(PDF) Aquecedor Solar Calculo Eficiencia

Projetando uma instalação de aquecimento solar passo a passo

RoteiroProjetos de Sistemas de Aquecimento Solar

• NBR 15569 Norma estabelece os requisitos para o sistemade aquecimento solar (SAS), considerandoaspectos de concepção, dimensionamento, arranjo hidráulico, instalação e manutenção, onde o fluido de transporte é a água;

• CB55 - ABNTABRAVA sedia a CB55 e através do programaNORMASOL vem revisando criando as normas do setor de aquecimento solar;

RoteiroProjetos de Sistemas de Aquecimento Solar

• CB55 - ABNT

Documentação do SASO usuário do SAS deve solicitar e manter os seguintes

documentos: 1. projeto;2. manual de operação e manutenção;3. anotação de responsabilidade técnica (ART) de elaboração

do projeto;4. anotação de responsabilidade técnica (ART) de instalação;5. registros de manutenção

RoteiroProjetos de Sistemas de Aquecimento SolarDocumentação do projeto ( NBR 15569)A documentação do projeto deve contemplar no mínimo os seguintes

elementos:

1. premissas de cálculo;2. dimensionamento;3. fração solar;4. memorial descritivo;5. volume de armazenamento;6. pressão de trabalho;7. fontes de abastecimento de água;8. área coletora;9. ângulos de orientação e de inclinação dos coletores solares;10. estudo de sombreamento;11. previsão de dispositivos de segurança;12. massa dos principais componentes;13. considerações a respeito de propriedades físico-químicas da água;

RoteiroProjetos de Sistemas de Aquecimento SolarDocumentação do projeto ( NBR 15569)A documentação do projeto deve contemplar no mínimo os seguintes

elementos:

14. localização, incluindo endereço;15. indicação do norte geográfico;16. planta, corte, isométrico, vista, detalhe e diagrama esquemático, necessários

para perfeita compreensão das interligações hidráulicas e interfaces dos principais componentes;

17. esquema, detalhes e especificação para operação e controle de componenteselétricos (quando aplicável);

18. especificação dos coletores solares e reservatórios térmicos;19. especificação de tubos, conexões, isolamento térmico, válvulas e moto

bomba; 20. tipos e localização de suportes e métodos de fixação de equipamentos,

quando aplicável;

ContextualizaçãoProjetos de Sistemas de Aquecimento SolarAs melhores oportunidades para economizar energia e água sãoobtidas ainda na fase de design e projeto das edificações. Égeralmente neste estágio quando decisões fundamentais sãotomadas no que diz respeito ao conceito energético da edificação, seu funcionamento e componentes.

Decida antecipadamente pelo aquecimento solar, para que todosos profissionais envolvidos na obra possam contribuir para o melhor desempenho da instalação solar;

Contexto•Programa de Certificação Energética de Edificios do INMETRO•Green Buildings•Tendência de obrigar o uso de tecnologias sustentáveis

RoteiroProjetos de Sistemas de Aquecimento Solar

Roteiro

O dimensionamento de instalações solares térmicasdepende principalmente:•Das condições climásticas locais• Da demanda de calor• Da fração solar desejada• Rendimento da instalação e sua configuração

RoteiroProjetos de Sistemas de Aquecimento Solar• Formulários • Estudos de Casos

Solicitant e

Dat a

Dados

Client e

Con tato

Ender eço

CEP

Bairr o

Cidade

UF

T elefon e/Fa x

E-m ail

Pontos de consumo Chuveir o La va bo Ducha Higiênica Hidr omass agem Cozin ha

Serviços

Caracterí st icas da Obra

Nº de pa vimento s

Nº d e aptos

N° Ocu pantes / Ap to/ Casa

Ob servaçõe s:

Ci rcuito Hidráuli co

de Á gua Quente

Nã o existe e será part e integ rante do p rojeto Em co nstru ção Já existe

Dados d

a Obra

Co bre CPVC PEX aço g alvanizado o utros :

Pressão de T rab alho:

m.c.a ou kgf/cm 2

Características do Local da Instalação Anexe um cr oqui g eral d a obr a indican do o lo cal da in stalação, a inclinaç ão do local de instalaçã o dos co letore s e a d ireção do no rte m agné tico ou ge ográ fico.

Ind ique se existe sombr eam ento no local de instalaçã o co m o dia e a hor a em que f or ob servad o. Exemplo : 15% de á rea sombr eada as 08 :00 do dia 5 d e m arço e 10% som-br eado as 17: 00 hor as do mesm o dia.

