Aquecimento de Piscinas

22
Quadro 1 Propriedades da Água Saturada (líquido e vapor) Dry Bulb (°C 27 Temperatura da água º Pressão de Saturação 27 Kpa hPa 27 20 2.34 23.40 28 21 2.51 25.10 28 22 2.67 26.70 28 23 2.84 28.40 29 24 3.00 30.00 29 25 3.17 31.70 29 26 3.38 33.80 30 27 3.60 36.00 30 28 3.82 38.20 30 29 4.03 40.30 31 30 4.25 42.50 31 31 4.52 45.20 31 32 4.80 48.00 32 33 5.08 50.80 32 32 33 33 33 QU Condições de Dry Bulb (°C) 0 0 0 2 2 2 7 7 7 12 12

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Page 1: Aquecimento de Piscinas

Quadro 1 Quadro 2Propriedades da Água Saturada (líquido e vapor) DescriptionDry Bulb (°C)

### 27Temperatura da água ºC Pressão de Saturação ### 27

Kpa hPa ### 2720 2.34 23.40 ### 2821 2.51 25.10 ### 2822 2.67 26.70 ### 2823 2.84 28.40 ### 2924 3.00 30.00 ### 2925 3.17 31.70 ### 2926 3.38 33.80 ### 3027 3.60 36.00 ### 3028 3.82 38.20 ### 3029 4.03 40.30 ### 3130 4.25 42.50 ### 3131 4.52 45.20 ### 3132 4.80 48.00 ### 3233 5.08 50.80 ### 32

### 32### 33### 33### 33

QUADRO 4 Condições de Projecto - InvernoDry Bulb (°C)

000222777

1212

Page 2: Aquecimento de Piscinas

Quadro 2Relative Humidity (%) Humidity Ratio (g/kg) Vapor Pressure (mm HG) Vapor Pressure (Kpa)

55 12.33407 14.7198 1.9660 13.47965 16.0576 2.1465 14.62938 17.3953 2.3255 13.09315 15.6068 2.0860 14.31082 17.0251 2.2765 15.53317 18.4434 2.4655 13.89374 16.5399 2.2060 15.18764 18.0431 2.4165 16.48683 19.5461 2.6155 14.73788 17.5213 2.3460 16.11239 19.1135 2.5565 17.49285 20.7057 2.7655 15.62769 18.5528 2.4760 17.08742 20.2388 2.7065 18.55385 21.9247 2.9255 16.5654 19.6368 2.6260 18.11521 21.4212 2.8665 19.67256 23.2055 3.0955 17.55335 20.7753 2.7760 19.19837 22.6631 3.0265 20.85187 24.5508 3.27

QUADRO 4 Condições de Projecto - Inverno

Wet Bulb (°C) Relative Humidity (%) Humidity Ratio (g/kg)-2.37 60 2.27-1.76 70 2.65-1.16 80 3.03-0.70 60 2.620.12 70 3.060.75 80 3.504.67 70 4.355.47 80 4.986.24 90 5.61

10.16 80 6.9911.10 90 7.88

Page 3: Aquecimento de Piscinas

Quadro 2Vapor Pressure (hpa)

19.6021.4023.2020.8022.7024.6022.0024.1026.1023.4025.5027.6024.7027.0029.2026.2028.6030.9027.7030.2032.70

Page 4: Aquecimento de Piscinas

Obra:

Dados da Piscina

Comprimento (m): 12Largura (m) 4.5Altura máxima (m): 1.7Altura mínima (m): 1.2Espessura das paredes de betão (m): 0.25Humidade no ar desejada (%): 80Temperatura ambiente (ºC): 20Tempertura da água (ºC): 26

Potência para Aquecimento - Arranque

1. AQUECIMENTO DA ÁGUA DA PISCINA

Temperatura da água da rede: 15Temperatura da água da piscina: 26Tempo de aquecimento da água da piscina 96

