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Title: Calentamiento de agua en una piscina de 𝟏𝟔𝟖 𝒎𝟑 utilizando colectores solares planos y una caldera con quemador a diesel para el complejo Sol Resort, ubicado en la parroquia Cunchibamba de la provincia de Tungurahua
Authors: Yánez, Yamandú
Montoya Ching, Cesar Augusto
Keywords: MECÁNICA AUTOMOTRIZ
COMBUSTIBLE
DIESEL
Issue Date: 19-Jul-2012
Publisher: Universidad Internacional SEK
Citation: CT- MAU M768c/2012
Abstract: El propósito del siguiente trabajo es realizar la mejora en los procesos de calentamiento del agua de la piscina en el Completo Recreacional “Sol Resort” ubicado en la parroquia Cunchibamba de la provincia de Tungurahua, específicamente en lo que se refiere en primera instancia a la reducción del costo para temperar la piscina y en segundo lugar atacar problemas de contaminación ambiental causados por combustibles mal combustionados así como también por la contaminación sonora que producen las calderas. Para lo cual se pretende efectuar un estudio sobre las energías alternativas renovables, específicamente para este caso la energía solar y sus aplicaciones, para de esta manera evaluar la factibilidad de construir un sistema que permita temperar una piscina en forma ecológica, y a un costo de implementación más bajo que otros sistemas existentes en el medio. Cabe destacar que el Complejo “Sol Resort”, ha venido trabajando con un costo muy alto por el concepto de mantenimiento de la piscina durante 8 años; por cuanto trimestralmente se gasta $1200 en el calentamiento de la piscina, lo que equivale a $400 mensuales, lo que implica un gasto histórico acumulado de $38.400 de combustible en los 8 años de operación. Posteriormente a la implementación del sistema de colectores solares, la recarga del diesel para uso en la caldera se pudo prolongar de tres meses a seis meses, lo que implica una optimización lograda de un 50% de ahorro en combustibles. Con el diseño propuesto se pretenderá concientizar el uso de energías renovables, e ir reduciendo la contaminación ambiental progresivamente. Se conoce de la realización de estudios similares de implementación de energía solar térmica para temperar piscinas, pero al analizar estos proyectos se pudo observar que no son muy eficientes, debido a que trabajan como un calentador de paso, como es el caso de los calentadores eléctricos que existen en el mercado, donde una bomba tiene que VII permanecer encendida todo el día que se recibe radiación solar y esto se refleja en el costo de uso de energía eléctrica. Por consiguiente utilizan un sistema de colectores solares que generan un ahorro de término medio en combustibles, pero con un alto consumo de energía eléctrica, lo que se refleja en aumentos de gastos por energía eléctrica. El diseño de éste proyecto se basa en un sistema de acumulación de energía solar doméstico, amplificado para la cantidad de agua de una piscina de 168 𝑚3, logrando de esta manera bajar el costo de energía eléctrica, a más de la del combustible utilizado por la caldera para temperar el agua de la piscina a la temperatura deseada de 30℃. El funcionamiento del sistema logrará que el agua acumulada en el tanque proveniente de la piscina llegue a una temperatura específica para éste caso será de 40℃, y cuando se alcance la temperatura deseada se encienda la bomba de agua haciendo circular el fluido desde la piscina hacia el tanque, generando un empuje de agua caliente acumulada en el tanque hacia la piscina. Para lo cual el sistema cuenta con una termocupla (termostato) que censa la temperatura interna del tanque la cual está calibrada para que encienda la bomba a 40℃, y se apague la bomba en 30℃, para así evitar que la bomba permanezca encendida todo el día, sino solamente cuando el sistema lo requiera. El motivo por el que se aplicó una disminución en el número de colectores solares, está dado por la necesidad de que no se requiere calentar la totalidad de la piscina de una sola vez, si no de aumentar la temperatura de la piscina gradualmente. Mediante pruebas realizadas se determinó que el agua de la piscina aumenta 2℃, en condiciones atmosféricas favorables con un día despejado y soleado, mientras que en un día parcialmente nublado aumenta solamente 1℃, de la misma forma en días totalmente nublados, el sistema no logra calentar el agua a la temperatura deseada, donde llega a oscilar entre 20℃ 𝑦 25℃. VIII Como justificación para la realización de éste proyecto tenemos el impulso del estado en su plan del buen vivir que promueve el uso de energías alternativas, y la necesidad del complejo “Sol Resort”, de reducir los costos de mantenimiento, esto también se ve reflejado en la comodidad de los clientes, debido a la reducción significativa de contaminación sonora y ambiental, que producen las calderas, a la vez que obtiene una piscina mejor climatizada y más agradable para sus clientes. El proyecto es totalmente factible debido a que se conoce que se han realizado proyectos de energías renovables alternativas aplicados en el calentamiento de piscinas. Además en la zona geográfica donde se encuentra ubicado el Complejo “Sol Resort”, se dispone de un clima favorable con cielos despejados y radiantes de sol, lo que permitirá conseguir la aplicación práctica del proyecto. Los objetivos planteados tanto a nivel general como específico se han cumplido, haciendo que el calentamiento de la piscina del Complejo Sol Resort sea más amigable con el medio ambiente, con ayuda del sistema de colectores solares y del tanque acumulador, logrando a la vez la reducción por consumo de combustibles y energía eléctrica, como también la mejora en el confort de los clientes del complejo al tener agua caliente constante y más limpia.
