SUMARIO ANEXOS 1 C ANEXO. ESTUDIO DE MEDIDAS 3

SUMARIO ANEXOS

SUMARIO ANEXOS 1

C ANEXO. ESTUDIO DE MEDIDAS 3

C.4 Medida 3. Nuevas temperaturas en las piletas 3

C.4.1 Datos de partida 3

C.4.2 Pérdidas y ganancias de calor 6

C.4.3 Ahorro de agua 12

C.4.4 Dimensionado de todo el complejo termal 16

C.5 Medida 3. Nuevas temperaturas en las piletas en invierno 19

C.5.1 Datos de partida 19

C.5.2 Pérdidas y ganancias de calor 22

C.5.3 Ahorro de agua 28

C.5.4 Dimensionado de todo el complejo termal 32

C.5.5 Coste económico 33

C.5.6 Impacto ambiental 33

C.6 Medida 4. Uso de manta térmica 35

C.6.1 Datos de partida 35

C.6.2 Pérdidas y ganancias de calor 37

C.6.3 Ahorro de agua 44

C.6.4 Dimensionado de todo el complejo termal 48

C.7 Medida 4. Uso de manta térmica en invierno 49

C.7.1 Datos de partida 49

C.7.2 Pérdidas y ganancias de calor 51

C.7.3 Ahorro de agua 57

C.7.4 Dimensionado de todo el complejo termal 61

C.7.5 Coste económico 62

C.7.6 Impacto ambiental 63

C.8 Medida 5. Reducción del viento horizontal superficial 65

C.8.1 Datos de partida 65

C.8.2 Pérdidas y ganancias de calor 68

C.8.3 Ahorro de agua 74

C.8.4 Dimensionado de todo el complejo termal 78

C.9 Medida 5. Reducción del viento horizontal superficial en invierno 81

C.9.1 Datos de partida 81

C.9.2 Pérdidas y ganancias de calor 84

C.9.3 Ahorro de agua 90

C.9.4 Dimensionado de todo el complejo termal 94

C.9.5 Coste económico 95

C

ANEXO. ESTUDIO DE MEDIDAS

C.4 Medida 3. Nuevas temperaturas en las piletas C.4.1 Datos de partida

C.4.1.1 Datos Termas del Daymán

Como se tienen definidas las condiciones de Ta y HR% se podrá determinar la humedad absoluta a la temperatura del aire ambiente Xa mediante el diagrama psicrométrico, y darán los siguientes valores:

Datos Termas del Daymán

Temperatura ambiente diurna Tad 16,10 ºC 289,25 K

Temperatura ambiente nocturna Tan 10,42 ºC 283,57 K

Humedad Relativa HR% 75,65 %

Velocidad del aire v 10,93 km/h 3,04 m/s

Calor latente de vaporización del agua hfg 626,94 W·h/kg

Temperatura de entrada del agua termal en pileta Ti 45,00 ºC 318,15 K

Densidad del agua ρag 999,20 kg/m3

Calor específica del agua Cp 4,19 KJ/kg·K

Radiación Solar Global ¡Error! No se

encuentra el origen de la referencia. H 112,50 W/m2

Humedad absoluta a la T aire ambiente diurna Xa día 0,0089 kg vapor/kg aire seco Humedad absoluta a la T aire ambiente nocturna Xa noche 0,0059 kg vapor/kg aire seco

Para encontrar la temperatura ambiente diurna (Tad) y la temperatura ambiente nocturna (Tan) se utilizaran las siguientes fórmulas:

Tad =Tmedia+0,27⋅

(

)

Tan =Tmedia−0,27⋅

(

)

Tmedia Temperatura media 13,26 ºC

Tm Temperatura media mínima 7,92 ºC

C.4.1.2 Datos de las piletas

El estudio de las temperaturas de las piletas es muy importante. Variaciones de pocos grados comportan grandes ahorros o pérdidas térmicas. Para ello se ha decidido dimensionar

nuevamente las temperaturas de las piletas sin que pierdan sus cualidades termales.

Para la adjudicación de nuevas temperaturas se toma como referencia un estudio del Geo-Heat Center del Instituto Tecnológico de Oregón [19]. En dicho estudio se afirmar temperaturas por encima de los 43 ºC son perjudiciales para el cuerpo humano y estipula rangos de temperaturas en función de las distintas finalidades que tengan las piletas:

Rango de Temperaturas en ºC

Pileta Recreativa Tipo 1 24 - 29 Pileta Terapéutica Tipo 2 29 - 35 Pileta SPA Tipo 3 36 - 40

En el caso de las Termas del Daymán se pueden encontrar los tres tipos de piletas. En este caso se diseña una nueva distribución de temperaturas y se mantendrá la disminución de temperaturas para la noche para no sobredimensionar el modelo. Se eligen las temperaturas máximas dentro los intervalos a no ser que sean mayores que las temperaturas reales de las piletas, así se mantiene las temperatura de la pileta más caliente que es la que da más prestigio al balneario a nivel de mercadotecnia.

Con las nuevas temperaturas en cada piscina y la HR% se podrá determinar la a humedad absoluta en saturación a la temperatura del agua de cada piscina Xs mediante el diagrama psicrométrico, y darán los siguientes valores

Datos de las piletas P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 T diurna ºC 40,00 29,00 35,00 38,00 35,00 35,00 35,00 29,00 29,00 T diurna K 313,15 302,15 308,15 311,15 308,15 308,15 308,15 302,15 302,15 T nocturna ºC 38,00 27,00 33,00 36,00 33,00 33,00 33,00 27,00 27,00 T nocturna K 311,15 300,15 306,15 309,15 306,15 306,15 306,15 300,15 300,15 Profundidad 1,40 0,60 1,50 1,15 1,50 1,40 1,40 1,60 0,60 Volumen (v) 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 405,00 36,00 Lámina de agua (S) 45,59 146,35 94,83 92,17 227,33 181,84 145,00 253,13 60,00 Sup. solera y paredes (Ssp) 42,70 33,90 56,55 43,35 109,28 86,03 73,15 88,44 16,97 Xs día 0,0485 0,0259 0,0365 0,0433 0,0365 0,0365 0,0365 0,0259 0,0259 Xs noche 0,0433 0,0228 0,0322 0,0382 0,0322 0,0322 0,0322 0,0228 0,0228 C.4.1.3 Ocupación

El horario del balneario es de las 7 de la mañana a las 23 de la noche. El complejo llega a

albergar a 5.000 personas en su día de máxima ocupación, alcanzando una ocupación en pileta de 3.000 personas en su horario de máxima afluencia [9]:

Ocupación máxima existente (Ne) 3.000 personas 60% Ocupación más espectadores 4.000 personas 80%

Ocupación total 5.000 personas 100%

Con el índice de ocupación (IO), extraído de los registros del complejo, se puede distribuir la ocupación en los siguientes 7 períodos aplicando la fórmula:

Stotal Ne S IO N= ⋅ ⋅ (Ec. C.3) Donde: IO Índice de Ocupación S Lámina de agua m3

Ocupación IO P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total H 0,20 N1 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 4 0,50 N2 54,88 176,15 114,13 110,94 273,62 218,87 174,52 304,67 72,22 1.500 4 1,00 N3 109,75 352,30 228,27 221,88 547,24 437,74 349,05 609,33 144,43 3.000 2 0,75 N4 82,31 264,22 171,20 166,41 410,43 328,30 261,79 457,00 108,33 2.250 2 0,50 N5 54,88 176,15 114,13 110,94 273,62 218,87 174,52 304,67 72,22 1.500 2 0,20 N6 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 2 0,00 N7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 8

Siendo N7 el horario nocturno durante el cual el que el balneario permanece cerrado al público.

C.4.2 Pérdidas y ganancias de calor

Para conocer la demanda de agua del complejo termal es necesario conocer cuales son sus pérdidas totales de calor (Qt). Para ello se usará la siguiente expresión:

Qt = Qe + Qr - Qs +Qc+Qk kW (Ec. C.4)

Donde:

Qe Pérdidas por evaporación kW Qr Pérdidas por radiación kW Qs Ganancia por radiación solar kW Qc Pérdidas por convección kW Qk Pérdidas por conducción kW

C.4.2.1 Pérdidas de calor por evaporación

La pérdida de calor debida a la evaporación del agua se puede encontrar mediante la expresión:

Qe = hfg⋅Me

1000 (kW) (Ec. C.5)

Donde:

Me Caudal horario evaporado kg/h

El caudal horario evaporado (Me) se determina mediante la expresión:

Me = 9⋅

(

)

1,2)⋅S+0,42⋅N+0,08⋅n (kg/h) (Ec. C.6)

Donde:

Xs Humedad absoluta en saturación a la Tª del agua de la piscina kg vapor/kg aire seco Xa Humedad absoluta a la temperatura del aire ambiente kg vapor/kg aire seco v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

S Superficie del agua m2

N Número de bañistas considerados por hora bañistas

n Número de espectadores. Se define n = 0 ya estos solo tienen una repercusión en piletas cerrados, en el caso de piletas al aire libre estos no influyen en la evaporación.