Ob servaçõe s:

Aquecimento Atual Bo mba d e Calor Diesel Elétr ico GL P GN Outr os: Aquecim

ento Auxiliar

Potên cia:

Obs: infor mar unidad es de p otência do equ ipame nto, co nsumo e tar ifa do combu stível.

Volum e:

Ma rca/M odelo

Tipo de T arifa ção

Valor d a Ta rifa:

Inf orm e o con sumo de com bustí ve l ou ene rgia e létrica e se po ssível en vie contas em a nexo (e x: kWh, kg de GLP, e tc)

Janeiro Fevere ir o Março Ab ril M aio Junho Julho A gosto Setemb ro Outubr o Novembro Dezembro

Obs : Caso a opção de back up seja igual ao aquec imento atual, não há nec ess idade de preenc her o quadro abaix o nov ament e

Opção de Backup para o

Aqueci mento Sol ar Bomba de Calor Diesel Elétr ico

GL P GN Outr os:

M arca /Modelo

Tari fação local kW h

kg GL P

m3 GN

Litr o de Die sel

Outro

RoteiroConsumo de Água Quente NB128

Edificação Consumo

Alojamento Provisório

Casa Popular ou Rural

Residência

Apartamento

Quartel

Escola Internato

Hotel (s/ cozinha e s/ lavanderia)

Hospital

Restaurante e similares

Lavanderia

24 per capita

36 per capita

45 per capita

60 per capita

45 per capita

36 por hóspede

125 por leito

12 por refeição

15 por kg roupa seca

RoteiroConsumo de Água Quente

RoteiroConsumo de Água Quente - Perfis

0,000,020,040,060,080,100,120,140,16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Hora do dia

Fraç

ão d

o C

onsu

mo

de Á

gua

Que

nte

ASHRAE CEMIG

RoteiroVivendas unifamiliares baixa renda

RoteiroVivendas multifamiliares de baixa renda

416 unidades atendidas aquecimento solar

RoteiroVivendas multifamiliares de baixa renda

Neste tipo de sistema, cada apartamento receberá água quente proveniente somente de seu sistema de aquecimento solar (SAS) compacto

Vantagens Não é necessário medição e cobrança individual

de água quente; Cada unidade é dona do seu sistema; tecnologia dominada e de fácil inserção

Desvantagens Maior custo específico Manutenção por conta do usuário Menor eficiência global Baixo índice de inovação inserção de suportes para orientação NG em

alguns blocos

RoteiroVivendas multifamiliares na China

RoteiroVivendas Unifamiliares

• Demanda diária de água quente: • NBR 7198

• Bom senso• Experiência • Protocolos de medição e verificação

O objetivo do dimensionamento é determinarqual é a área coletora e o volume do sistema de armazenamento necessáriopara atender à demanda de energia útil de um determinado perfil de consumo.

RoteiroVivendas Multifamiliares

Numero de apartamentos Fator de simultaneidade

Menos de 10 apartamentos

Entre 10 e 15 apartamentos

Entre 15 e 25 apartamentos

Mais de 25 apartamentos

f =1

f=0,9

f=0,8

f-0,7

RoteiroMeios de Hospedagem

Tipo de Estabelecimento (no de estrelas)

Consumo diário de Água Quente a 60oC por quarto

- 50 litros

1 70 litros

2-3 100– 140 litros

4-5 160 litros

RoteiroMeios de Hospedagem

Hotel TropicalSalvador– Bahia

Volume diário 30.000 litros Área coletora de 270 m2

RoteiroMeios de Hospedagem

Hotel PortobeloDemanda Diária: 7.000 litrosÁrea Coletora 57 m2

Paradise Resort HotelDemanda Diária: 21.000 litros

RoteiroMeios de Hospedagem – Moteis

RoteiroHospitais

Local: Arujá / SP Área Coletora: 149,6 m2

Volume: 12.000 litrosFonte: Solar / Gás

LifecenterLocal: Belo Horizonte/ MG

Área Coletora: 132 m2 Volume: 18.000 litros

Vila AlpinaLocal: São Paulo/SP

Área Coletora: 170 m2 Volume: 20.000 litros

RoteiroHistogramas de consumo de água quente

Horário diário mensal

kWh/mês 3600

)TT(c1000VL ambbanhopmês

mês

onde : densidade da água, considerada igual a 1000kg/m3Vmês : volume de água quente requerido por mês, em litroscp : calor específico da água a pressão constante igual a

4,18 kJ/kgCTbanho: temperatura da água quenteTamb: temperatura ambiente local

RoteiroDemanda diária de energia

Fundamentos de Solarimetría

Radiação SolarImportância

O cálculo da energia solar incidente em cada cidade e nas condições específicas da obra que receberá o aquecedor solar é imprescindível na análise de viabilidade técnica e econômica de sua implantação.