997

Cp 4,184

10.4

2. AQUECIMENTO DA MASSA DE BETÃO

Q betão= Cb x Mb x (tsb-teb)teb 10tsb 20Cb do Betão 0.972Massa de betão 11.9625Peso Específico 2400

0.8

3. PERDAS PELAS PAREDES

Qp= K x S x (ts-teb)K 3.48S 77.925ts 26teb 10

4.3

4. PERDAS POR CONVECÇÃO

Qm= r * V * Cp * DT

r

Qm (necessário para aquecimento da massa de água)=

Qb (necessário para aquecimento da massa de betão)=

Qp (perdas pelas paredes)=

Page 5: Aquecimento de Piscinas

0.006976744S 54te 26ta 20

2.3

5. PERDAS POR RADIAÇÃO

0.005813953S 54te 26tp 15

3.5

Temperatura da água da rede: 10Temperatura da água da piscina: 26Caudal mássico de água evaporada 2.6

997

Cp 4,184

0.0

RESUMO

1 10.42 0.83 4.34 2.35 3.56 0.0

Q (Total de Potência para Aquecimento - Arranque ) 21.3

Potência para Manutenção

1. PERDAS PELAS PAREDES

Qp= K x S x (ts-teb)K 3.48S 101.85

Qc= ac x S x (te-ta)ac

Qc (perdas por convecção)=

Qr= ar x S x (te-ta)ar

Qr (perdas por radiação)=

6. PERDAS POR EVAPORAÇÃO (cálcular em primeiro lugar a carga de desumidificação)

Qevap.= r * V * Cp * DT

r

Qevap (perdas por evaporação)=

Qm (necessário para aquecimento da massa de água)=Qb (necessário para aquecimento da massa de betão)=Qp (perdas pelas paredes)=Qc (perdas por convecção)=Qr (perdas por radiação)=Qevap (perdas por evaporação)=

Page 6: Aquecimento de Piscinas

ts 26teb 10

5.7

2. PERDAS POR CONVECÇÃO

0.006976744S 54te 26ta 20

2.3

3. PERDAS POR RADIAÇÃO

0.005813953S 54te 26tp 15

3.5

Temperatura da água da rede: 10Temperatura da água da piscina: 26Caudal mássico de água evaporada 2.6

997

Cp 4,184

0.0

RESUMO

5.72.33.50.0

Q (Total de Potência para Manutenção ) 11.5

Qp (perdas pelas paredes)=

Qc= ac x S x (te-ta)ac

Qc (perdas por convecção)=

Qr= ar x S x (te-ta)ar

Qr (perdas por radiação)=

4. PERDAS POR EVAPORAÇÃO (cálcular em primeiro lugar a carga de desumidificação)

Qevap.= r * V * Cp * DT

r

Qevap (perdas por evaporação)=

Qp (perdas pelas paredes)=Qc (perdas por convecção)=Qr (perdas por radiação)=Qevap (perdas por evaporação)=

Page 7: Aquecimento de Piscinas

Obra:

Outputs:Altura média: 1.45 mSuperfície do Plano de Água: 54 m2Superfície de Fundo+ superfície das paredes: 101.85 m2Superfície de Fundo+ 1/2 superfície das paredes: 77.925 m2Volume de água: 78.3 m3Volume paredes betão: 11.9625 m3

ºC V - volume total de água da piscinaºC Cp - calor especifico da água = 4.184 J/Kg.Khoras

Kg/m3 Tempo de aquecimento da água da piscina: 24, 36, 48 ou 72 horas são os valores standard