Se define n=0 ya que no existen espectadores.

Ahora ya se puede calcular el caudal horario evaporado en función de los distintos periodos de ocupación:

Caudal horario evaporado

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Me1 66,57 108,62 102,31 119,36 245,27 196,19 156,44 187,87 44,53 1.227,17 Me2 80,40 153,01 131,07 147,31 314,22 251,35 200,42 264,65 62,73 1.605,17 Me3 103,45 226,99 179,01 193,91 429,15 343,27 273,72 392,61 93,06 2.235,17 Me4 91,92 190,00 155,04 170,61 371,69 297,31 237,07 328,63 77,90 1.920,17 Me5 77,21 152,55 127,16 141,17 304,84 243,84 194,43 263,84 62,54 1.567,57 Me6 63,38 108,16 98,39 113,21 235,88 188,68 150,45 187,07 44,34 1.189,57 Me7 54,16 78,56 79,22 94,57 189,92 151,91 121,13 135,88 32,21 937,57 Con el caudal horario se pueden calcular las pérdidas de calor por evaporación:

Pérdidas por Evaporación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qe1 41,74 68,10 64,14 74,83 153,77 123,00 98,08 117,78 27,92 769,37 Qe2 50,41 95,93 82,17 92,36 197,00 157,58 125,65 165,92 39,33 1.006,35 Qe3 64,86 142,31 112,23 121,57 269,05 215,21 171,61 246,14 58,34 1.401,33 Qe4 57,63 119,12 97,20 106,96 233,03 186,40 148,63 206,03 48,84 1.203,84 Qe5 48,41 95,64 79,72 88,50 191,12 152,87 121,90 165,41 39,21 982,78 Qe6 39,74 67,81 61,69 70,98 147,89 118,29 94,33 117,28 27,80 745,80 Qe7 33,96 49,26 49,67 59,29 119,07 95,24 75,94 85,19 20,19 587,81

C.4.2.2 Pérdidas de calor por radiación

Para calcular esta pérdida se puede aplicar la ecuación de Stefan-Boltzmann:

1000 S Qr 4 4 −Τ ) Τ ( ⋅ ⋅ ⋅ = ε σ ag s (kW) (Ec. C.7) Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

ε Emisividad del agua 0,96

σ Constante de Stefan-Boltzmann 5,67E-08 W/m2·K4 Tag Temperatura del agua K

Ts Temperatura de la superficie K

Las pérdidas con las paredes y suelo de la pileta pueden considerarse menospreciables. Así se calcula únicamente la radiación con la superficie de la pileta. Para calcular la Ts se puede aplicar la fórmula de Smith et al ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

4 1 250 273,15) -(Tag 0,8 Tag Ts       + ⋅ = (K) (Ec. C.8) Donde:

Temperatura de la superficie

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

Ts día 286,31 282,97 284,81 285,71 284,81 284,81 284,81 282,97 282,97 Ts noche 280,11 276,81 278,62 279,52 278,62 278,62 278,62 276,81 276,81

Estas pérdidas dependen únicamente de la temperatura de la pileta del día y de la noche:

Pérdidas por radiación

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qr día 7,19 15,32 12,58 13,59 30,16 24,12 19,23 26,50 6,28 154,97 Qr noche 7,98 17,88 14,24 15,20 34,13 27,30 21,77 30,93 7,33 176,77 C.4.2.3 Ganancia de calor por radiación solar

La fórmula que se usará es la siguiente ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

1000 S

Qs= ⋅α⋅Η (kW) (Ec. C.9)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

α Coeficiente de absorción 0,85

H Radiación Solar Global W/m2

Ganancia por radiación solar

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qs 4,36 13,99 9,07 8,81 21,74 17,39 13,87 24,21 5,74 119,17

C.4.2.4 Pérdidas de calor por convección Para este calcula se usará la siguiente ecuación:

1000 Ta) -(Tag hc S Qc= ⋅ ⋅ (kW) (Ec. C.10)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

hc Coeficiente de transferencia de calor por convección W/m2·K

Tag Temperatura del agua K

Ta Temperatura ambiente K

Para calcular la hc se puede utilizar la siguiente expresión:

hc = 2,8 + 3,0⋅v (W/m2·K) (Ec. C.11)

Donde:

v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

Pérdidas por convección

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qc día 12,97 22,48 21,34 24,04 51,16 40,92 32,63 38,88 9,22 253,65 Qc noche 14,97 28,89 25,49 28,07 61,11 48,88 38,98 49,96 11,84 308,18

C.4.2.5 Pérdidas de calor por conducción

Para determinar las pérdidas de calor del vaso se utilizará la siguiente expresión:

Qk = Ssp ⋅Ksp ⋅(Tag - Tadn)

1000 (kW) (Ec. C.12)

Donde:

Ksp Coeficiente de transmisión de calor de la solera (1,05) y las paredes (0,35) W/m2·K

Ssp Superficie de la solera y paredes m2

Tag Temperatura del agua K

Tadn Temperatura ambiente día y noche K

Pérdidas por conducción

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qk día 1,50 2,14 2,26 2,45 5,23 4,18 3,36 3,83 0,89 25,84 Qk noche 1,73 2,74 2,69 2,86 6,25 4,99 4,02 4,92 1,14 31,36

C.4.2.6 Pérdidas totales de calor

Aplicando la ecuación B4 se obtienen las pérdidas totales de calor:

Pérdidas Totales kW P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qt1 59,04 94,04 91,25 106,10 218,58 174,84 139,44 162,79 38,57 1.084,65 Qt2 67,71 121,87 109,28 123,62 261,81 209,42 167,02 210,92 49,98 1.321,63 Qt3 82,16 168,25 139,34 152,84 333,86 267,05 212,97 291,14 68,99 1.716,61 Qt4 74,94 145,06 124,31 138,23 297,84 238,23 189,99 251,03 59,49 1.519,12 Qt5 73,09 145,15 122,14 134,64 292,61 234,05 186,66 251,22 59,53 1.499,09 Qt6 64,42 117,32 104,11 117,11 249,38 199,47 159,09 203,09 48,12 1.262,11 Qt7 58,64 98,77 92,09 105,43 220,56 176,41 140,71 171,00 40,51 1.104,12

C.4.2.7 Energía perdida total

Para hacer el cálculo de la energía perdida total se tienen que multiplicar los anteriores cálculos referentes a la potencia por las horas que duran los índices de ocupación, de esta manera se conoce la energía pérdida durante los periodos de ocupación:

Energía Perdida Total kWh

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Et1 236,16 376,16 365,00 424,39 874,34 699,34 557,77 651,14 154,27 4.338,59 Et2 270,84 487,48 437,13 494,50 1.047,26 837,66 668,06 843,68 199,91 5.286,53 Et3 164,32 336,51 278,67 305,68 667,73 534,09 425,94 582,29 137,99 3.433,21 Et4 149,87 290,12 248,62 276,46 595,68 476,46 379,99 502,06 118,97 3.038,24 Et5 146,19 290,30 244,28 269,28 585,22 468,09 373,32 502,45 119,05 2.998,18 Et6 128,85 234,64 208,22 234,22 498,76 398,93 318,18 406,18 96,23 2.524,21 Et7 469,15 790,14 736,71 843,41 1.764,48 1.411,31 1.125,66 1.367,99 324,08 8.832,93 Si se analiza ahora las pérdidas energéticas según su tipo se puede ver fácilmente que las pérdidas debidas a la evaporación son las más importantes:

Energía Perdida Total según tipo kWh P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Ee 1.061,49 1.899,92 1.684,27 1.919,10 4.037,79 3.229,81 2.575,42 3.286,08 778,92 20.472,79 Er 182,07 398,41 321,79 345,55 771,46 617,08 492,06 689,09 163,34 3.980,86 Es -52,32 -167,94 -108,81 -105,77 -260,87 -208,66 -166,39 -290,46 -68,85 -1.430,07 Ec 335,33 616,40 561,97 625,26 1.347,23 1.077,65 859,31 1.066,11 252,71 6.741,96 Ek 38,81 58,56 59,41 63,79 137,85 110,03 88,53 104,97 24,39 686,33 C.4.3 Ahorro de agua

C.4.3.1 Demanda de agua durante el régimen permanente

Para conocer la demanda se buscará el volumen de agua necesario para mantener la temperatura y cubrir las pérdidas de calor. Así, se produce un intercambio de temperatura entre dos fluidos, el agua de la pileta y el agua proveniente del pozo infrabasáltico, un fenómeno de conducción térmica que responde a la siguiente ecuación:

Et ⋅ 3600=Vag ⋅

ρ

Donde:

Et Energía perdida total o Necesidad energética total kWh

Vag Volumen del agua de entrada m3

ρag Densidad del agua kg/m3

Cp Calor específica del agua kJ/kg·K

S Superficie laminar de la pileta m2

Ti Temperatura de entrada a la pileta K

Tag Temperatura del agua de la pileta K

Demanda de agua P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total V1 40,61 20,22 31,39 52,13 75,18 60,13 47,96 34,99 8,29 370,91 V2 46,58 26,20 37,59 60,74 90,05 72,03 57,45 45,34 10,74 446,72 V3 28,26 18,08 23,96 37,55 57,42 45,93 36,63 31,29 7,42 286,53 V4 25,77 15,59 21,38 33,96 51,22 40,97 32,67 26,98 6,39 254,95 V5 17,96 13,87 17,50 25,73 41,93 33,54 26,75 24,00 5,69 206,97 V6 15,83 11,21 14,92 22,38 35,74 28,59 22,80 19,40 4,60 175,46 V7 57,63 37,75 52,79 80,58 126,44 101,13 80,66 65,35 15,48 617,80

Dividiendo por las horas que dura cada período de ocupación se obtienen los caudales de entrada necesarios para mantener la temperatura (m3/h):

Caudal de agua necesario

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total C1 10,15 5,05 7,85 13,03 18,80 15,03 11,99 8,75 2,07 92,73 C2 11,64 6,55 9,40 15,19 22,51 18,01 14,36 11,34 2,69 111,68 C3 14,13 9,04 11,98 18,77 28,71 22,96 18,31 15,65 3,71 143,27 C4 12,89 7,80 10,69 16,98 25,61 20,48 16,34 13,49 3,20 127,47 C5 8,98 6,93 8,75 12,86 20,97 16,77 13,38 12,00 2,84 103,49 C6 7,91 5,60 7,46 11,19 17,87 14,29 11,40 9,70 2,30 87,73 C7 7,20 4,72 6,60 10,07 15,80 12,64 10,08 8,17 1,94 77,23

C.4.3.2 Demanda de agua durante el régimen transitorio

Las piletas no siguen un mismo ciclo sino que en función de su temperatura y uso hay tres ciclos diferentes ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada día: 3 y 4

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada de tres días: 1, 2, 5, 6, 7 y 8

• La pileta 9 también tienen un ciclo de tres días pero debido a su gran tamaño al día siguiente del vaciado completo permanece cerrada.

Por otro lado hay distintos mantenimientos de las piletas ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

• Rellenado parcial. El vaciado es parcial puesto que sólo se realiza un tratamiento de cloro por disolución. Así, el mantenimiento de piletas 1 y 2 es un vaciado del 50% de su volumen, y para las piletas 5, 6, 7, 8 y 9 será del 33%.

• Rellenado completo pileta 8. Debido a su gran tamaño el vaciado y llenado se realiza durante la tarde y la noche, pudiéndose establecer un 50% del volumen en cada período.

• Rellenado por pérdida de temperatura. Se ajusta al valor V7 calculado.

Así, cuando V7 es mayor que el rellenado parcial se elige para el período nocturno.

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

V rellenado completo 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 202,50 36,00 V rellenado parcial 31,92 43,91 - - 113,67 84,86 67,67 135,00 12,00 V7 57,63 37,75 52,79 80,58 126,44 101,13 80,66 65,35 15,48

El ciclo de rellenado durará tres días y su optimización se describe a continuación:

Ciclo de rellenado óptimo

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Día 1 63,83 87,81 142,24 106,00 126,44 254,58 80,66 135,00 15,48 1.012,04 Día 2 57,63 43,91 142,24 106,00 126,44 101,13 203,00 202,50 36,00 1.018,84 Día 3 57,63 43,91 142,24 106,00 341,00 101,13 80,66 135,00 15,48 1.023,05

Se identifica el día 3 como día crítico, así el nuevo caudal del régimen transitorio en función de los periodos de ocupación es:

Caudal Ajustado de agua m3/h

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Volumen C1 10,15 5,05 7,85 13,03 18,80 15,03 11,99 8,75 2,07 92,73 370,91 C2 11,64 6,55 9,40 15,19 22,51 18,01 14,36 11,34 2,69 111,68 446,72 C3 14,13 9,04 11,98 18,77 28,71 22,96 18,31 15,65 3,71 143,27 286,53 C4 12,89 7,80 10,69 16,98 25,61 20,48 16,34 13,49 3,20 127,47 254,95 C5 8,98 6,93 8,75 12,86 20,97 16,77 13,38 12,00 2,84 103,49 206,97 C6 7,91 5,60 7,46 11,19 17,87 14,29 11,40 9,70 2,30 87,73 175,46 C7 7,20 5,49 17,78 13,25 42,63 12,64 10,08 16,88 1,94 127,88 1.023,05

Estos caudales nos permiten encontrar la temperatura de salida del agua del balneario, haciendo la media del volumen subministrado en cada pileta y su temperatura:

VTotal Tag Vag

Tsal=

∑

Donde:

Vag Volumen del agua de entrada m3

Tag Temperatura del agua de la pileta K VTotal Volumen total del agua de entrada m3

Tsal 306,78 K 33,63 ºC

Por otro lado, al tratarse de agua termal esta renovación debe responder tanto al mantenimiento de la temperatura como a medidas sanitarias. Así con lo que este mismo mantenimiento de la temperatura asegura una renovación mínima sanitariamente correcta pues esta es mayor al 5% del volumen [14], llegándose a realizar más de una renovación total de cada pileta al día.

Renovación de piscinas por mantenimiento de la temperatura día más crítico

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

3,64 1,70 2,03 3,19 2,03 1,50 1,50 0,78 1,63

C.4.3.3 Demanda de los servicios de las Termas del Daymán

En el complejo también se encuentra un consumo de agua debido al riego del césped. Éste tiene un consumo de 30 m3/día, dura 14 horas y se riega por sectores. En el comedor, en cambio, funciona casi exclusivamente en temporada alta y recibe un caudal de 10 m3/día concentrado en N2 [10]. Los demás usos se encuentran en la siguiente tabla:

Otros consumos Termal usos por persona consumo m3/uso

Consumo total por día (m3/día)

Comedor si 10,00

Riego no 30,00

Duchas exteriores si 2,00 0,01 100,00

Cisternas no 1,25 0,02 93,75

Lavatorios no 1,00 0,00 7,50

Para el uso de las duchas de los vestuarios se ha establecido este índice de uso respeto a la ocupación total:

Índice de uso duchas vestuarios

N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7

0,05 0,10 0,25 0,25 0,20 0,15 0,00

C.4.3.4 Demandas provenientes de otros complejos

Demandas provenientes de otros complejos

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total

La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00

SPA 6,25 - - - 25,00

C.4.4 Dimensionado de todo el complejo termal

Las siguientes tablas muestran el modelaje de todo el complejo:

Distribución no termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 800 2.000 4.000 3.000 2.000 800 0 Riego - - - - 2,50 2,50 2,50 30,00 Cisternas 1,49 3,72 14,88 11,16 7,44 2,98 - 93,75 Lavatorios 0,12 0,30 1,19 0,89 0,60 0,24 - 7,50 Total consumo 1,61 4,02 16,07 12,05 10,54 5,71 2,50 131,25 Somero 1 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 480,00 Somero 2 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 264,00 Total producción 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 744,00 Diferencia 29,39 26,98 14,93 18,95 20,46 25,29 28,50 612,75 Ahorro 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Distribución termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 800 2.000 4.000 3.000 2.000 800 0 Piletas 92,73 111,68 143,27 127,47 103,49 87,73 127,88 2.764,59 Comedor - 2,50 - - - 10,00 Duchas exteriores 1,59 3,97 15,87 11,90 7,94 3,17 - 100,00 Duchas vestuarios 2,50 5,00 25,00 25,00 20,00 15,00 - 200,00 La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00 SPA 6,25 - - - 25,00 Total consumo 124,49 144,58 205,57 185,81 172,85 125,90 147,88 3.639,59 Daymán 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.320,00 Depósito comedor - 1,25 - - - 5,00 Total producción 180,00 181,25 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.325,00 Diferencia 55,51 36,67 -25,57 -5,81 7,15 54,10 32,12 685,41 Ahorro 22,41 25,33 30,21 27,77 21,32 19,20 8,17 453,38

C.5 Medida 3. Nuevas temperaturas en las piletas en invierno

C.5.1 Datos de partida

C.5.1.1 Datos Termas del Daymán

Como se tienen definidas las condiciones de Ta y HR% se podrá determinar la humedad absoluta a la temperatura del aire ambiente Xa mediante el diagrama psicrométrico, y darán los siguientes valores:

Datos Termas del Daymán

Temperatura ambiente diurna Tad 17,42 ºC 290,57 K

Temperatura ambiente nocturna Tan 11,46 ºC 284,61 K

Humedad Relativa HR% 72,96 %

Velocidad del aire v 11,03 km/h 3,06 m/s

Calor latente de vaporización del agua hfg 626,94 W·h/kg

Temperatura de entrada del agua termal en pileta Ti 45,00 ºC 318,15 K

Densidad del agua ρag 999,20 kg/m3

Calor específica del agua Cp 4,19 KJ/kg·K

Radiación Solar Global H 133,33 W/m2

Humedad absoluta a la T aire ambiente diurna Xa día 0,0092 kg vapor/kg aire seco Humedad absoluta a la T aire ambiente nocturna Xa noche 0,0062 kg vapor/kg aire seco

Para encontrar la temperatura ambiente diurna (Tad) y la temperatura ambiente nocturna (Tan) se utilizaran las siguientes fórmulas:

T_ad =T_media+0,27⋅

(

)

T_an =T_media−0,27⋅

(

)

Tmedia Temperatura media 14,44 ºC

TM Temperatura media máxima 19,89 ºC Tm Temperatura media mínima 8,87 ºC

C.5.1.2 Datos de las piletas

El estudio de las temperaturas de las piletas es muy importante. Variaciones de pocos grados comportan grandes ahorros o pérdidas térmicas. Para ello se ha decidido dimensionar

nuevamente las temperaturas de las piletas sin que pierdan sus cualidades termales.

