aproveitamento solar térmico em piscinas, um estudo experimental e numérico – 1.ª Parte
Resumo
Regiões de climas temperados, como o caso do Sul da Europa, onde a radiação solar ronda os 6300 MJ/(ano m^2) e a temperatura do ar está compreendida entre os 0 e 40 ºC, são zonas bastante favoráveis ao uso da energia solar para o aquecimento de piscinas.
Neste artigo descreve-se algum do trabalho efectuado, no Sul de Portugal, em termos experimentais, modelação, e simulação em Trnsys, de forma a sacar partido do aproveitamento solar em piscinas, pelas componentes tecnológicas passiva e activa. São também apresentados os resultados mais relevantes obtidos experimentalmente e dos estudos de simulação, bem como os de validação dos modelos de cálculo desenvolvidos. Em piscinas de características privadas, regime livre do ar e água, verificou-se que as temporadas de uso podem oscilar aproximadamente entre os 3 e os 7 meses do ano, com temperaturas na água maiores ou iguais a 24 ºC, somente com o uso de combinação de coberturas amovíveis (flutuante e/ou sobrelevada). Em piscinas de características públicas, também com uso de combinação de coberturas amovíveis e com uso de captadores solares, verificou-se que os consumos térmicos convencionais podem situar-se entre os 4 e 48% da utilização global.
Palavras-chave: Piscinas; Aquecimento Solar; Experimentação; Simulação Trnsys; cálculo energético
1.Introdução
Já no tempo dos romanos as piscinas desempenhavam um papel importante na sociedade. Pois estes apreciavam muito o lazer, o convívio, e a higiene pessoal, e era neste género de estabelecimentos, que alguma da classe social vinha exercer estas práticas. Naquele tempo, para o caso das piscinas interiores, usava-se para aquecimento, do ar e da água, um sistema de caixas-de-ar quente em conjunto com uma fornalha subterrânea, onde se queimava lenha para o aquecimento do ar, que por sua vez era distribuído pelas paredes e pavimentos (Anunciada, 2007).
Actualmente as piscinas continuam a ter uma grande importância na sociedade, onde as suas aplicações são as mais variadas: convívio, ensino, desporto e até fins terapêuticos. Para garantir as condições de utilização, quer em piscinas exteriores, durante largos períodos de tempo, como em piscinas interiores durante todo ano, normalmente são utilizadas grandes quantidades de energias convencionais. A redução destas parcelas energéticas tem sido assunto de interesse pela comunidade científica ao longo das décadas passadas. Estudos experimentais, numéricos, e modelos de cálculo, foram desenvolvidos, de forma a compreender o comportamento térmico/
Recentemente, foi demonstrado experimentalmente, que em regiões de climas Mediterrânicos, é possível a partir do uso de uma cobertura sobrelevada translúcida e outra flutuante, alcançar temperaturas na água na ordem dos 24ºC durante o período frio do ano.
energético, destes estabelecimentos, quando sujeitos a várias acções de melhoria energética; dentro das quais se destacam a aplicação das tecnologias solares passivas e activas.
As coberturas flutuantes, como medida simples passiva, foram estudadas experimentalmente, em relação à sua habilidade em manter o armazenamento de calor na própria água, e consequentemente manter as condições de conforto na água sobre longos períodos de tempo em piscinas exteriores (Czarnecki, 1963; Francey et al., 1980). Estudos ópticos detalhados destes elementos, foram desenvolvidos de forma a quantificar as suas propriedades, em materiais como o PVC e polietileno (Francey e Golding 1981).
Instalações de piscinas, com uso de captadores solares, foram estudadas experimentalmente, em termos de desempenho térmico/energético, mostrando assim a importância destes equipamentos para a forte redução das parcelas convencionais (Molineaux et al., 1994a,b; Croy e Peuser, 1994; Zorraquino et al., 1994; Winter, 1994).
Modelos de cálculo e análises energéticas têm sido desenvolvidos de forma avaliar o comportamento térmico/energético nas piscinas e de experimentar várias soluções de poupança (Govaer e Zarmi, 1981; Szeicz e Mcmonagle, 1983; Mitja et al., 1986; Heahne e Kübler, 1994; Almanza e Lara, 1994; Viti, 1996).
No entanto, recentemente, foi demonstrado experimentalmente, que em regiões de climas Mediterrânicos, é possível a partir do uso de uma cobertura sobrelevada translúcida e outra flutuante, alcançar temperaturas na água na ordem dos 24 ºC durante o período frio do ano (Anunciada et al, 2006).
Este trabalho, com base na estrutura experimental do trabalho anterior (Anunciada et al, 2006), e no seguimento das medições reais, tem como objectivo o de contribuir para os estudos térmicos/energéticos de piscinas, com ferramentas validadas experimentalmente, sacando partido do aproveitamento solar térmico, utilizando uma combinação de sistemas passivos por coberturas amovíveis flutuantes e sobrelevadas, com sistemas activos. Para isso se utilizou a metodologia de trabalho seguinte.
34 dossier sobre
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António José da Anunciada Santos Eng.º Mecânico Térmico Formador na Academia Rolear