J/Kg.K

kW

ºC Cb - Calor específico da massa de betão = 0,972 KJ/Kg.KºC Mb - Massa de betão = volume das paredes x peso específicoKJ/Kg.K Peso específico = 2.200 a 2.500 Kg/m3m3 Teb - Temperatura média das paredes, antes do enchimento = 10ºC (valor geralmente adoptado) Kg/m3 Tsb - Temperatura média das paredes, depois do enchimento = 20ºC (valor geralmente adoptado)

kW

W/m2ºK K- Coeficiente de transmissão térmica das paredes = 3,48 W/m2ºCm2 S - Superfície de fundo e 1/2 das paredes da piscina - m2ºC ts- Temperatura da água dos tanques em ºCºC teb - Temperatura média do solo= 10ºC (valor geralmente adoptado)

kW

Em que:

r - massa especifica da água = 997 Kg/m3; 25ºC, 1atm

Dt - Diferencial entre a temperatura pretendida para a água da piscina e a água da rede

Em que:

Em que:

Page 8: Aquecimento de Piscinas

kW/m2ºKm2 S - Superfície da piscina - m2ºC te- Temperatura da água em ºCºC ta - Temperatura do meio ambiente em ºC durante o enchimento (temperatura de pré-aquecimento)

kW

kW/m2ºKm2 S - Superfície da piscina - m2ºC te- Temperatura da água em ºCºC tp - Temperatura média das paredes em ºC: de 9 a 15ºC, segundo a constituição das paredes

kW

ºCºC V - volume total de água evaporadakg/h Cp - calor especifico da água = 4.184 J/Kg.K

Kg/m3

J/Kg.K

kW

kWkWkWkWkWkW

kW

W/m2ºK K- Coeficiente de transmissão térmica das paredes = 3,48 W/m2ºCm2 S - Superfície de fundo e das paredes da piscina - m2

Em que:ac - Coeficiente de convecção = 0,00697674 kW/m2ºK

Em que:ar- Coeficiente de radiação mútuo (entre a água e as paredes do hall) = 0,00581395 kW/m2ºK

Em que:r - massa especifica da água = 997 Kg/m3; 25ºC, 1atm

Dt - Diferencial entre a temperatura pretendida para a água da piscina e a água da rede

Em que:

Page 9: Aquecimento de Piscinas

ºC ts- Temperatura da água dos tanques em ºCºC teb - Temperatura média do solo= 10ºC (valor geralmente adoptado)

kW

kW/m2ºKm2 S - Superfície da piscina - m2ºC te- Temperatura da água em ºCºC ta - Temperatura do meio ambiente em ºC

kW

kW/m2ºKm2 S - Superfície da piscina - m2ºC te- Temperatura da água em ºCºC tp - Temperatura média das paredes em ºC: de 9 a 15ºC, segundo a constituição das paredes

kW

ºCºC V - volume total de água evaporadakg/h Cp - calor especifico da água = 4.184 J/Kg.K

Kg/m3

J/Kg.K

kW

kWkWkWkW

kW

Em que:ac - Coeficiente de convecção = 0,00697674 kW/m2ºK

Em que:ar- Coeficiente de radiação mútuo (entre a água e as paredes do hall) = 0,00581395 kW/m2ºK

Em que:r - massa especifica da água = 997 Kg/m3; 25ºC, 1atm

Dt - Diferencial entre a temperatura pretendida para a água da piscina e a água da rede

Page 10: Aquecimento de Piscinas

Tempo de aquecimento da água da piscina: 24, 36, 48 ou 72 horas são os valores standard

Teb - Temperatura média das paredes, antes do enchimento = 10ºC (valor geralmente adoptado) Tsb - Temperatura média das paredes, depois do enchimento = 20ºC (valor geralmente adoptado)

t - Diferencial entre a temperatura pretendida para a água da piscina e a água da rede

Page 11: Aquecimento de Piscinas

ta - Temperatura do meio ambiente em ºC durante o enchimento (temperatura de pré-aquecimento)

tp - Temperatura média das paredes em ºC: de 9 a 15ºC, segundo a constituição das paredes

r- Coeficiente de radiação mútuo (entre a água e as paredes do hall) = 0,00581395 kW/m2ºK

t - Diferencial entre a temperatura pretendida para a água da piscina e a água da rede