Para la adjudicación de nuevas temperaturas se toma como referencia un estudio del Geo-Heat Center del Instituto Tecnológico de Oregón [19]. En dicho estudio se afirmar temperaturas por encima de los 43 ºC son perjudiciales para el cuerpo humano y estipula rangos de temperaturas en función de las distintas finalidades que tengan las piletas:

Rango de Temperaturas en ºC

Pileta Recreativa Tipo 1 24 - 29 Pileta Terapéutica Tipo 2 29 - 35 Pileta SPA Tipo 3 36 - 40

En el caso de las Termas del Daymán se pueden encontrar los tres tipos de piletas. En este caso se diseña una nueva distribución de temperaturas y se mantendrá la disminución de temperaturas para la noche para no sobredimensionar el modelo. Se eligen las temperaturas máximas dentro los intervalos a no ser que sean mayores que las temperaturas reales de las piletas, así se mantiene las temperatura de la pileta más caliente que es la que da más prestigio al balneario a nivel de mercadotecnia.

Con las nuevas temperaturas en cada piscina y la HR% se podrá determinar la a humedad absoluta en saturación a la temperatura del agua de cada piscina Xs mediante el diagrama psicrométrico, y darán los siguientes valores

Datos de las piletas P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 T diurna ºC 40,00 29,00 35,00 38,00 35,00 35,00 35,00 29,00 29,00 T diurna K 313,15 302,15 308,15 311,15 308,15 308,15 308,15 302,15 302,15 T nocturna ºC 38,00 27,00 33,00 36,00 33,00 33,00 33,00 27,00 27,00 T nocturna K 311,15 300,15 306,15 309,15 306,15 306,15 306,15 300,15 300,15 Profundidad 1,40 0,60 1,50 1,15 1,50 1,40 1,40 1,60 0,60 Volumen (v) 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 405,00 36,00 Lámina de agua (S) 45,59 146,35 94,83 92,17 227,33 181,84 145,00 253,13 60,00 Sup. solera y paredes (Ssp) 42,70 33,90 56,55 43,35 109,28 86,03 73,15 88,44 16,97 Xs día 0,0485 0,0259 0,0365 0,0433 0,0365 0,0365 0,0365 0,0259 0,0259 Xs noche 0,0433 0,0228 0,0322 0,0382 0,0322 0,0322 0,0322 0,0228 0,0228 C.5.1.3 Ocupación

La ocupación media del balneario en invierno es la siguiente [9]:

Ocupación máxima existente (Ne) 1.200,00 personas 60% Ocupación más espectadores 1.600,00 personas 80%

Ocupación total 2.000,00 personas 100%

Con el índice de ocupación (IO), extraído de los registros del complejo, se puede distribuir la ocupación en los siguientes 7 períodos aplicando la fórmula:

Stotal Ne S IO N= ⋅ ⋅ (Ec. C.17) Donde: IO Índice de Ocupación S Lámina de agua m3

Ocupación IO P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total H 0,20 N1 8,78 28,18 18,26 17,75 43,78 35,02 27,92 48,75 11,55 240 4 0,50 N2 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 4 1,00 N3 43,90 140,92 91,31 88,75 218,90 175,10 139,62 243,73 57,77 1.200 2 0,75 N4 32,93 105,69 68,48 66,57 164,17 131,32 104,71 182,80 43,33 900 2 0,50 N5 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 2 0,20 N6 8,78 28,18 18,26 17,75 43,78 35,02 27,92 48,75 11,55 240 2 0,00 N7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 8

Siendo N7 el horario nocturno durante el cual el que el balneario permanece cerrado al público.

C.5.2 Pérdidas y ganancias de calor

Para conocer la demanda de agua del complejo termal es necesario conocer cuales son sus pérdidas totales de calor (Qt). Para ello se usará la siguiente expresión:

Qt = Qe + Qr - Qs +Qc+Qk kW (Ec. C.18)

Donde:

Qe Pérdidas por evaporación kW Qr Pérdidas por radiación kW Qs Ganancia por radiación solar kW Qc Pérdidas por convección kW Qk Pérdidas por conducción kW

C.5.2.1 Pérdidas de calor por evaporación

La pérdida de calor debida a la evaporación del agua se puede encontrar mediante la expresión:

Qe = hfg⋅Me

1000 (kW) (Ec. C.19)

Donde:

hfg Calor latente de vaporización del agua W·h/kg Me Caudal horario evaporado kg/h

El caudal horario evaporado (Me) se determina mediante la expresión:

Me = 9⋅

(

)

1,2)⋅S+0,42⋅N+0,08⋅n (kg/h) (Ec. C.20)

Donde:

Xs Humedad absoluta en saturación a la Tª del agua de la piscina kg vapor/kg aire seco Xa Humedad absoluta a la temperatura del aire ambiente kg vapor/kg aire seco v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

S Superficie del agua m2

N Número de bañistas considerados por hora bañistas

n Número de espectadores. Se define n = 0 ya estos solo tienen una repercusión en piletas cerrados, en el caso de piletas al aire libre estos no influyen en la evaporación.

Se define n=0 ya que no existen espectadores.

Ahora ya se puede calcular el caudal horario evaporado en función de los distintos periodos de ocupación:

Caudal horario evaporado

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Me1 60,99 90,00 90,46 107,97 216,86 173,46 138,32 155,66 36,90 1.070,60 Me2 66,52 107,75 101,96 119,15 244,44 195,52 155,91 186,37 44,18 1.221,80 Me3 75,74 137,34 121,14 137,79 290,41 232,29 185,23 237,55 56,31 1.473,80 Me4 71,13 122,55 111,55 128,47 267,42 213,91 170,57 211,96 50,24 1.347,80 Me5 63,31 107,28 98,02 112,96 234,99 187,96 149,88 185,56 43,98 1.183,95 Me6 57,78 89,53 86,51 101,78 207,41 165,90 132,29 154,85 36,70 1.032,75 Me7 54,09 77,69 78,84 94,32 189,02 151,19 120,56 134,37 31,85 931,95 Con el caudal horario se pueden calcular las pérdidas de calor por evaporación:

Pérdidas por Evaporación P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qe1 38,24 56,42 56,71 67,69 135,96 108,75 86,72 97,59 23,13 671,21 Qe2 41,70 67,55 63,92 74,70 153,25 122,58 97,75 116,84 27,70 766,00 Qe3 47,48 86,11 75,95 86,39 182,07 145,64 116,13 148,93 35,30 923,99 Qe4 44,59 76,83 69,93 80,54 167,66 134,11 106,94 132,89 31,50 844,99 Qe5 39,69 67,26 61,45 70,82 147,32 117,84 93,97 116,33 27,58 742,27 Qe6 36,23 56,13 54,24 63,81 130,03 104,01 82,94 97,08 23,01 647,48 Qe7 33,91 48,71 49,43 59,14 118,50 94,79 75,59 84,24 19,97 584,28

C.5.2.2 Pérdidas de calor por radiación

Para calcular esta pérdida se puede aplicar la ecuación de Stefan-Boltzmann:

1000 S Qr 4 4 −Τ ) Τ ( ⋅ ⋅ ⋅ = ε σ ag s (kW) (Ec. C.21) Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

ε Emisividad del agua 0,96

σ Constante de Stefan-Boltzmann 5,67E-08 W/m2·K4 Tag Temperatura del agua K

Ts Temperatura de la superficie K

Las pérdidas con las paredes y suelo de la pileta pueden considerarse menospreciables. Así se calcula únicamente la radiación con la superficie de la pileta. Para calcular la Ts se puede aplicar la fórmula de Smith et al ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

4 1 250 273,15) -(Tag 0,8 Tag Ts       + ⋅ = (K) (Ec. C.22) Donde:

Temperatura de la superficie

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

Ts día 287,62 284,26 286,11 287,01 286,11 286,11 286,11 284,26 284,26 Ts noche 281,14 277,83 279,65 280,54 279,65 279,65 279,65 277,83 277,83

Estas pérdidas dependen únicamente de la temperatura de la pileta del día y de la noche:

Pérdidas por radiación

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qr día 6,88 14,38 11,96 12,98 28,66 22,93 18,28 24,87 5,90 146,84 Qr noche 7,76 17,19 13,78 14,75 33,03 26,42 21,07 29,73 7,05 170,78 C.5.2.3 Ganancia de calor por radiación solar

