proiect usrei
DESCRIPTION
PROIECT USREITRANSCRIPT
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