manual out08

8/8/2019 Manual Out08

1/100


2/100


3/100


4/100


5/100


6/100


7/100


8/100


9/100


10/100


11/100


12/100


13/100


14/100


15/100


16/100


17/100


18/100


19/100


20/100


21/100


22/100


23/100


24/100


25/100


26/100


27/100


28/100


29/100


30/100


31/100


32/100


33/100


34/100


35/100


36/100


37/100


38/100


39/100


40/100


41/100


42/100


43/100


44/100


45/100


46/100


47/100


48/100


49/100


50/100


51/100


52/100


53/100


54/100


55/100


56/100


57/100


58/100


59/100


60/100


61/100


62/100


63/100


64/100


65/100


66/100


67/100


68/100


69/100


70/100


71/100


72/100


73/100


74/100


75/100


76/100


77/100


78/100


79/100


80/100


81/100


82/100


83/100

83

REFERNCIAS

SOFTWARE

Dimensionamento de Instalaes solares:Programa SOLTERM 4.5 e SOLTERM 5.0

M.J. Carvalho, R. Aguiar, DER / INETI, 1996METFI9

J.Cruz Costa, DER/INETI, 1995Perdas de carga:MCA-FC10, J.Cruz Costa, DER/INETI, 1995

FOLHAS de CLCULO

ASTRON 16J.Cruz Costa, DER/INETI, 2007

COLSER 25J.Cruz Costa, DER/INETI, 2007

CD-ROM MULTISOL, VVS Branchen, DK CD-ROM MULTISOL, Deutschland

BIBLIOGRAFIA

* Normas Portuguesas.

* Transmisso de calor.

Chapman. Editorial Bellisco.* A Energia Solar na edificao.Chauliaguet. Edit. Tcnicos Associados.

* Manual da Utilizao de En. Solar em Portugal, J.F. Mendes, J. Cruz Costa, et all, LNETI, 1981, LEM/DGC,

* Caracterizao e Model. de Colectores de Baixa ConcentraoCruz Costa, Un Paris VII, 1987.

* Energia Solar Incidente numa superfcie, Inclinao ptima. Rev. Energia Solar, N 11, SPES M.J. Carvalho et all, INETI, 1996

Voltar NDICE


84/100

84

* Energia Solar. Bases e Aplicaes.Cobarg. Ed. Paraninfo.

* Energia Solar. Clculo e dimensionamento de instalaes.

ETSII Madrid.* Introduo s instalaes de aquecimento. ROCA

* Curso de Energia Solar.Censolar. Editorial Progensa.* Energia Solar. Manual de instalaes trmicas.

Minguella y Torrens. Editorial CO-PRESS.* Utilizao da Energia Solar a baixa temperatura p/col. planos.

ROCA. * Heliotermotecnia. Tcnicas de captao e utilizao da En. Solar

UNISOLAR ESPAA,* Solar Thermal Systems,

JAMES & JAMES* Heliotermotecnia. Tcnicas de captao e utilizao da En. Solar

UNISOLAR ESPAA,* Instalaciones de Energa Solar Trmica

IDEA (PET-REV Octubre 2002))

Voltar NDICE


85/100

85

ANEXOS

Voltar NDICE


86/100

86

PRATICA 1

DESCRIO

Sistema com colectores marca Giordano e depsito marca Fogosol, para realizar:

Enchimento e purga do sistema com vaso de expanso fechado.Equilbrio hidrulico da instalao para diferentes ligaes dos colectores:

paralelo, srie e srie-paralelo.

Regular o caudal para que oT seja o mesmo nos 2 ramosMedir oP e oT nas diferentes situaes

Voltar NDICE


87/100

87

PRATICA 2

DESCRIO

1 Sistema Split, com colector e depsito marca Ao Sol, com a possibilidade defuncionar em:

TermossifoCirculao forada

NormalBaixo caudal

Enchimento e purga do sistema e verificao dos 3 modos de funcionamento.

Tomar nota dos caudais e dosTs

PRTICA 3

VISITA AO LECS

Banco de Exterior Banco Artificial Ensaio de sistemas

PRTICA 4

Voltar NDICE


88/100

88

Apresentao de equipamentos:

Tcnicas de montagem Fixao da estrutura ao telhado / terrao Atravessamentos e impermeabilizaes Enchimento Teste de fugas Pressurizao final Entrega de catlogos e outra informao sobre os equipamentos

A apresentao ser em simultneo para todos os grupos, em horrio pr-fixado.