La fórmula que se usará es la siguiente ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

1000 S

Qs= ⋅α⋅Η (kW) (Ec. C.23)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

α Coeficiente de absorción 0,85

H Radiación Solar Global W/m2

Ganancia por radiación solar

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qs 5,17 16,59 10,75 10,45 25,76 20,61 16,43 28,69 6,80 141,24

C.5.2.4 Pérdidas de calor por convección Para este calcula se usará la siguiente ecuación:

1000 Ta) -(Tag hc S Qc= ⋅ ⋅ (kW) (Ec. C.24) Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2 hc Coeficiente de transferencia de calor por convección W/m2·K

Tag Temperatura del agua K

Ta Temperatura ambiente K

Para calcular la hc se puede utilizar la siguiente expresión:

hc = 2,8 + 3,0⋅v (W/m2·K) (Ec. C.25)

Donde:

v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

Pérdidas por convección

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qc día 12,35 20,33 20,00 22,75 47,94 38,34 30,58 35,16 8,34 235,78 Qc noche 14,51 27,26 24,49 27,12 58,71 46,96 37,45 47,16 11,18 294,83

C.5.2.5 Pérdidas de calor por conducción

Para determinar las pérdidas de calor del vaso se utilizará la siguiente expresión:

Qk = Ssp ⋅Ksp ⋅(Tag - Tadn)

1000 (kW) (Ec. C.26)

Donde:

Ksp Coeficiente de transmisión de calor de la solera (1,05) y las paredes (0,35) W/m2·K

Ssp Superficie de la solera y paredes m2

Tag Temperatura del agua K

Tadn Temperatura ambiente día y noche K

Pérdidas por conducción

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qk día 1,42 1,92 2,10 2,30 4,87 3,89 3,13 3,44 0,80 23,86 Qk noche 1,67 2,57 2,57 2,75 5,96 4,76 3,83 4,61 1,07 29,79

C.5.2.6 Pérdidas totales de calor

Aplicando la ecuación B4 se obtienen las pérdidas totales de calor:

Pérdidas Totales kW P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qt1 53,72 76,47 80,01 95,28 191,66 153,30 122,27 132,38 31,36 936,45 Qt2 57,19 87,60 87,23 102,29 208,95 167,13 133,30 151,63 35,93 1.031,24 Qt3 62,97 106,15 99,25 113,98 237,77 190,19 151,68 183,72 43,53 1.189,23 Qt4 60,08 96,87 93,24 108,14 223,36 178,66 142,49 167,67 39,73 1.110,24 Qt5 63,63 114,29 102,29 115,44 245,03 195,98 156,31 197,83 46,87 1.237,66 Qt6 60,16 103,16 95,08 108,43 227,73 182,15 145,28 178,58 42,31 1.142,87 Qt7 57,85 95,73 90,27 103,75 216,21 172,93 137,93 165,74 39,27 1.079,67

C.5.2.7 Energía perdida total

Para hacer el cálculo de la energía perdida total se tienen que multiplicar los anteriores cálculos referentes a la potencia por las horas que duran los índices de ocupación, de esta manera se conoce la energía pérdida durante los periodos de ocupación:

Energía Perdida Total kWh

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Et1 214,87 305,86 320,06 381,13 766,65 613,20 489,08 529,50 125,45 3.745,80 Et2 228,74 350,39 348,91 409,17 835,82 668,53 533,19 606,52 143,70 4.124,97 Et3 125,93 212,30 198,50 227,96 475,55 380,37 303,36 367,44 87,06 2.378,47 Et4 120,15 193,75 186,48 216,27 446,73 357,32 284,98 335,35 79,46 2.220,48 Et5 127,25 228,58 204,58 230,88 490,05 391,97 312,62 395,67 93,74 2.475,33 Et6 120,32 206,31 190,15 216,85 455,47 364,30 290,56 357,16 84,62 2.285,74 Et7 462,77 765,88 722,14 830,02 1.729,64 1.383,45 1.103,43 1.325,95 314,12 8.637,40

Si se analiza ahora las pérdidas energéticas según su tipo se puede ver fácilmente que las pérdidas debidas a la evaporación son las más importantes:

Energía Perdida Total según tipo kWh P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Ee 927,06 1.458,22 1.401,13 1.645,79 3.359,02 2.686,86 2.142,48 2.522,12 597,84 16.740,53 Er 175,69 378,87 308,80 332,76 740,30 592,16 472,19 655,29 155,33 3.811,38 Es -62,01 -199,04 -128,96 -125,36 -309,17 -247,31 -197,20 -344,25 -81,60 -1.694,89 Ec 322,27 571,14 533,81 598,46 1.279,74 1.023,66 816,26 987,84 234,15 6.367,34 Ek 37,03 53,87 56,03 60,62 130,01 103,77 83,49 96,57 22,44 643,82 C.5.3 Ahorro de agua

C.5.3.1 Demanda de agua durante el régimen permanente

Para conocer la demanda se buscará el volumen de agua necesario para mantener la temperatura y cubrir las pérdidas de calor. Así, se produce un intercambio de temperatura entre dos fluidos, el agua de la pileta y el agua proveniente del pozo infrabasáltico, un fenómeno de conducción térmica que responde a la siguiente ecuación:

Et ⋅ 3600=Vag ⋅

ρ

Donde:

Et Energía perdida total o Necesidad energética total kWh

Vag Volumen del agua de entrada m3

ρag Densidad del agua kg/m3

Cp Calor específica del agua kJ/kg·K

S Superficie laminar de la pileta m2

Ti Temperatura de entrada a la pileta K

Tag Temperatura del agua de la pileta K

Demanda de agua P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total V1 36,95 16,44 27,52 46,82 65,92 52,73 42,05 28,46 6,74 323,63 V2 39,34 18,83 30,00 50,26 71,87 57,49 45,85 32,60 7,72 353,96 V3 21,66 11,41 17,07 28,00 40,89 32,71 26,09 19,75 4,68 202,25 V4 20,66 10,41 16,03 26,57 38,41 30,72 24,50 18,02 4,27 189,61 V5 15,63 10,92 14,66 22,06 35,12 28,09 22,40 18,90 4,48 172,25 V6 14,78 9,86 13,63 20,72 32,64 26,10 20,82 17,06 4,04 159,65 V7 56,85 36,59 51,75 79,30 123,94 99,13 79,07 63,34 15,01 604,97

Dividiendo por las horas que dura cada período de ocupación se obtienen los caudales de entrada necesarios para mantener la temperatura (m3/h):

Caudal de agua necesario

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total C1 9,24 4,11 6,88 11,70 16,48 13,18 10,51 7,11 1,69 80,91 C2 9,83 4,71 7,50 12,57 17,97 14,37 11,46 8,15 1,93 88,49 C3 10,83 5,70 8,53 14,00 20,45 16,35 13,04 9,87 2,34 101,12 C4 10,33 5,21 8,02 13,28 19,21 15,36 12,25 9,01 2,14 94,81 C5 7,82 5,46 7,33 11,03 17,56 14,04 11,20 9,45 2,24 86,13 C6 7,39 4,93 6,81 10,36 16,32 13,05 10,41 8,53 2,02 79,82 C7 7,11 4,57 6,47 9,91 15,49 12,39 9,88 7,92 1,88 75,62

C.5.3.2 Demanda de agua durante el régimen transitorio

Las piletas no siguen un mismo ciclo sino que en función de su temperatura y uso hay tres ciclos diferentes ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada día: 3 y 4

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada de tres días: 1, 2, 5, 6, 7 y 8

• La pileta 9 también tienen un ciclo de tres días pero debido a su gran tamaño al día siguiente del vaciado completo permanece cerrada.

Por otro lado hay distintos mantenimientos de las piletas ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

• Rellenado parcial. El vaciado es parcial puesto que sólo se realiza un tratamiento de cloro por disolución. Así, el mantenimiento de piletas 1 y 2 es un vaciado del 50% de su volumen, y para las piletas 5, 6, 7, 8 y 9 será del 33%.

• Rellenado completo pileta 8. Debido a su gran tamaño el vaciado y llenado se realiza durante la tarde y la noche, pudiéndose establecer un 50% del volumen en cada período.

• Rellenado por pérdida de temperatura. Se ajusta al valor V7 calculado.

Así, cuando V7 es mayor que el rellenado parcial se elige para el período nocturno.