Page 12: Aquecimento de Piscinas

tp - Temperatura média das paredes em ºC: de 9 a 15ºC, segundo a constituição das paredes

r- Coeficiente de radiação mútuo (entre a água e as paredes do hall) = 0,00581395 kW/m2ºK

t - Diferencial entre a temperatura pretendida para a água da piscina e a água da rede

Page 13: Aquecimento de Piscinas

1. Evaporação do Plano de Água

Temperatura da água 26 ºCTemperatura do ar 20 ºCHumidade relativa do ar 80 %Pb 33.80 hPa

g/hA 54 m2Pb 33.80 hPaPL 25.5 hPa

15

Cp 4,184 KJ/Kg.K

W (Evaporação do Plano de Água)= 6.7 Kg H20/H

2. Ganhos de Humidade devidos aos utentes

Valores estimados:

grau de actividade nº utentesem esforço 2em repouso 4

W (Humidade devido aos Utentes)=

3. Ganhos Por Ar Novo

Mv = 1,2 X V X ( X1 - X2 ) / 1000 g/hV 900 m3/hr 1.20 kG/m3X1 8.6 gr H20/kg ar secoX2 13 gr H20/kg ar seco

W (ar novo)= -4.8 Kg H20/H

RESUMO

W (Evaporação do Plano de Água)= 6.7 Kg H20/HW (Humidade devido aos Utentes)= 0.70 Kg H20/HW (ar novo)= -4.80 Kg H20/H

W (Total de Humidade a retirar) 2.6 Kg H20/H

W= e x A x (Pb-PL)

e

Uma pessoa em repouso liberta em média cerca de 0,05 kg/h de vapor de água.Uma pessoa a desenvolver uma actividade de esforço médio liberta cerca de 0,25 kg/h

Page 14: Aquecimento de Piscinas

Tabela 3

0.5515202835

A -Pb- PL-

e -

vapor H20 (kg/H) Mo (kg/H)0.25 0.500.05 0.20

0.70 Kg H20/H

MV -V- r - X1 -X2 -

Valores de

Em que:

Uma pessoa a desenvolver uma actividade de esforço médio liberta cerca de 0,25 kg/h de vapor de água.

Em que:

Page 15: Aquecimento de Piscinas

superfícies de piscinas cobertassuperficies calmaspiscinas particulares com pouco usopiscinas públicas com actividade normalpiscina de lazerpiscina de ondas

Área da superfície da PiscinaPressão de vapor de água saturado à temperatura da água (hPa) Quadro 1Pressão parcial de vapor de água à temperatura do ar (hPa) Quadro 2

Factor empírico - g/(hPa m2 h) - Quadro 3

Carga de humidade por ventilaçãoCaudal volúmico de ar novo (m3/h)Massa volúmica do ar = 1,2 kG/m3Humidade absoluta do ar exterior (gr/kg de ar seco)Humidade absoluta do ar interior (gr/kg de ar seco)

Valores de e

Page 16: Aquecimento de Piscinas

CÁLCULO DO AQUECIMENTO AMBIENTE:

1. PERDAS PELA ENVOLVENTE EXTERIOR

Q = Kt X A X (Ti-Ta)

Kt coeficiente de transmissão térmica do elemento da envolventeA área do elemento da envolvente medida pelo exteriorTi temperatura do ar no interior do edifícioTa temperatura do ar exterior ao elemento da envolvente

Kt = K X fc

K coeficiente de transmissão térmica dos elementos de construção em zona corrente fc factor de concentração de perdas

Envolvente Opaca Exterior:

Perdas pelas paredes: Orientação A (m2) K (W/m2ºC)

Perdas pelos Vidros: Orientação A (m2) K (W/m2ºC)72.00 4.0028.80 4.0028.80 4.0014.40 4.00

Perdas pelas coberturas: Orientação A (m2) K (W/m2ºC)

