proiect usrei

13
UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI FACULTATEA DE INGINERIE A INSTALATIILOR UTILIZAREA SURSELOR REGENERABILE DE ENERGIE IN INSTALATII

Upload: andrei-martinas

Post on 11-Dec-2015

215 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

PROIECT USREI

TRANSCRIPT

UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI

FACULTATEA DE INGINERIE A INSTALATIILOR

UTILIZAREA SURSELOR

REGENERABILE DE ENERGIE IN

INSTALATII

Date de proiectare

Cuprisul acestui proiect va cuprinde doua mari etape:

- Se va realiza proiectul instalatiilor de preparare acm utilizand energie solara

(parametri de calcul, elemente componente principale)

- Se va face analiza energetica a instalatiilor utilizand programul SIMSOL, cu 3

variante de instalatii; se compara energetic aceste 3 solutii. Se va calcula fractia

solara pentru cele trei variante si se va face fractia solara medie.

ng = 2; ns = 10

Suprafata:

Sd,utila = 20 x ng x ns + 150 [mp]

Suprafata terasei = Sd,utila / (ng+ns/10)

Destinatie:

Cladire locuit (ns = 1, 7, 13, 19, 25, 31)

Birou (1 pers la 6 mp) (ns = 2, 8, 14, 20, 26)

Spital (1 pers la 5 mp) (ns = 3, 9, 15, 21, 27)

Pensiune (2 pers la 15 mp) (ns = 4, 10, 16, 22, 28)

Scoala (1 pers la 4 mp, pentru 70% din Sd,util) (ns = 5,11, 17, 23, 29)

Hotel (2 pers la 20 mp) (ns = 6, 12, 18, 24, 30

Datele cladirii:

Suprafata utila: 550mp

Nr etaje: 2 (p+1)

Suprafata terasa: 229mp

Destinatie: pensiune

Numar de persoane: 74

Am propus pentru analiza, cu ajutorul softului SIMSOL, a trei tipuri constructive

de scheme de preparare a ACM, dupa cum urmeaza:

Schema 1

In schema 1 caldura preluata din captatoare este transferata instalatiei prin

intermediul unui schimbator de caldura, aceasta schema necesitand si o pompa

de circulatie pe traseul de agent termic secundar, acest traseu fiind racordat

direct la rezervorul de stocare. Deasemenea este prezenta si o sursa auxiliară

(electrica) de caldura.

Schema 3

Aceasta schema este putin mai simplificata, schimbatorul de caldura

dispare, fiind inlocuit de o serpentine in rezervorul de acumulare, transferul de

caldura facandu-se in aceasta. Schema este la fel reprezentata, de cele 2

rezervoare de acumulare, o sursa auxiliara, panou solar, regulatorul automat, si

pompele necesare antrenarii agentului solar/ ACM.

Schema 4

Aceasta schema este cea mai simpla, fluidul prezent in instalatia solara

fiind introdus direct in rezervoare. Ca si componenente, acesta schema prezinta

aceleasi elemente, si anume: rezervoare de acumulare, sursa auxiliara, panou

solar, regulator automat, pompe.

Calculul elementelor necesare dimensionarii:

3.1 Stabilirea consumului mediu zilnic de apa calda de consum

-Determinarea numarului de consumatori:

Numarul de consumatori s-a calculat in functie de destinatia cladirii, respectiv

suprafata cladirii:

Nr consumatori= 74 persoane

- Stabilirea debitelor specifice de apa calda de consum

Conform STAS 1478:

Hoteluri şi pensiuni (pentru un pasager pe zi) cu duşuri în grupuri sanitare

pentru fiecare cameră: 200l/pers din care 100l/pers apa calda la 60C.

-Stabilirea consumurilor medii zilnice de apa calda de consum

Stabilirea consumurilor medii, maxime zilnice si orare se face conform SR

1343-1/2006

Debitul mediu zilnic – media volumelor de apa utilizate zilnic in decursul unui

an.

Qzi med = 1/1000 Σk=1,n N(i) x qs(i) [mc/zi] ; N(i) – numar persoane; qs(i) – debit

specific [l/pers/zii]

Qzi med = 1/1000 (74 x 100) = 7,4 [mc/zi]

Debitul maxim zilnic – volumul de apa utilizat in ziua cu consum maxim in

decursul unui an

Qzi max =Kzi x Qzi med [mc/zi]

Kzi – coeficient de neuniformitate zilnica = 1,3

Qzi max = 1,3 x 7,4= 9,62 [mc/zi]

Debitul maxim orar – valoarea maxima a consumului orar din ziua de consum

maxim

Qor max= (K0 x Qzi max)/24 [mc/h]

K0 – coeficient de variatie orara = 2

Qor max = (2x9,62)/10 =1,92[mc/h] = 1924 [l/h]

q=100l/pers zi

Qpensiune =74*100=74000 l/zi= 74 mc

Avand in vedere destinatia, am estimat ca variatia consumului pe

parcursul zilei este destul de mare, si anume, avand trei varfuri de consum:

dimineata intre orele 7-9, la pranz orele 13-14, si seara, intre orele 18-2.