Description: The purpose of the following work is to perform the improvement in the heating processes of the pool water in the Completo Recreacional "Sol Resort" located in the Cunchibamba parish of Tungurahua province, specifically in what is refers in the first instance to the reduction of the cost to heat the pool and in second place to attack problems of environmental pollution caused by poorly combusted fuels as well as the noise pollution that they produce the boilers. For which it is intended to carry out a study on alternative renewable energies, specifically for this case, solar energy and its applications, in this way evaluate the feasibility of building a system that allows tempering a pool in ecologically, and at a lower implementation cost than other existing systems in the middle. It should be noted that the "Sol Resort" complex, has been working with a very high cost high for the concept of pool maintenance for 8 years; how much Quarterly, $ 1200 is spent on heating the pool, which equals $ 400 monthly, which implies a historical accumulated expense of $ 38,400 of fuel in 8 years of operation. After the implementation of the solar collector system, the recharge of the diesel for use in the boiler could be extended from three months to six months, which it implies an optimization achieved of 50% of fuel savings. With the design proposed to raise awareness of the use of renewable energies, and to reduce the environmental pollution progressively. It is known to conduct similar studies of implementation of solar energy thermal to heat pools, but when analyzing these projects it was observed that They are very efficient, because they work as a step heater, as is the case of the electric heaters that exist in the market, where a pump has to VII stay on all day that solar radiation is received and this is reflected in the cost of using electric power. Therefore they use a system of solar collectors that generate a saving of medium term in fuels, but with a high consumption of electrical energy, which it is reflected in increases in expenses for electric power. The design of this project is based on a solar energy accumulation system domestic, amplified for the amount of water in a pool of 168 𝑚3, achieving This way lower the cost of electric power, to more than the fuel used by the boiler to heat the water of the pool to the desired temperature of 30 ℃. The operation of the system will achieve that the water accumulated in the tank of the pool reaches a specific temperature for this case will be 40 ℃, and when When the desired temperature is reached, turn on the water pump by circulating the fluid from the pool to the tank, generating a push of hot water accumulated in the tank towards the pool. For which the system has a thermocouple (thermostat) that records the temperature internal of the tank which is calibrated to turn on the pump at 40 ℃, and turn off the pump in 30 ℃, to avoid that the pump remains on all day, but only when the system requires it. The reason why a decrease in the number of solar collectors was applied is given the need that it is not required to heat the entire pool of a only once, if not to increase the temperature of the pool gradually. Through tests, it was determined that the water in the pool increases 2 ℃, in favorable weather conditions with a clear and sunny day, while in a Partly cloudy day increases only 1 ℃, in the same way in days totally cloudy, the system fails to heat the water to the desired temperature, where it reaches oscillate between 20 ℃ 𝑦 25 ℃. VIII As a justification for the realization of this project we have the impulse of the state in his plan of good living that promotes the use of alternative energies, and the need of the "Sol Resort" complex, to reduce maintenance costs, this is also seen reflected in the comfort of customers, due to the significant reduction in sound and environmental contamination, which the boilers produce, while obtaining a Pool better heated and more pleasant for its customers. The project is totally feasible because it is known that they have been carried out alternative renewable energy projects applied in the heating of swimming pools. Furthermore, in the geographical area where the "Sol Resort" Complex is located, It has a favorable climate with clear skies and radiant sun, which will allow get the practical application of the project. The objectives set, both general and specific, have been met, making the heating of the Complejo Sol Resort pool more friendly with the environment
URI: http://repositorio.uisek.edu.ec/123456789/1030
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