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

V rellenado completo 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 202,50 36,00 V rellenado parcial 31,92 43,91 - - 113,67 84,86 67,67 135,00 12,00 V7 56,85 36,59 51,75 79,30 123,94 99,13 79,07 63,34 15,01

El ciclo de rellenado durará tres días y su optimización se describe a continuación:

Ciclo de rellenado óptimo

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Día 1 63,83 87,81 142,24 106,00 123,94 254,58 79,07 135,00 15,01 1.007,47 Día 2 56,85 43,91 142,24 106,00 123,94 99,13 203,00 202,50 36,00 1.013,56 Día 3 56,85 43,91 142,24 106,00 341,00 99,13 79,07 135,00 15,01 1.018,20

Se identifica el día 3 como día crítico, así el nuevo caudal del régimen transitorio en función de los periodos de ocupación es:

Caudal Ajustado de agua m3/h

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Volumen C1 9,24 4,11 6,88 11,70 16,48 13,18 10,51 7,11 1,69 80,91 323,63 C2 9,83 4,71 7,50 12,57 17,97 14,37 11,46 8,15 1,93 88,49 353,96 C3 10,83 5,70 8,53 14,00 20,45 16,35 13,04 9,87 2,34 101,12 202,25 C4 10,33 5,21 8,02 13,28 19,21 15,36 12,25 9,01 2,14 94,81 189,61 C5 7,82 5,46 7,33 11,03 17,56 14,04 11,20 9,45 2,24 86,13 172,25 C6 7,39 4,93 6,81 10,36 16,32 13,05 10,41 8,53 2,02 79,82 159,65 C7 7,11 5,49 17,78 13,25 42,63 12,39 9,88 16,88 1,88 127,27 1.018,20

Estos caudales nos permiten encontrar la temperatura de salida del agua del balneario, haciendo la media del volumen subministrado en cada pileta y su temperatura:

VTotal Tag Vag

Tsal=

∑

Donde:

Vag Volumen del agua de entrada m3

Tag Temperatura del agua de la pileta K VTotal Volumen total del agua de entrada m3

Tsal 306,78 K 33,63 ºC

Por otro lado, al tratarse de agua termal esta renovación debe responder tanto al mantenimiento de la temperatura como a medidas sanitarias. Así con lo que este mismo mantenimiento de la temperatura asegura una renovación mínima sanitariamente correcta pues esta es mayor al 5% del volumen [14], llegándose a realizar más de una renovación total de cada pileta al día.

Renovación de piscinas por mantenimiento de la temperatura día más crítico

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

3,23 1,39 1,84 2,83 1,84 1,28 1,28 0,67 1,30

C.5.3.3 Demanda de los servicios de las Termas del Daymán

En el complejo también se encuentra un consumo de agua debido al riego del césped. Éste tiene un consumo de 30 m3/día, dura 14 horas y se riega por sectores. En el comedor, en cambio, funciona casi exclusivamente en temporada alta y recibe un caudal de 10 m3/día concentrado en N2 [10]. Los demás usos se encuentran en la siguiente tabla:

Otros consumos Termal usos por persona consumo m3/uso

Consumo total por día (m3/día) Comedor si 10,00 Riego no 30,00 Duchas exteriores si 2,00 0,01 40,00 Duchas vestuarios si 1,00 0,04 80,00 Cisternas no 1,25 0,02 37,50

Lavatorios no 1,00 0,00 3,00

Para el uso de las duchas de los vestuarios se ha establecido este índice de uso respeto a la ocupación total:

Índice de uso duchas vestuarios

N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7

0,05 0,10 0,25 0,25 0,20 0,15 0,00

C.5.3.4 Demandas provenientes de otros complejos

Demandas provenientes de otros complejos

C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total

La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00

SPA 6,25 - - - 25,00

C.5.4 Dimensionado de todo el complejo termal

Las siguientes tablas muestran el modelaje de todo el complejo:

Distribución no termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 320 800 1.600 1.200 800 320 0 Riego - - - - 2,50 2,50 2,50 30,00 Cisternas 0,60 1,49 5,95 4,46 2,98 1,19 - 37,50 Lavatorios 0,05 0,12 0,48 0,36 0,24 0,10 - 3,00 Total consumo 0,64 1,61 6,43 4,82 5,71 3,79 2,50 70,50 Somero 1 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 480,00 Somero 2 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 11,00 264,00 Total producción 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 744,00 Diferencia 30,36 29,39 24,57 26,18 25,29 27,21 28,50 673,50 Ahorro 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Distribución termal (m3/h) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 V Total Horas 4 4 2 2 2 2 8 N espectadores 320 800 1.600 1.200 800 320 0 Piletas 80,91 88,49 101,12 94,81 86,13 79,82 127,27 2.419,54 Comedor - 2,50 - - - 10,00 Duchas exteriores 0,63 1,59 6,35 4,76 3,17 1,27 - 40,00 Duchas vestuarios 1,00 2,00 10,00 10,00 8,00 6,00 - 80,00 La Posta 21,43 21,43 21,43 21,43 21,43 - - 300,00 Acuamanía - - - - 20,00 20,00 20,00 240,00 SPA 6,25 - - - 25,00 Total consumo 110,22 116,00 138,90 131,00 138,73 107,09 147,27 3.114,54 Daymán 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.320,00 Depósito comedor - 1,25 - - - 5,00 Total producción 180,00 181,25 180,00 180,00 180,00 180,00 180,00 4.325,00 Diferencia 69,78 65,25 41,10 49,00 41,27 72,91 32,73 1.210,46 Ahorro 20,63 21,80 23,75 22,78 19,02 18,17 7,94 400,69 C.5.5 Coste económico

El ahorro de agua termal aunque hoy no tenga un uso se puede cuantificar beneficio potencial que supone. Se considera el coste de explotación como amortizado con lo que no hay un coste fijo y, por lo tanto, sólo se ahorraría en el costo variable. Para saber el ahorro de agua se ha trabajado sobre la ocupación y temperaturas medias de invierno y se han aplicado las tarifas de Obras Sanitarias del Estado [15]:

Beneficio potencial Variable/m3 Ahorro/día Días (3 meses) Total (pesos/año) P$/€ Total (euros/año) 34,26 400,69 90,00 1.235.472,31 26,9181 45.897,39 C.5.6 Impacto ambiental

El ahorro de agua que supone esta medida es por si sólo una mejora ambiental importante. Ésta se puede asociar a un ahorro en emisiones de CO2 aproximado en invierno. Se puede encontrar este valor teniendo en cuenta que la energía requerida para aumentar la temperatura del agua de 10 ºC (agua a temperatura natural) a 38 ºC son 0,03248 kWh/litro de agua [16] y, aplicando la conversión de 1 kWh de gasoil = 0,26 kg CO2 emitidos. El valor resultante aproximado es:

Ahorro en emisiones de CO2 aproximado

Ahorro/día Días (3 meses) kWh/l kWh kgCO2/kwh kg CO2

C.6 Medida 4. Uso de manta térmica

C.6.1 Datos de partida

C.6.1.1 Datos Termas del Daymán

Como se tienen definidas las condiciones de Ta y HR% se podrá determinar la humedad absoluta a la temperatura del aire ambiente Xa mediante el diagrama psicrométrico, y darán los siguientes valores:

Datos Termas del Daymán

Temperatura ambiente diurna Tad 16,10 ºC 289,25 K

Temperatura ambiente nocturna Tan 10,42 ºC 283,57 K

Humedad Relativa HR% 75,65 %

Velocidad del aire v 10,93 km/h 3,04 m/s

Calor latente de vaporización del agua hfg 626,94 W·h/kg

Temperatura de entrada del agua termal en pileta Ti 45,00 ºC 318,15 K

Densidad del agua ρag 999,20 kg/m3

Calor específica del agua Cp 4,19 KJ/kg·K

Radiación Solar Global ¡Error! No se

encuentra el origen de la referencia. H 112,50 W/m2

Humedad absoluta a la T aire ambiente diurna Xa día 0,0089 kg vapor/kg aire seco Humedad absoluta a la T aire ambiente nocturna Xa noche 0,0059 kg vapor/kg aire seco

Para encontrar la temperatura ambiente diurna (Tad) y la temperatura ambiente nocturna (Tan) se utilizaran las siguientes fórmulas:

Tad =Tmedia+0,27⋅

(

)

T_an =T_media−0,27⋅

(

)

Tmedia Temperatura media 13,26 ºC

TM Temperatura media máxima 18,43 ºC Tm Temperatura media mínima 7,92 ºC

C.6.1.2 Datos de las piletas

Una de las medidas para optimizar la explotación de una pileta descubierta es disminuir las pérdidas de claro por evaporación, convección y radiación que se producen a lo largo de la superficie del agua mediante una manta o lona térmica durante los periodos en que la piscina está desocupada, consiguiendo así que se mantenga gran parte de la temperatura. La conductividad de la manta es parecida a la de la lana de vidrio o mineral (0.028 – 0.035 W/m2*K) y por lo tanto las pérdidas por transmisión son menospreciabless, al igual que las pérdidas por radiación y

convección. En referencia a la evaporación, las pérdidas de calor son debidas básicamente al viento, con la manta térmica éstas también son menospreciables.

Debido a que no se podrá experimentar y la dificultad de formas de las piscinas se estudiará como influiría esta medida sobre la pileta 1 que aunque es pequeña es la que una mayor temperatura y se considerará que se cubre el 90% de la misma.

