GET – GESTÃO DE ENERGIA TÉRMICA Lda.
HÁ MAIS DE
ENGENHEIROS CONSULTORES
DESDE 1985
ESPECIALISTAS EM ENGENHARIA DE CLIMATIZAÇÃO
de:
Alfredo Costa Pereira e Raul Vasconcelos Bessa
DIMENSIONAMENTO DE UM LEITO DE PEDRA COMPACTADO
PARA AQUECIMENTO E ARREFECIMENTO AMBIENTAL
VOLUME DE PEDRA NECESSÁRIO:
Vpedra=
q
ρ .c.∆T
em que: q = carga térmica a armazenar ( W)
ρ = massa volúmica da pedra = 2130 kg/ m3
cpedra = calor específico da pedra = 750 J/kg.K
∆T = diferença de temperatura do ar à entrada e à saída do
leito de pedra, durante o período de armazenamento.
V pedra = volume de pedra necessário (m3)
CAUDAL DE AR NECESSÁRIO:
Energia calorífica a armazenar:
q = mar . car . ∆ T. θ ar ; em que θ ar = Tempo de carga
Var =
q.v
∆h
ou
ρ ar Var = mar =
q
∆h
em que: ρ ar = 1,293kg/m3
Var = m3/s ; mar = kg/s ; ∆ h ar = J/kg.K ;
θ ar = Tempo de carga ( segundos)
EXEMPLO:
Pretende-se dimensionar um leito de pedra para armazenar 1,055.109 J
durante 10 horas. A diferença de temperatura do ar à entrada e à saída
do leito de pedra é em média 33,3ºC (21,1ºC mínima, 54,4ºC máxima ).
A perda de carga máxima admissível é de 24,89 Pa. Supõe-se que só
cerca de 80% da energia armazenada é que pode ser utilizada.
Determinar:
1- o volume de pedra necessário
2- o caudal de ar necessário
3- a relação entre a energia térmica armazenada e a energia necessária
para operar o leito de pedra.
___________________________________________________________________________________________
HEAD OFFICE : Rua de Fernão Lopes nº 157 1º Esq. 4150-318 Lordelo do Ouro - PORTO - PORTUGAL
Telemóvel: 912 259 410.
Tel. Fixo: 351 2 2177235.
Fax. 351 2 26163938
e-mail
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de:
Alfredo Costa Pereira e Raul Vasconcelos Bessa
RESOLUÇÃO:
Massa volúmica da pedra ρ pedra =1361,7 kg/m3
Calor específico da pedra c pedra = 879 J/kg.K
car= 1000 J/kg.K
∆ T= 54,4 ºC – 21,1 ºC= 33,3 ºC
1,055 ×10 9
q
= 26,47m 3
Vpedra =
=
ρ .C.∆T 1361,7 × 879 × 33,3
Var =
1,055 × 10 9
= 0,88m 3 / s = 3168,2m 3 / h
3
10 × 33.3 × 3600 × 10horas
O caudal em volume de ar é portanto igual a cerca de 3168,2 m3/h
Energia calorífica a armazenar = q = mar . car . ∆T . θ ar (W)
Se a perda de carga máxima admissível é de 24,89 Pa, a razão entre o
calor armazenado e a energia necessária para operar o leito de pedra é
aproximadamente igual a 400 ÷ 1.
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