Perdas pelos pavimentos: Orientação A (m2) K (W/m2ºC)

20.00 0.50

POTÊNCIA DE PERDAS PELA ENVOLVENTE EXTERIOR:

Page 17: Aquecimento de Piscinas

2. PERDAS PELA ENVOLVENTE INTERIOR

Q = Kt X A X (Ti-Ta)

Kt coeficiente de transmissão térmica do elemento da envolventeA área do elemento da envolvente medida pelo exteriorTi temperatura do ar no interior do edifícioTa temperatura do ar exterior ao elemento da envolvente

Kt = 0,75 X K X fc

K coeficiente de transmissão térmica dos elementos de construção em zona corrente fc factor de concentração de perdas

Ta = Tatm + 0,25 X (Ti - Tatm)

Tatm (ºC) Ti (ºC) Ta (ºC)0 28 7

Envolvente Interior:

Perdas pelas paredes: Designação A (m2) K (W/m2ºC)

12.00 1.00

Perdas pelos Vidros: Designação A (m2) K (W/m2ºC)

9.60 4.0020.00 4.00

Perdas pelas coberturas: Designação A (m2) K (W/m2ºC)

20.00 0.50

Perdas pelos pavimentos: Designação A (m2) K (W/m2ºC)

POTÊNCIA DE PERDAS PELA ENVOLVENTE INTERIOR:

Page 18: Aquecimento de Piscinas

3. PERDAS DE CALOR RESULTANTES DA ENTRADA DE AR FRIO

Q = Mv X Cp X V X (Ti-Ta)

Mv massa volúmica do ar Cp calor específico do arV caudal de ar frio que entra no edifícioTi temperatura do ar no interior do edifícioTa temperatura do ar exterior ao elemento da envolvente

Kt = K X fc

K coeficiente de transmissão térmica dos elementos de construção em zona corrente fc factor de concentração de perdas

Envolvente Opaca Exterior:

Perdas pelas paredes: Mv X Cp V (m3/h)

0.34 240

4. POTÊNCIA NOMINAL DE AQUECIMENTO: QT (W)20429.7

Área Total 96 m2

Pot./m2 212.8 W/m2

Page 19: Aquecimento de Piscinas

W/m2ºCm2ºCºC

coeficiente de transmissão térmica dos elementos de construção em zona corrente W/m2ºC

fc ( - ) Ti (ºC) Ta(ºC) Q (W)0.000.000.000.00

fc ( - ) Ti (ºC) Ta(ºC) Q (W)1.00 28.00 0.00 8064.001.00 28.00 0.00 3225.601.00 28.00 0.00 3225.601.00 28.00 0.00 1612.80

fc ( - ) Ti (ºC) Ta(ºC) Q (W)0.000.000.000.00

fc ( - ) Ti (ºC) Ta(ºC) Q (W)

1.00 28.00 10.00 180.00

16308 W

Page 20: Aquecimento de Piscinas

W/m2ºCm2ºCºC

coeficiente de transmissão térmica dos elementos de construção em zona corrente W/m2ºC

fc ( - ) Ti (ºC) Ta(ºC) Q (W)0.00

0.75 28.00 7.00 189.000.000.00

fc ( - ) Ti (ºC) Ta(ºC) Q (W)0.00

0.75 28.00 20.00 230.400.75 28.00 7.00 1260.00

0.00

fc ( - ) Ti (ºC) Ta(ºC) Q (W)0.00

0.75 28.00 7.00 157.500.000.00

fc ( - ) Ti (ºC) Ta(ºC) Q (W)0.000.000.000.00

1836.9 W

Page 21: Aquecimento de Piscinas

kg/m3J/kgºCm3/hºCºC

coeficiente de transmissão térmica dos elementos de construção em zona corrente W/m2ºC

Ti (ºC) Ta(ºC) Q (W)0

28 0 2284.800

2284.8 W