Datos de las piletas

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 T diurna ºC 40,00 34,00 36,00 38,00 36,00 36,00 36,00 33,00 33,00 T diurna K 313,15 307,15 309,15 311,15 309,15 309,15 309,15 306,15 306,15 T nocturna ºC 38,00 32,00 34,00 36,00 34,00 34,00 34,00 31,00 31,00 T nocturna K 311,15 305,15 307,15 309,15 307,15 307,15 307,15 304,15 304,15 Profundidad 1,40 0,60 1,50 1,15 1,50 1,40 1,40 1,60 0,60 Volumen (v) 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 405,00 36,00 Lámina de agua (S) 45,59 146,35 94,83 92,17 227,33 181,84 145,00 253,13 60,00 Sup. solera y paredes (Ssp) 42,70 33,90 56,55 43,35 109,28 86,03 73,15 88,44 16,97 Xs día 0,0485 0,0343 0,0382 0,0433 0,0382 0,0382 0,0382 0,0322 0,0322 Xs noche 0,0433 0,0302 0,0343 0,0382 0,0343 0,0343 0,0343 0,0288 0,0288 C.6.1.3 Ocupación

El horario del balneario es de las 7 de la mañana a las 23 de la noche. El complejo llega a

albergar a 5.000 personas en su día de máxima ocupación, alcanzando una ocupación en pileta de 3.000 personas en su horario de máxima afluencia [9]:

Ocupación máxima existente (Ne) 3.000 personas 60% Ocupación más espectadores 4.000 personas 80%

Ocupación total 5.000 personas 100%

Con el índice de ocupación (IO), extraído de los registros del complejo, se puede distribuir la ocupación en los siguientes 7 períodos aplicando la fórmula:

Stotal Ne S IO N= ⋅ ⋅ (Ec. C.31) Donde: IO Índice de Ocupación S Lámina de agua m3

Ne Ocupación máxima existente personas

Ocupación IO P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total H 0,20 N1 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 4 0,50 N2 54,88 176,15 114,13 110,94 273,62 218,87 174,52 304,67 72,22 1.500 4 1,00 N3 109,75 352,30 228,27 221,88 547,24 437,74 349,05 609,33 144,43 3.000 2 0,75 N4 82,31 264,22 171,20 166,41 410,43 328,30 261,79 457,00 108,33 2.250 2 0,50 N5 54,88 176,15 114,13 110,94 273,62 218,87 174,52 304,67 72,22 1.500 2 0,20 N6 21,95 70,46 45,65 44,38 109,45 87,55 69,81 121,87 28,89 600 2 0,00 N7 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0 8

Siendo N7 el horario nocturno durante el cual el que el balneario permanece cerrado al público.

C.6.2 Pérdidas y ganancias de calor

Para conocer la demanda de agua del complejo termal es necesario conocer cuales son sus pérdidas totales de calor (Qt). Para ello se usará la siguiente expresión:

Q_t = Q_e + Q_r - Q_s +Q_c+Q_{k kW (Ec. C.32)}

Qe Pérdidas por evaporación kW Qr Pérdidas por radiación kW Qs Ganancia por radiación solar kW Qc Pérdidas por convección kW Qk Pérdidas por conducción kW

C.6.2.1 Pérdidas de calor por evaporación

La pérdida de calor debida a la evaporación del agua se puede encontrar mediante la expresión:

Qe = hfg⋅Me

1000 (kW) (Ec. C.33)

Donde:

hfg Calor latente de vaporización del agua W·h/kg Me Caudal horario evaporado kg/h

El caudal horario evaporado (Me) se determina mediante la expresión:

Me = 9⋅

(

)

1,2)⋅S+0,42⋅N+0,08⋅n (kg/h) (Ec. C.34)

Donde:

Xs Humedad absoluta en saturación a la Tª del agua de la piscina kg vapor/kg aire seco Xa Humedad absoluta a la temperatura del aire ambiente kg vapor/kg aire seco v Velocidad del aire a la superficie del vaso m/s

S Superficie del agua m2

N Número de bañistas considerados por hora bañistas

n Número de espectadores. Se define n = 0 ya estos solo tienen una repercusión en piletas cerrados, en el caso de piletas al aire libre estos no influyen en la evaporación.

Ahora ya se puede calcular el caudal horario evaporado en función de los distintos periodos de ocupación:

Caudal horario evaporado

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Me1 66,57 147,67 107,43 119,36 257,55 206,01 164,27 238,53 56,54 1.363,92 Me2 80,40 192,06 136,19 147,31 326,50 261,17 208,25 315,30 74,74 1.741,92 Me3 103,45 266,04 184,13 193,91 441,42 353,09 281,55 443,26 105,07 2.371,92 Me4 91,92 229,05 160,16 170,61 383,96 307,13 244,90 379,28 89,90 2.056,92 Me5 77,21 186,95 133,48 141,17 320,00 255,97 204,11 312,08 73,98 1.704,94 Me6 63,38 142,56 104,72 113,21 251,05 200,81 160,13 235,31 55,78 1.326,94 Me7 0,00 112,96 85,54 94,57 205,08 164,04 130,81 184,13 43,64 1.074,94 Con el caudal horario se pueden calcular las pérdidas de calor por evaporación:

Pérdidas por Evaporación

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qe1 41,74 92,58 67,35 74,83 161,47 129,16 102,99 149,54 35,45 855,10 Qe2 50,41 120,41 85,38 92,36 204,70 163,74 130,56 197,68 46,86 1.092,09 Qe3 64,86 166,79 115,44 121,57 276,75 221,37 176,52 277,90 65,87 1.487,06 Qe4 57,63 143,60 100,41 106,96 240,72 192,55 153,54 237,79 56,36 1.289,58 Qe5 48,41 117,21 83,69 88,50 200,62 160,48 127,96 195,66 46,38 1.068,90 Qe6 39,74 89,38 65,65 70,98 157,39 125,90 100,39 147,53 34,97 831,92 Qe7 0,00 70,82 53,63 59,29 128,57 102,85 82,01 115,44 27,36 673,93

C.6.2.2 Pérdidas de calor por radiación

Para calcular esta pérdida se puede aplicar la ecuación de Stefan-Boltzmann, adaptada también a la manta: 1000 S Qr 4 4 _{−Τ )} Τ ( ⋅ ⋅ ⋅ = ε σ ag s (kW) (Ec. C.35a) 1000 ) 9 , 0 1 , 0 ( S noche Qr 4 4 −Τ ) Τ ( ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ = ε εm σ ag s (kW) (Ec. C.36b) Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

ε Emisividad del agua 0,96

εm Emisividad de la manta 0,40

σ Constante de Stefan-Boltzmann 5,67E-08 W/m2·K4 Tag Temperatura del agua K

Ts Temperatura de la superficie K

Las pérdidas con las paredes y suelo de la pileta pueden considerarse menospreciables. Así se calcula únicamente la radiación con la superficie de la pileta. Para calcular la Ts se puede aplicar la fórmula de Smith et al ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

4 1 250 273,15) -(Tag 0,8 Tag Ts       + ⋅ = (K) (Ec. C.37) Donde:

Tag Temperatura del agua K

Temperatura de la superficie

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

Ts día 286,31 284,50 285,11 285,71 285,11 285,11 285,11 284,20 284,20 Ts noche 280,11 278,32 278,92 279,52 278,92 278,92 278,92 278,02 278,02

Estas pérdidas dependen únicamente de la temperatura de la pileta del día y de la noche:

Pérdidas por radiación

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qr día 7,19 18,71 13,04 13,59 31,26 25,01 19,94 31,15 7,38 167,29 Qr noche 7,98 21,27 14,70 15,20 35,24 28,19 22,48 35,59 8,44 189,08

Qr7 3,79

C.6.2.3 Ganancia de calor por radiación solar

1000 S

Qs= ⋅α⋅Η (kW) (Ec. C.38)

Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

α Coeficiente de absorción 0,85

H Radiación Solar Global W/m2

Ganancia por radiación solar

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qs 4,36 13,99 9,07 8,81 21,74 17,39 13,87 24,21 5,74 119,17

C.6.2.4 Pérdidas de calor por convección Para este calcula se usará la siguiente ecuación:

1000 Ta) -(Tag hc S Qc= ⋅ ⋅ (kW) (Ec. C.39) Donde:

S Superficie laminar de la pileta m2

hc Coeficiente de transferencia de calor por convección W/m2·K

Tag Temperatura del agua K

Ta Temperatura ambiente K

Para calcular la hc se puede utilizar la siguiente expresión:

hc = 2,8 + 3,0⋅v (W/m2·K) (Ec. C.40)

Donde:

Pérdidas por convección

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Qc día 12,97 31,19 22,47 24,04 53,87 43,09 34,36 50,94 12,07 285,00 Qc noche 14,97 37,60 26,62 28,07 63,82 51,05 40,70 62,01 14,70 339,53

Qc7 0,00

C.6.2.5 Pérdidas de calor por conducción

Para determinar las pérdidas de calor del vaso se utilizará la siguiente expresión:

Qk = Ssp ⋅Ksp ⋅(Tag - Tadn)

1000 (kW) (Ec. C.41)

Donde:

Ksp Coeficiente de transmisión de calor de la solera (1,05) y las paredes (0,35) W/m2·K

