Balance de energía en la piscina

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA[pic 1]

CARRERA INGENIERÍA MECÁNICA

MAQUINAS TÉRMICAS II

BALANCE ENERGÉTICO DE UNA PISCINA

                  PROFESOR:

ING. TOMAS IBUJES                    

                      NOMBRES:

OLMEDO LUIS

OTAVALO TANIA

DECIMO  “B”

2016………………………………………………………….2017

Contenido

Balance de energía en la piscina        3

Pérdidas de Calor en la Piscina        3

Pérdidas de calor en una piscina        6

Pérdidas de calor por evaporación del agua de la piscina.        6

Instalación de una manta térmica        10

Ahorros que se producen con la manta térmica.        10

Otras medidas recomendadas        11

Sustitución de los vidrios ineficientes por otros vidrios de tipo doble con cámara de aire.        11

Bibliografía        12

Balance de energía en la piscina

La piscina es como un gran colector solar horizontal de área expuesta a una irradiación por m2 diaria. Las pérdidas por reflexión son aproximadamente del 8% en la superficie del agua, así la energía neta directamente aportada al agua es 0.85.

La energía directa 0.85 puede ser igual o superior a la pérdida total ı, en este caso no se necesitarían colectores. Normalmente, dicha aportación será inferior a las pérdidas totales, así que la diferencia entra ambas cantidades será la energía que deben suministrar los colectores.

Una vez halladas las necesidades energéticas ı ı , podemos hallar el número de m2 de superficies de colectores, teniendo en cuenta que la temperatura de trabajo de los mismos será de 27 °C.

Las pérdidas totales por m2 son la resultante de la suma correspondiente a cada una de las tablas del anexo 11.

El objetivo principal es mantener una temperatura del agua estabilizada en torno a los 27 °C durante todo el año, entonces las pérdidas de calor que sufre el agua de la piscina a lo largo de las 24 horas, han de ser compensadas por las aportaciones energéticas.

Las diferentes formas por las una piscina al aire libre pierde calor son:

• Radiación hacia la atmósfera.
• Evaporación.
• Convección debido al rozamiento del aire en la superficie.
• Conducción a través del fondo y de las paredes laterales, las paredes eventualmente están en contacto con el aire. (Muñoz, 2010)

Pérdidas de Calor en la Piscina

El cálculo analítico de cada uno de los tipos de pérdidas que se dan en la piscina se realiza utilizando las siguientes tablas, que resumen los resultados finales de medidas y consideraciones técnico-prácticas. Estas expresan numéricamente el valor medio más probable de los diferentes tipos de pérdidas por cada m2 de superficie de la piscina por día. Estas tablas han sido comprobadas por CENSOLAR19, estudiando datos experimentados recogidos en diferentes zonas climáticas para un rango de temperatura ambiente media de 18 °C a 32 °C. Se consideran zonas de viento muy débil aquellas en que la velocidad media de este no supere los 3 m/s; de viento medio cuando la velocidad está comprendida entre los 3 y 5 m/s ; moderado, cuando está entre 5 y 7m/s; y moderadamente fuerte, cuando supere los 7 m/s, sin llegar a los 10 m/s. Cada casilla está dividida en dos. La cifra de la parte inferior representa las pérdidas en caso de utilizar una manta térmica durante las horas en que no se utilice la piscina, esta anula las pérdidas por evaporación y se reduce las pérdidas por radiación y convección.

En cuanto al grado de humedad se clasifica de la siguiente forma: 35% - 45% corresponde a una zona muy seca, 45% - 55% a una zona seca, 55% - 65% a una media, 65% - 75% a una húmeda y más del 75% a una zona muy húmeda.
(Muñoz, 2010)

Tabla. Pérdidas por radiación en la piscina

Tabla. . Perdidas por evaporación MJ/m2 en la piscina.[pic 3]

Tabla. Pérdidas por Convección en la piscina

[pic 4]

Pérdidas de calor en una piscina

Consumos térmicos:

En la piscina climatizada que se está estudiando, la producción de agua caliente se obtiene por aporte de calor de tres calderas de gas natural y por aporte de calor de la cogeneración. Como se explicó anteriormente, existen dos motores de combustión en el polideportivo y parte del agua de refrigeración de los motores va a la piscina climatizada que se está estudiando para aportar el calor necesario para cubrir las demandas térmicas de la instalación. En realidad el aporta de la cogeneración es el primero que se utiliza para cubrir las demandas y las calderas están de apoyo. En este caso se tienen las facturas del gas natural consumido en todo el año 2008 pero se desconoce cuánto es el aporte de la cogeneración. Para calcular el aporte de cogeneración es preciso calcular todas las necesidades térmicas de la piscina y como tenemos las facturas, la diferencia será lo que está aportando la cogeneración. En la piscina climatizada a estudiar, las necesidades térmicas vienen definidas por: pérdida de calor por evaporación del agua de la piscina, pérdida por renovación del aire de la piscina, pérdida por renovación del aire de los vestuarios, renovación del agua de la piscina y pérdidas por convección, conducción y radiación.

Pérdidas de calor por evaporación del agua de la piscina.

En toda piscina se produce el fenómeno constante de evaporación del agua. El agua de la superficie de la piscina se evapora a expensas del calor del agua y produce una capa de aire saturado de humedad. El agua contenida en esta capa de aire pasa al ambiente más seco y esto lo hace tanto más rápidamente cuanto más “agitada” esté la superficie del agua por acción de los bañistas. En las siguientes figuras se muestra el efecto que produce la agitación a la velocidad de evaporación. (Gayo, 2009)[pic 5][pic 6]

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