Enunciado_2

INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA ÁREA DEPARTAMENTAL DE ENGENHARIA MECÂNICA

TRABALHO PRÁTICO DE REDES DE FLUÍDOS Semestr e Verão Abril 2013

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ENUNCIADO: SISTEMA DE AQUECIMENTO DE PISCINAS COM A POIO DE ENERGIA SOLAR

Num centro de piscinas pretende-se instalar um sistema de aquecimento a gás combustível, apoiado por uma bateria de painéis solares térmicos para fornecer energia térmica para os sistemas de aquecimento das piscinas, através de permutadores de calor e bombas de circulação de água quente. A central térmica tem caldeiras de água quente, para aquecimento complementar à energia térmica solar, e reforço em situação de arranque e dias excepcionalmente frios. Os circuitos de água quente primários com as caldeiras, reservatórios e bombas de circulação estão localizadas numa central térmica, e os permutadores, filtros e bombas de circulação estão numa cave junto às piscinas. Na cave junto às piscinas, e para cada uma, existe um circuito secundário de recirculação de água da piscina, com bombas de circulação, dois filtros (um de reserva ao outro), uma unidade de cloro e um permutador, provido de válvulas de controlo termostático de aquecimento de modo a garantir as temperaturas requeridas. O sistema de painéis solares térmicos consiste essencialmente numa bateria de painéis solares, colocados no tecto do edifício. A energia térmica captada pela água de circulação nos painéis é utilizada sequencialmente para pré-aquecer, através de reservatórios com permutador auxiliar de aquecimento, a água para os balneários (AQS) e a água que retorna da cave das piscinas, antes de entrar nas caldeiras de água quente. A Instalação de gás combustível é alimentada através da rede de distribuição de GN (ou reservatórios de GPL) à portaria do complexo de piscinas, com a pressão indicada. Pretende-se dimensionar os sistemas de bombagem para os circuitos de água quente dos painéis solares, das AQS, do aquecimento de cada piscina, da recirculação de cada piscina, e ainda os circuitos de alimentação de gás combustível para as caldeiras de água quente. Devem ser considerados os equipamentos, instrumentos, e acessórios de tubagem necessários para uma adequada implantação, incluindo todos os equipamentos de manobra e segurança, suportagem, etc. A área requerida de painéis solares é indicada no enunciado e o número necessário de painéis solares deve ser associado em combinações de série paralelo de modo a obter uma pressão no circuito dentro dos limites aceites pelo fabricante. Para tal deve recorrer-se às indicações de catálogo do fabricante. Por exemplo, um painel típico de 2x1m com caudal 80 l/h tem perda de carga 20 mmca, a 160 l/h tem 80 mmca, e a 400 l/h tem 500 mmca. O afastamento das filas de painéis deve ser o recomendado pelos fornecedores. O desenho da instalação é fornecido num software de CAD freeware, mas pode ser utilizado outro software compatível. Para verificação da escala do desenho, considerar a modulação do edifício de 5x5 m. Os equipamentos estão desenhados apenas a título indicativo e não estão representados à escala. A planta de arquitectura também é a título indicativo, e não foi verificada em relação à legislação específica.



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IMPLANTAÇÃO TÍPICA DO COMPLEXO DE PISCINAS (A implantação é fornecida em ficheiro editável e é diferente para cada turma)

GINÁSIO

PISCINA 1

Contador Gás

Rec

epçã

o

Cen

tral

Ves

tiário

s

Hal

l

PISCINA 2

PISCINA 3

Cave

Cal

eira

de

tubo

s



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Circuito de Bombagem 3 (AQS)

Permutadores das Piscinas HP 1,2,3 (um circuito por cada piscina)

Esquema típico de Processo da Instalação de aquecim ento

Caldeiras Aquecimento Piscinas (2)

Abastecimento de Gás Combustível

Bateria de Painéis Solares

AQS

TANQUE AQP

Balneários H Balneários S

Circuito de Bombagem 1 (Bateria de painéis solares Permutador AQS) Circuito de Bombagem 2 (Bateria de painéis solares Permutador AQ aquecimento das piscinas)

Circuito de Bombagem 4 (Sistema de Aquecimento Principal)

Circuito de Bombagem de Aquecimento 5,6 e 7 (Piscinas 1,2,3)

Permutador AQS

Permutador AQ Piscinas

Abastecimento de Gás Combustível

Caldeiras AQS (2)

Água fria



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Esquema típico de recirculação de cada piscina

Permutadores das Piscinas HP 1,2,3

Bombas das Piscinas PP 1,2,3 +R

Z=0

Z= - 2.5m

Piscina transbordante

Tanque de Compensação das Piscinas TC 1,2,3

Filtros das Piscinas FP 1,2,3 +R

Circuitos de Bombagem 8, 9 e 10 de Filtração (Pisci nas 1,2,3)

Z= - 0,5m



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Nota:

O trabalho para grupos de um ou dois alunos incluirá um circuito de bombagem de água para aquecimento ou filtração das piscinas, e uma rede de

gás combustível, com dados específicos a ser entregues pelo professor, numa folha de dados em duplicado.

O trabalho para grupos de três alunos incluirá um circuito de bombagem de água para as baterias de painéis solares

Uma folha de dados será devolvida rubricada pelos alunos e reservada pelo professor

Conteúdo do trabalho:

1. Índice, Enunciado e dados;

Deve incluir fotocópia da folha de dados distribuída ao grupo, índice numerado

2. Diagrama de Tubagem e de Instrumentação

Deve utilizar a simbologia fornecida no desenho de simbologia ou equivalente

3. Cálculos de caudais e pressões, cálculos de diâm etros e de espessuras e especificações de materiais de tubagem;

Devidamente justificados, com a origem das fórmulas de cálculo, ábacos, normas e regulamentos, etc.

4. Implantação das tubagens, a escala adequada, esq uemas isométricos e suportes das linhas e lista de materiais da instalação;

Desenhos em planta e esquemas isométricos que permitam visualizarem as linhas projectadas e equipamentos ligados

5. Selecção de bombas, permutadores, válvulas e ace ssórios, instrumentos de controlo;

Suportadas em cópias de catálogo, apenas das folhas de interesse e devidamente sublinhadas, com a justificação da selecção

6. Documentação de suporte e resumo.

Deverá ser entregue uma cópia do Relatório em papel para discussão e um CD com o relatório em pdf, marcado no CD a tinta indelével para arquivo



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FOLHA DE DADOS (devolver duplicado rubricado pelos elementos do grupo) 1º Circuito de Bombagem:

rede circuito

tipo De Para m3/h caudal

m3 Tanque

Temp ºC

Temp Fria ºC Equipamentos a seleccionar

AQP2 5 Tanque AQP Permutador HP1 18 4 55 45 Bombas Permutador HP1 2º Circuito de Bombagem Bateria de Painéis Solares (grupo de 3 alunos)

rede circuito

tipo De Para m2 Paineis

m3 Tanque

m3/h caudal

Delta ºC Equipamentos a seleccionar

PS2 1 Paineis PermutadoresAQS 160 3 16 12 Bombas Permutadores Rede de Gás Combustível:

rede circuito

tipo De Para Potência kW

Pressão entrada

Pressão consumo Equipamentos a seleccionar

GC2 GN Contador GN Caldeiras AQP 3000 4barg 0,4barg Contador Constituintes do Grupo: Aluno nº Nome Rubrica email Telefone

36989 Ana Figueira

37035 Daniel Santos

37010 Daniel Fonseca

Data / / .

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