Radiação SolarEnergia inesgotável

Radiação SolarEmissão Espectral

Todos os corpos emitem radiação eletromagnética como conseqüência de sua energia interna que, em condições de equilíbrio, é proporcional àtemperatura do corpo.

Coletores SolaresVidros – Propriedades espectraisCurvas típicas de transmissividade espectral para vidros lisos com diferentes espessuras

Radiação SolarEmissão Espectral – lei do deslocamento de Wien

max,T = 2897,8 m.K

Temperatura max

(K) (m)423 6,85

5777 0,50

Radiação SolarO Sol

A energia solar é gerada no núcleo do Sol, através de reações de fusão nuclear quando quatro prótons de hidrogênio se transformam em um átomo de hélio, sendo liberada grande quantidade de energia. Nesta região, a temperatura do Sol chega a atingir 15 milhões de graus Celsius.

Radiação SolarConstante Solar – Irradiação G

Define-se a constante solar (GSC) como a energia incidente por unidade de tempo e área, em uma superfície instalada fora da atmosfera da Terra, de modo a receber os raios solares com incidência normal

Radiação SolarRadiação Solar Global Diária

Radiação Global = Radiação Direta + Radiação Difusa

Radiação solar direta (GB): definida como a fração da irradiação solar que atravessa a atmosfera terrestre sem sofrer qualquer alteração em sua direção original.

Radiação difusa (GD): refere-se à componente da irradiação solar que, ao atravessar a atmosfera, éespalhada por aerossóis, poeira, ou mesmo, refletida pelos elementos constituintes dessa atmosfera

DB GGG

Radiação SolarConvenções

Convenção utilizada por Duffie e Beckmann [1991], na qualG - valores instantâneos da radiação solar I - valores integrados em média horária

H - valores integrados em média diáriaValores da radiação solar em média mensal são identificados pela barra, na forma

Radiação SolarConvenções e unidades

1MJ = 0,2778 kWh kWh/m2 e MJ/ m2

Radiação SolarMedição da radiação solar

Radiação SolarRadiação Solar Global Diária

Menor média anual de irradiação solar no Brasil (SC) é cerca de 30% acimada maior média de irradiação anual da Alemanha (Um dos lideresdo mercado Europeu nessesegmento)

Alemanha SE Brasil NE Brasil

Fonte: CEPEL, 2006

Radiação Solar

Se fosse toda coberta porenergia solar, a superfícieda cidade de São Paulo

(1524 km2), seria capaz de produzir mais de 50% de

todo o consumo de energiaelétrica do Brasil

Alemanha SE Brasil NE Brasil

Fonte: CEPEL, 2006

Radiação Solar

Geometria Solar

Geometria SolarAngulos solares

• Qual radiação solar incide nos diferentes telhados da casa?

• Localidade• Angulos solares• Sombreamento

Geometria SolarPosicionando corretamente os coletores

Posicionar corretamente os coletores solares visa promover:

• maior período diário de insolação sobre a bateria de coletores;

• maior captação da radiação solar em determinadas épocas do ano ou em médias anuais, dependendo do tipo de aplicação requerida ou de particularidades do uso final da água quente.

Geometria SolarLatitude e LongitudeLatitude Geográfica () corresponde à posição angular em relação à linha do Equador, considerada de latitude zero. Cada paralelo traçado em relação ao plano do Equador corresponde a uma latitude constante: positiva, se traçada ao Norte e negativa, se posicionada ao sul do Equador. Os Trópicos de Câncer e de Capricórnio correspondem às latitudes de 23o 27’ ao Norte e ao Sul, respectivamente, compreendendo a região tropical.

Longitude geográfica (L) é o ângulo medido ao longo do Equador da Terra, tendo origem no meridiano de Greenwich (referência) e extremidade no meridiano local. Na Conferência Internacional Meridiana foi definida sua variação de 0o a 180o (oeste de Greenwich) e de 0o a –180o (leste de Greenwich). A Longitude é muito importante da determinação dos fusos horários e da hora solar.

Altitude (Z) equivale à distância vertical medida entre o ponto de interesse e o nível médio do mar.