PRTICA 5TERMOSTATO DIFERENCIAL E SONDAS (PT 100)

DESCRIO

Tomar contacto com o termostato diferencial, simulando o funcionamento da bombacom uma lmpada.

Regulao dosTs de arranque e paragem.Tipos de sondas e sua calibrao.

PRTICA 6

Descrio:

Voltar NDICE


89/100

89

Sistema comvlvula misturadora termosttica de 3 vias.Balano trmico obtido com extraco de gua do depsito. Comparar a estimativa daenergia extrada utilizando o volume medido e admitindo que a temperatura constante:

Q = m CP (Tsada - Tentrada) Q = m 4185 (Tsada - Tentrada)[Joule]

Comparar este valor com a medio do contador de calorias

No final da prtica ser feita uma extraco completa da gua do depsito e far-se- oclculo da energia extrada.

PRTICA 7

T EM FUNO DO CAUDALMINI - DER

DESCRIO

Medir a temperatura ambiente.

Pr o sistema a funcionar em termossifo, deixar estabilizar e medir a temperaturade entrada e de sada.

Fechar o termossifo e pr o sistema a funcionar em circulao forada

Medir oT para diversos caudais escolhendo pelo menos um caudal que impliqueumT superior ou igual ao do termossifo.

Medir o caudal cronometrando o enchimento de um recipiente de capacidadeconhecida.

Medir a temperatura de entrada e de sada. Traar uma curva deT em funo do caudal. Estimar o caudal do termossifo a partir do grfico.

PROBLEMASVoltar NDICE


90/100

90

PROBLEMA 1

- Temos uma piscina rectangular com uma profundidade de gua de 1,75 m. e umarea de 50 m.A temperatura da gua de 20 C. Sobre a piscina incide uma radiao solar de 800W/m2 durante 6 horas. Na hiptese de no haver perdas ou ganhos trmicos porconveco com o ar (Temperatura do ar da ordem de 20 C) e admitindo que 90% daradiao absorvida, calcular a temperatura final da gua.

rea da piscina S = 10 * 5 = 50 mVolume da piscina ser: V = 50 * 1,75 = 87,5 m3 Massa de gua m = V * = 87.5 * 1000 = 87 500 kg

A energia total recebida pela piscina ser:

ESOLAR= I * S * t = 800 * 50 * 6 * 3 600 = 864 000 000 Joule

(E = 864 000 000 / 4,185 = 206 700 000 cal = 206 700 kcal)

A energia til ser: ETIL= 0,9 * ESOLAR= 777 600 000 Joule

Aplicando a frmula do calor: ( gua Cp = 4185 J/(kg C) )

Q = m * Cp *T = 87 500 * 4185 *T = ETIL

T = 777 600 000 / (87 500 * 4185)

T = 2.1 C

TF = TINICIAL+ 2,1 = 20 + 2,1

TF= 22,1 C

PROBLEMA 2

- Comparar a energia produzida por uma central termoelctrica de 230 MW com aenergia solar incidente em 1 km2 (na horizontal).

Na central termoelctrica se a disponibilidade for de 100 %:

E = P * hfuncionamento.= 230 * 365 * 24 = 2 014 800 MWh

A energia recebida por m, p.ex. em ALVALADE (Alentejo) de 1 720 kWh/(mano)

1 Km2 = 1000 m * 1000 m = 106 m2.

Voltar NDICE


91/100

91

ERECEBIDA= 1 720 000 000 kWh/ano = 1 720 000 MWh/ano

Se tivssemos uma central fotovoltaica (painis com inclinao ptima recebem 15%mais de energia do que o plano horizontal. Admitindo um rendimento de 10 %, e umasuperfcie total de 10 km, teramos uma produo anual de:

EPRODUZIDA= 1,15 * 0,1 * 10 * 1 720 000 MWh = 1 978 000 MWh

que a ordem de grandeza da energia produzida pela central termoelctrica.

