe pereţii laterali şi pe fundul bazinului. Valorile calculate, ale acestui randament şi analizând caracteristica captatorilor putem opta pentru colectori cu tuburi vidate sau pentru colectori cu tuburi termice care au randament mare.