Ssp Superficie de la solera y paredes m2

Tag Temperatura del agua K

Tadn Temperatura ambiente día y noche K

Pérdidas por conducción

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qk día 1,50 2,96 2,38 2,45 5,51 4,40 3,54 5,02 1,17 28,92 Qk noche 1,73 3,57 2,81 2,86 6,53 5,21 4,19 6,11 1,42 34,44

Qk7 0,46

C.6.2.6 Pérdidas totales de calor

Pérdidas Totales kW P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Qt1 59,04 131,45 96,17 106,10 230,37 184,27 146,96 212,45 50,33 1.217,14 Qt2 67,71 159,28 114,20 123,62 273,60 218,84 174,54 260,58 61,74 1.454,13 Qt3 82,16 205,67 144,26 152,84 345,65 276,48 220,49 340,80 80,76 1.849,10 Qt4 74,94 182,47 129,23 138,23 309,63 247,66 197,51 300,69 71,25 1.651,61 Qt5 73,09 179,64 127,82 134,64 306,21 244,92 195,34 299,37 70,93 1.631,96 Qt6 64,42 151,81 109,79 117,11 262,98 210,34 167,76 251,23 59,52 1.394,97 Qt7 4,25 133,26 97,76 105,43 234,16 187,29 149,38 219,14 51,92 1.182,59 C.6.2.7 Energía perdida total

Para hacer el cálculo de la energía perdida total se tienen que multiplicar los anteriores cálculos referentes a la potencia por las horas que duran los índices de ocupación, de esta manera se conoce la energía pérdida durante los periodos de ocupación:

Energía Perdida Total kWh

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Et1 236,16 525,81 384,69 424,39 921,50 737,06 587,85 849,78 201,33 4.868,57 Et2 270,84 637,13 456,81 494,50 1.094,41 875,38 698,15 1.042,32 246,97 5.816,51 Et3 164,32 411,33 288,51 305,68 691,31 552,95 440,98 681,61 161,52 3.698,20 Et4 149,87 364,95 258,46 276,46 619,26 495,32 395,03 601,38 142,50 3.303,23 Et5 146,19 359,29 255,64 269,28 612,42 489,85 390,67 598,73 141,86 3.263,92 Et6 128,85 303,63 219,57 234,22 525,96 420,69 335,53 502,46 119,04 2.789,95 Et7 33,99 1.066,09 782,11 843,41 1.873,27 1.498,33 1.195,05 1.753,14 415,33 9.460,71 Si se analiza ahora las pérdidas energéticas según su tipo se puede ver fácilmente que las pérdidas debidas a la evaporación son las más importantes:

Energía Perdida Total según tipo kWh

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Ee 789,82 2.452,51 1.770,38 1.919,10 4.244,23 3.394,94 2.707,10 4.030,11 955,29 22.263,48 Er 182,07 479,74 332,89 345,55 798,05 638,36 509,02 800,88 189,84 4.276,39 Es -52,32 -167,94 -108,81 -105,77 -260,87 -208,66 -166,39 -290,46 -68,85 -1.430,07 Ec 335,33 825,49 589,06 625,26 1.412,19 1.129,61 900,74 1.355,43 321,29 7.494,39 Ek 38,81 78,42 62,28 63,79 144,50 115,33 92,80 133,46 31,01 760,39

C.6.3 Ahorro de agua

C.6.3.1 Demanda de agua durante el régimen permanente

Para conocer la demanda se buscará el volumen de agua necesario para mantener la temperatura y cubrir las pérdidas de calor. Así, se produce un intercambio de temperatura entre dos fluidos, el agua de la pileta y el agua proveniente del pozo infrabasáltico, un fenómeno de conducción térmica que responde a la siguiente ecuación:

Et ⋅ 3600=Vag ⋅

ρ

Donde:

Et Energía perdida total o Necesidad energética total kWh

Vag Volumen del agua de entrada m3

ρag Densidad del agua kg/m3

Cp Calor específica del agua kJ/kg·K

S Superficie laminar de la pileta m2

Ti Temperatura de entrada a la pileta K

Tag Temperatura del agua de la pileta K

A partir de esta fórmula se pueden conocer los volúmenes de agua de entrada:

Demanda de agua P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total V1 40,61 41,10 36,75 52,13 88,04 70,42 56,16 60,89 14,43 460,55 V2 46,58 49,80 43,64 60,74 104,56 83,64 66,70 74,69 17,70 548,06 V3 28,26 32,15 27,57 37,55 66,05 52,83 42,13 48,84 11,57 346,95 V4 25,77 28,53 24,69 33,96 59,16 47,32 37,74 43,09 10,21 310,49 V5 17,96 23,76 19,98 25,73 47,87 38,29 30,54 36,77 8,71 249,62 V6 15,83 20,08 17,16 22,38 41,11 32,89 26,23 30,86 7,31 213,85 V7 4,18 70,52 61,14 80,58 146,43 117,13 93,42 107,68 25,51 706,57

Dividiendo por las horas que dura cada período de ocupación se obtienen los caudales de entrada necesarios para mantener la temperatura (m3/h):

Caudal de agua necesario P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total C1 10,15 10,28 9,19 13,03 22,01 17,61 14,04 15,22 3,61 115,14 C2 11,64 12,45 10,91 15,19 26,14 20,91 16,68 18,67 4,42 137,01 C3 14,13 16,08 13,78 18,77 33,02 26,42 21,07 24,42 5,79 173,48 C4 12,89 14,26 12,35 16,98 29,58 23,66 18,87 21,55 5,11 155,25 C5 8,98 11,88 9,99 12,86 23,94 19,15 15,27 18,39 4,36 124,81 C6 7,91 10,04 8,58 11,19 20,56 16,44 13,11 15,43 3,66 106,93 C7 0,52 8,81 7,64 10,07 18,30 14,64 11,68 13,46 3,19 88,32 C.6.3.2 Demanda de agua durante el régimen transitorio

Las piletas no siguen un mismo ciclo sino que en función de su temperatura y uso hay tres ciclos diferentes ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada día: 3 y 4

• Piletas que se vacían y llenan completamente cada de tres días: 1, 2, 5, 6, 7 y 8

• La pileta 9 también tienen un ciclo de tres días pero debido a su gran tamaño al día siguiente del vaciado completo permanece cerrada.

Por otro lado hay distintos mantenimientos de las piletas ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.:

• Rellenado completo: cuando se vacía completamente la piscina.

• Rellenado parcial. El vaciado es parcial puesto que sólo se realiza un tratamiento de cloro por disolución. Así, el mantenimiento de piletas 1 y 2 es un vaciado del 50% de su volumen, y para las piletas 5, 6, 7, 8 y 9 será del 33%.

• Rellenado completo pileta 8. Debido a su gran tamaño el vaciado y llenado se realiza durante la tarde y la noche, pudiéndose establecer un 50% del volumen en cada período.

• Rellenado por pérdida de temperatura. Se ajusta al valor V7 calculado.

Así, cuando V7 es mayor que el rellenado parcial se elige para el período nocturno.

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

V rellenado completo 63,83 87,81 142,24 106,00 341,00 254,58 203,00 202,50 36,00 V rellenado parcial 31,92 43,91 - - 113,67 84,86 67,67 135,00 12,00 V7 4,18 70,52 61,14 80,58 146,43 117,13 93,42 107,68 25,51

El ciclo de rellenado durará tres días y su optimización se describe a continuación:

Ciclo de rellenado óptimo

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total

Día 1 63,83 87,81 142,24 106,00 146,43 254,58 93,42 135,00 25,51 1.054,82 Día 2 31,92 70,52 142,24 106,00 146,43 117,13 203,00 202,50 36,00 1.055,73 Día 3 31,92 70,52 142,24 106,00 341,00 117,13 93,42 135,00 25,51 1.062,72

Se identifica el día 3 como día crítico, así el nuevo caudal del régimen transitorio en función de los periodos de ocupación es:

Caudal Ajustado de agua m3/h

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 Total Volumen C1 10,15 10,28 9,19 13,03 22,01 17,61 14,04 15,22 3,61 115,14 460,55 C2 11,64 12,45 10,91 15,19 26,14 20,91 16,68 18,67 4,42 137,01 548,06 C3 14,13 16,08 13,78 18,77 33,02 26,42 21,07 24,42 5,79 173,48 346,95 C4 12,89 14,26 12,35 16,98 29,58 23,66 18,87 21,55 5,11 155,25 310,49 C5 8,98 11,88 9,99 12,86 23,94 19,15 15,27 18,39 4,36 124,81 249,62 C6 7,91 10,04 8,58 11,19 20,56 16,44 13,11 15,43 3,66 106,93 213,85 C7 3,99 8,81 17,78 13,25 42,63 14,64 11,68 16,88 3,19 132,84 1.062,72

Estos caudales nos permiten encontrar la temperatura de salida del agua del balneario, haciendo la media del volumen subministrado en cada pileta y su temperatura:

VTotal Tag Vag

Tsal=

∑

Donde:

Vag Volumen del agua de entrada m3

Tag Temperatura del agua de la pileta K VTotal Volumen total del agua de entrada m3