PROBLEMA 3

Uma famlia de quatro pessoas tem um consumo dirio de 300 l. de gua a 45 C. Se oaquecimento for feito:

a/ Esquentador de gs, com um rendimento de 75%.b/ Termoacumulador elctrico com uma resistncia interna de 1.500 W.

calcular o dinheiro total gasto neste aquecimento por ano.

O calor necessrio para aquecer a gua de 15 C (temperatura da rede) at os 45 C,ser:

Q = m * Cp *T.

Q = 300 kg * 4.185 J/(kg* C)* (45-15) C.Q = 37,7 MJ por dia.Q = 13748 MJ por ano.

a/ Esquentador de gs:

Poder Calorfico do butano: 13 400 Kcal/kg = 13 400*4 185 J/kg = 56,08 MJ/kgContedo de uma botija de gs: 13 kg.Preo de uma botija: 1 850 $00.

Poder Calorfico de uma botija = 729 MJ

Dado que o rendimento do esquentador de gs de 75%, trmicamente seroaproveitados por botija:

729 * 0,75 = 546,8 MJ

Portanto o consumo anual ser de

13 748 (MJ/ano) / 546,8 (MJ/botija) =25 garrafas /ano. 46 250$00

b/ No caso do termoacumulador elctrico:

3,6 MJ 1 kWh13748 MJ por ano. X

Voltar NDICE


92/100

92

X = 13748 MJ por ano /3,6 (MJ/kWh) * 18$20 =69 503$00/ano

PROBLEMA 4

- Escolher o tipo de colector para as seguintes trs aplicaes:

A/ Piscinas:Colector sem cobertura, j que oT requerido baixo.

B/ A.Q.S. a 55 C.Colector com cobertura do tipo no selectivo ou selectivo.

C/ Aquecimento central com gua a 80 C.Colector com dupla cobertura ou C.P.C., colector de tubos de vcuo

Qual destes dois colectores o mais indicado para este fim?

Ainda que o rendimento seja melhor no colector A, para a produo de gua sanitria(55C) mais interessante o colector B o seu rendimento superior para essatemperatura.

PROBLEMA 5

- Dos seguintes tipos de tintas selectivas, qual seria mais eficaz para o absorsor de umcolector?TINTA ABSORTNCIA EMITNCIA SELECTIVIDADE/

Oxido de Cobre 0,81 0,17 4,8Negro de nquel 0,89 0,12 7,4Crmio negro 0,95 0,12 7,9

Sulfureto de Pb 0,89 0,20 4,5

Interessa o crmio negro j que tem a absortncia mais elevada e a emitncia maisbaixa.

Voltar NDICE


93/100

93

Por vezes h quem quantifique a selectividade como sendo o quociente ente e ,( a selectividade do crmio negro de 7.9).

PROBLEMA 6

- Calcular a distncia entre filas de colectores (L= 2m, com inclinao de 45 ) para :- uso durante todo o ano.- uso durante o inverno.- uso durante a temporada de vero.

nas seguintes localizaes:- Braga. Latitude = 43- Lisboa. Latitude = 39- Faro. Latitude = 36

Se a instalao for usada durante todo o ano ou s durante o inverno, a altura solar

mnima corresponde ao dia 23 de Dezembro. Neste dia, a altura solar a considerarser:

ho = ( 90 - Latitude do lugar ) - 23.5Se a instalao for utilizada durante o semestre de Maro a Setembro (temporada devero), a altura solar a considerar ser a dos equincios:

ho = ( 90 - Latitude do lugar ).

A separao entre fileiras de colectores dada pela frmula:

d = L * ( sen / tan ho + cos )

L Comprimento dos colectores. Inclinao dos colectores.ho Altura solar mnima ( ao meio dia solar do dia mais desfavorvel )

Altura Solar Mnimaho

Distncia mnima entre fileirasD (m.)

LOCALIZAO INVERNO VERO INVERNO/ANO VEROBRAGA 23,5 47 4,66 2,73

LISBOA 27,5 51 4,13 2,55 FARO 30,5 54 3,81 2,44

Se as instalaes forem utilizadas durante o perodo invernal aconselhvel aumentaresta distncia mnima de 25%, pelo que teramos:

LOCALIZAO Distncia mnima entre fileirasD (m.)