Geometria SolarLatitude e Longitude

Latitude de Maceió- 9,64o

Altitude de Maceió6,5 m

Geometria SolarLocalidades

Geometria SolarOs movimentos da Terra

A Terra descreve uma órbita elíptica em torno do Sol, que se encontra num dos focos.

O eixo de rotação, denominado eixo polar, é quase perpendicular ao plano da eclíptica, formando um ângulo com a normal ao plano da órbita de valor 23º 27’.

Geometría SolarOs movimentos da Tierra

Geometria SolarDeclinação Solar

Para o perfeito entendimento do movimento relativo entre a Terra e o Sol, recomenda-se a alteração do sistema de coordenadas para as coordenadas equatoriais. Neste caso, o movimento é feito em torno de eixos paralelos ao eixo de rotação e ao Equador, sendo uma de suas coordenadas a declinação solar ( ). ( Planilha)

365

28424523 d sen, o

Geometria SolarGarantir que o coletor solar enxergue o Sol por mais horas

Geometria SolarDeclinação SolarPlanilha

Geometria SolarInclinação

Na construção civil - dado em termos de porcentagem

Exemplo: ângulo de 30o

10030arctan

10030tan

100 cm

30 cm

Geometria SolarInclinação

Exemplo : Determine o ângulo de inclinação do telhado da figura anterior, projetado com uma inclinação de 35%.

100 cm

35 cm

b29,19

10035arctan

10035tan

Geometria SolarOrientação

Geometria SolarUsando a bússola

N

E

S

W N

E

S

W

NORTEMAGNÉTICO MAGNÉTICO

NORTE

NORTEGEOGRÁFICO

1º PASSO 2º PASSO 3º PASSO

N

W

S

E

Geometria SolarUsando a bússola

CapitalDeclinação magnética

(em graus)Porto Alegre -14,74Florianópolis -17,46

Curitiba -17,3São Paulo -19,6

Belo Horizonte -21,5Rio de Janeiro -21,4

Vitória -22,8Salvador -23,1Aracaju -23,1Maceió -22,9Recife -22,6

João Pessoa -22,4Natal -22,1

Fortaleza -21,6Teresina -21,4São Luis -20,7

Belém -19,5Macapá -18,5Palmas -19,9

Manaus -13,9Boa Vista -14,0

Porto Velho -10,6Rio Branco -7,34

Goiânia -19,2Cuiabá -15,1

Campo Grande -15,2Brasília -20,0

Geometria SolarOrientando corretamente- usando a planilha

Geometria SolarInclinando corretamenteCritério 1 – Média anual: Neste caso, a média aritmética calculada a partir das inclinações ótimas nos respectivos solstícios de verão e inverno, coincide com a própria latitude da localidade de interesse, ou seja :

fixa = ll onde é a latitude local.

Critério 2 – Favorecimento do Inverno: Este critério é muitas vezes aplicado devido à maior demanda de água quente no período de inverno. Neste caso, recomenda-se:

fixa = ll + 10° onde é a latitude local.

Critério 3 – Períodos de pico de demanda de água quente: Como, por exemplo, o aquecimento solar de água para hotéis na região nordeste do Brasil. Na maioria dos casos, a alta temporada coincide com os meses de verão, portanto o projeto solar deverá contemplar essa especificidade.

Geometria SolarPara esta cidade:

Verão

Ano todo

Inverno

O coletor solarQuanta energia ele vai produzir?

Coletores SolaresProduzindo energia

• Quanto de energia o coletor vai produzir ? • Ensaios de Etiquetagem e curvas de eficiencia

Coletores SolaresFluxos de energia

A eficiência de um colector pode ser descrita em geral por:

QN = Potência térmica disponível (W/m²) E = Irradiação que atinge a cobertura de vidro (W/m²)

EN = Irradiação disponível (W/m²) QV = Perdas térmicas (W/m²

E = irradiação que atinge a cobertura de vidro = coeficiente de transmissividade do vidro = coeficiente de absortividade absorsor

∆T = diferença de temperatura do absorsor e do ar UL = coeficiente global de perdas (W/m²K):

Coletores SolaresFluxos de energia

A eficiência de um colector pode então ser descrita por:

As perdas térmicas dependem da diferença de temperatura do absorsor e do ar e numa primeira aproximação, para absorsores de baixa temperatura esta relação élinear.