Alegerea boilerului

Calculul de dimensionare a rezervoarelor de acumulare are ca scop

determinarea volumului acestora.

Volumul minim al boilerului se determină cu relatia:

VRA=

=

=6660 l

In care:

n - numărul de persoane;

- consumul zilnic normat de persoană , luat in considerare;

– temperatura apei calde menajere la punctul de consum;

temperatura apei calde in boiler.

S-au ales doua rezervoare cu capacitate de 3000l.

Suprafata captatoarelor solare

Suprafața de captare se determină funcție de numărul de persoane.

Ac= AG*P= 1,5*74=111mp

AG - suprafața colectoare pentru o persoană

AG =1,5

P- numărul de persoane

Captatoarele au fost montate in paralel, pe orientarea Sud, la un unghi

de 45º cu planul terasei.

4. Raport final Simsol pentru fiecare din solutiile adoptate

In continuare voi anexa rapoartele generate de Simsol pentru cele trei

scheme analizate.

4.1. Variatia fractiei solare pe un an. Fractia solara medie anuala.

SCHEMA 1: Schimbator de caldura extern in circuitul solar si sursa

suplimentara, centralizata separata.

Ian Feb Mar Apr Mai Iun Iul Aug Sep Oct Noi Dec

56 84 100 100 100 100 100 100 100 86 75 52

Fractia medie solara anuala este: 81,9

Variatia fractiei solare pe parcursul unui an este urmatoarea:

SCHEMA 3: Schimbator de caldura intern in circuitul solar si sursa

suplimentara, centralizata, separate

Ian Feb Mar Apr Mai Iun Iul Aug Sep Oct Noi Dec

97 97 100 100 100 100 100 100 100 100 100 84

Fractia medie solara anuala este: 98,1

Variatia fractiei solare pe parcursul unui an este urmatoarea:

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fractie solara

Fractie solara

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fractie solara schema 3

Fractie solaraschema 2

Schema 4

Fara schimbator de caldura in circuitul solar si sursa suplimentara, centralizata

separata.

Ian Feb Mar Apr Mai Iun Iul Aug Sep Oct Noi Dec

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 90

Variatia fractiei solare pe parcursul unui an este urmatoarea:99,1

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fractie solara schema 4

Fractie solara

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Schema 1

Schema 3

Schema 4

Luna Fractia Solara (%)

Schema1 Schema3 Schema4

Ian 56 97 100

Feb 84 97 100

Mar 100 100 100

Apr 100 100 100

Mai 100 100 100

Iun 100 100 100

Iul 100 100 100

Aug 100 100 100

Sept 100 100 100

Oct 86 100 100

Nov 75 100 100

Dec 52 84 90

Total 87,8 98,2 99,2

0

20

40

60

80

100

120

Ian

Feb

Mar

Ap

r

Mai

Iun Iul

Au

g

Sep

t

Oct

No

v

De

c

Fractia Solara (%)Schema1

Fractia Solara (%) Schema3

Fractia Solara (%)Schema4

Din tabelul si graficul aferent prezentate mai sus se poate observa

variatia fractiei orare pe parcursul anului, varful fiind atins in lunile martie-

septembrie.

Schema 4 este evident mai performanta fata de celelalte doua, obtinand

o fractie solara anuala de 99,2%.

Date fiind rezultatele afisate in anexe, mai jos avem un tabel in care sunt

reprezentate valorile de acoperire a necesarului de caldura pentru prepararea

ACM, din partea captatorului solar. Se observa ca schema numarul 4 are o

acoperire a necesarului de 99,2%, pe durata intregului an, lunile 1-11 fiind

acoperite in totalitate de instalatie.

5. CONCLUZII

Din comparatia rezultatelor simularii celor 3 scheme analizate, reiese ca schema

4 este cea mai buna din punct de vedere al fractiei solare.

Din punct de vedere al fractiei solare medii anuale se recomanda utilizarea

schemelor in ordinea: schema 4, schema 3, schema 1.

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

110,0

1 2 3

Total

Pentru schema 4 (cu cea mai mare fractie solara medie), se analizeaza

variatia fractiei solare pentru valori diferite ale:

Pentru volumul de apa acumulat Qmedzi se modifica unghiul de inclinare a

panourilor solare: 35, 45, 55, 65 grd. Se urmareste valoarea fractiei solare medii

anuale; pentru destinatie Spital, pensiune.

inclinare

Ian Feb Mar Apr Mai Iun Iul Aug Sep Oct Noi Dec

Fractie

medie

anuala

35 98 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 85 98,58

45 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 90 99,17

55 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 94 99,50

65 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 95 99,58

70

80

90

100

110

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fractie solara Inclinari diferite

35c

98,00

98,20

98,40

98,60

98,80

99,00

99,20

99,40

99,60

99,80

35 c 45c 55c 65c

Fractie medie solara

Fractie medie solara