BRAGA 5,85

LISBOA 5.20 FARO 4.80

Voltar NDICE


94/100

94

PROBLEMA 7

- Num terrao em Faro e orientado ao sul, temos um muro de 1,60 m de altura. Aque distncia do muro devemos colocar a primeira fileira de colectores para queestes no estejam sombreados durante o inverno?

A altura solar mnima correspondeao dia 23 de Dezembro, com umngulo de 30,5.Portanto, temos umtringulo da seguinteforma:

tan ho = 1,60 / D

D = 1,60 / tan 30,5

D = 2,72 m

Voltar NDICE


95/100

95

PROBLEMA 8

- Instalamos em Lisboa (40 latitude) um campo de colectores num terrao orientadoao sul. Existe um prdio orientado 30 a Nascente e afastado 20 m da primeira fileirade colectores, com 10 m de altura por cima do terrao. O comprimento do edifcio de 10 m.

Com a ajuda da projeco estereogrfica, calcular a sombra projectada pelo prdio.

O primeiro que devemos determinar a distnciaXda imagem superior:

Tan 30 = X / 20. X = 20 * tan 30 X = 11,5 m

Agora determinaremos o nguloY :

Tan Y = (11,5 + 10)/20 Y = ATan 1,075 Y = 47

O ngulo ho ser:

Tan ho = 10/20 ho = 26

Voltar NDICE


96/100

96

Concluses:

O prdio projecta sombra sobre os colectores entre o azimute -47 e o azimute de 30.

Esta sombra afectar os colectores sempre que a altura solar seja inferior a 26.

Logo desde o azimute -47 e -30 haver sombra na direco dos colectores.

Quando a altura solar for inferior a 26 a sombra alcanar as fileiras de colectores.Como podemos ver na rea encerrada em vermelho, teremos sombra nos colectores

durante os meses de Dezembro, Janeiro e Novembro desde as 08,30 h. solares at as11,00 horas. Durante os meses de Fevereiro e Outubro a sombra praticamente noatinge as fileiras de colectores.

Voltar NDICE


97/100

97

GRUPO 1

GRUPO 1 GRUPO 2 GRUPO 3 GRUPO 4LOCAL SINTRA BRAGANA VILA REAL SANTARMCONS. A 45 C 1000 1500 1500 2000Tipo de Colector PRETO BAO SELECTIVO SELECTIVO CPCF 0,75 0,75 0,75 0,75FUL 8,5 5,3 5,3 3.7Incl 25 25 25 25Azim Col. - 20 - 20 - 20 - 20Tipo utilizao ANUAL ANUAL ANUAL ANUALPerdas de Carga 10 m 15 m 20 m 15 m

Calcular:

1/ A superfcie colectora necessria para a inclinao e orientao ptimas.Calcular as penalizaes para a inclinao e orientao indicadas.Como ter em conta as penalizaes?

2/ Clculo do caudal recomendado com base em 10 FUL / Cp (ver captulo anterior)Dimensionar as tubagens em funo da configurao para cada grupo.

3/ Escolher a bomba circuladora em funo das perdas de carga e do caudal total necessrio.

4/ Traar o unifilar da instalao colocando(bateria de colectores, depsito, purgadores, vasos de expanso, vlvulas de segurana, etc )

5/ Dimensionar: depsito acumulador, vaso de expanso e dar uma ideia da potncia que deve ter opermutador de placas.

Voltar NDICE


98/100

98

GRUPO 2


Calcular:






Voltar NDICE


99/100

99

GRUPO 3


Calcular:






Voltar NDICE


100/100

100

GRUPO 4

GRUPO 1 GRUPO 2 GRUPO 3 GRUPO 4LOCAL SINTRA BRAGANA VILA REAL SANTARMCONS. A 45 C 1000 1500 1500 2000Tipo de Colector PRETO BAO SELECTIVO SELECTIVO CPCF 0,75 0,75 0,75 0,75

FUL 8,5 5,3 5,3 3.7Incl 25 25 25 25Azim Col. - 20 - 20 - 20 - 20Tipo utilizao ANUAL ANUAL ANUAL ANUALPerdas de Carga 10 m 15 m 20 m 15 m

Calcular:


manual out08

Documents