Para absorsores de alta temperatura as perdas térmicas não aumentam linearmente com a diferença de temperatura, mas aumentam mais (através de uma potência quadrática)

Coletores SolaresPerdas óticas e perdas térmicas

Coletores SolaresBalanço de energia

AGQ pcabsorvido )(ambpLperdas

TTAUQ

lateraisbasetopoL UUUU

)]([ambpLpcutil

TTUGAQ

GTTUF

FA

A ambfiLRpcR

ext

)(

Coletores SolaresFluxos de energia

É possível prever o comportamento térmico de um coletor solar a partir das características obtidas em ensaios (Rendimento Ótico – FrTa e Fator de Perdas - FrUL).

Estes valores têm de ser fornecidos pelo fabricante ou consultados na tabela do INMETRO..

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07

( Te -Tam b )/G

Efic

iênc

ia(%

)

Fr(tα)

FrUL

Coletor aberto

Coletor fechado

G T - T UF - F

AA = ambfiLR

pvR

ext

transp

Coletores SolaresCurvas de eficiencia

Coletores SolaresComparando tecnologias

Coletores SolaresTabela do Inmetro

RoteiroQuantos coletores utilizar?

Contrariamente ao critério de dimensionamento para osequipamentos convencionais, os sistemas de aquecimento solar não são dimensionados para as condições extremas ( inverno, baixa radiação solar, máxima ocupação,etc) de certos dias do ano, mas sim para as necessidadesenergéticas médias anuais. Para este tipo de tecnologianão se considera a ponta máxima previsivel do consumoenergético, mas o balanço médio anual.

Fração SolarEconomia e Viabilidade

Fração solarparcela de energia requeridapara aquecimento da água que ésuprida pela energia solar, emmédia anual

70 % de f ração solar térmica

30 % de energia conv encional

Fração SolarEconomia

Comparativo de Consumo de GN Estimado

0,00

2000,00

4000,00

6000,00

8000,00

10000,00

12000,00

14000,00

Con

sum

o G

N (m

³)

GN (m³) 10728,24 9610,16 10580,87 10981,14 11582,96 11808,29 12496,63 12467,16 11694,20 11612,43 10895,57 11140,86Solar + GN (m³) 3175,08 2366,78 2646,42 3965,73 5123,62 5575,16 5564,95 4891,43 4007,63 3638,80 3299,55 4111,45

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Analise Econômica

Custo Operacional Estimado

Alternativa Memória de Cálculo Resultado

GN (Demanda Energética / PCI / Eficiência do Aquecedor) x 12 meses = 50.000 m3

Solar + GN (Demanda Energética / PCI / Eficiência do Aquecedor) x (1 -Fração Solar) x 12 meses = 18.000 m3

Economia AnualEstimada (GN) – (Solar + GN)

32.000 m3

(64,0%)

Analise Econômica

Area coletora

Fraç

ão s

olar

Fração SolarEconomia

Cuidados de Projeto e Instalaçao

Cuidados de projetoPorte das Instalações

APLICAÇAO AQUECIMENTO CENTRAL

Escopo A1 - Qualificada para instalações residenciais-volume total de armazenamento até 1000 litros

Escopo A2 - Qualificada para instalações residenciais e comerciais- volume total de armazenamento de até 3000 litros;

Escopo A3 - Qualificada para instalações residenciais e comerciais de grande porte- volume total de armazenamento superior a 3000 litros;

Cuidados de projetoPorte das Instalações

APLICAÇAO AQUECIMENTO DE PISCINA

Escopo A1 - Qualificada para instalações residenciais-área superficial da piscina de até 40 m2;

Escopo A2 - Qualificada para instalações residenciais e comerciais-área superficial da piscina de até 100 m2;

Escopo A3 - Qualificada para instalações residenciais e comerciais de grande porte-área superficial da piscina acima de 100 m2.

Instalações Solares

HIDRÁULICA56%

ARQUITETÔNICO33%

SISTEMA DE AQUECIMENTO

SOLAR11%

Principais problemas em instalação solares

Condições de Instalação Espaço, Fixação, SombreamentoHidráulica Circulação e BalanceamentoAutomação Solar, Apoio, Anel, etcViabilidade Econômica Economia

Cuidados de projeto

ÁGUA FRIA

ÁGUA QUENTE

VEM DA CAIXA D'ÁGUA

Cuidados de projetoTermossifão Tubular

VEM DA CAIXA D'ÁGUA

30 cm

SIFÃO

Cuidados de projetoEspaço disponível

Cuidados de projetoResistência estrutural

O SAS e a estrutura de apoio, incluindo os componentesda edificação, devem resistir a:

peso próprio do coletor solar, componentes e reservatóriotérmico em regime de trabalho;

sobrecargas (incluindo vento);

expansão e contração térmica.

Se o ponto de fixação do coletor solar e seusuporte forem feitos de metais diferentes, elesdevem ser isolados de forma a impedir a eletro-corrosão.

Suportes estruturais devem ser fixados de forma a resistir às agressões do ambiente e cargas como vento, tremores, chuva, neve e gelo, de tal forma que o sistema nãoprejudique a estabilidade da edificação.

Os suportes devem ser instalados de modoque não ocorram danos nos coletores solaresdevido à dilatação térmica.

O SAS e seus componentes não devemcomprometer o escoamento de água, a impermeabilização da cobertura e a resistência estrutural.

Cuidados de projetoEstruturas de Suporte

Beneficios da TecnologíaGeração de empregos

Cuidados de projetoEstruturas de apoio

d = h x k

Latitude ( ° ) 5 0 - 5 - 10 - 15 - 20 - 25 - 30 - 35

k 0,541 0,433 0,541 0,659 0,793 0,946 1,126 1,347 1,625

Cuidados de projetoSombreamento

Os coletores solares devem ser instalados de forma a evitar locais sujeitos à sombra (vegetação, edificaçõesvizinhas, outros coletores solares, reservatóriostérmicos, elementos arquitetônicos etc).

Cuidados de projetoSombreamento - equinocios

Cuidados de projetoSombreamento - Solsticio de Verao

Cuidados de projetoSombreamento - Solsticio de Inverno

Cuidados de projetoInsercao dos Coletores Solares

O arranjo hidráulico de coletores solares deve considerar a perda de eficiência térmica do SAS e assegurar adequado equilíbrio hidráulico.

Cuidados de projetoArranjo de coletores

15ºC

22ºC

15ºC

22ºC

15ºC

22ºC

15ºC

22ºC

Máximo Recomendado: 5 a 6 coletores por bateria

Cuidados de projetoConexionado paralelo de canais

15ºC

22ºC 28ºC 33ºC 37ºC

22ºC 28ºC 33ºC

dT/G

Efic

iênc

iaIn

stan

tâne

a

Máximo Recomendado: 3 associações

Cuidados de projetoConexionado série

Cuidados de projetoArranjo de coletores

A

B

Cuidados de projetoConexionado serie-paraleloBalanceamento Hidráulico

A

B

Cuidados de projetoArranjo de coletores – associação mistaBalanceamento Hidráulico

Cuidados de projetoArranjo de coletores

Cuidados de projetoVazãodo fluido de trabalho

O valor da vazão total de operação (Qo) do circuito primário

é calculado em função da associação das baterias de

coletores solares. Adota-se, para o cálculo, o valor da vazão

de teste de eficiência dos coletores solares para banho (72 72

litroslitros porpor horahora porpor mm²²)*, devendo-se ainda determinar a área

útil (Au) da(s) bateria(s) de coletores interligados em

paralelo que recebe o fluido de trabalho diretamente da

bomba hidráulica;

Cuidados de projetoVazão do fluido de trabalho

Cuidados de projetoDimensionamento da tubulação

Velocidades máximas Vazões máximas

(mm) (pol) m/s l/hora15 1/2 1,6 72022 3/4 1,95 2.16028 1 2,25 4.32035 1.1/4 2,50 9.00042 1.1/2 2,50 14.40054 2 2,50 20.52066 2.1/2 2,50 32.04079 3 2,50 43.200104 4 2,50 64.800

Diâmetro

De acordo com a norma NBR 5626-98, a velocidade máxima da água nas tubulações não deve ultrapassar 3 m/s.

Cuidados de projetoBombas de circulação

A moto bomba deve ser capaz de suportar os fluidos na máxima temperatura encontrada no SAS e ser instalada para trabalhar afogada e de maneira a prover o acesso a serviços ou substituição.

Instala-se em linha com a tubulação:> na horizontal ou na vertical mas ...... sempre com o eixo do motor na horizontal.... sempre com a caixa de ligações elétricas acessível(para cima ou para o lado).

Respeitar o sentido de fluxo indicado na própria bomba

Instala-se na parte mais baixa do circuito hidráulico:> no tubo de ida para os coletores (circuito primário);

Cuidados de projetoSistemas de controle e monitoraçãoO comando diferencial analisa a diferença de temperaturas entre o ponto mais quente e o ponto mais frio do sistema solar térmico fazendo acionar ou parar a bomba de circulação.

Existem comandos com mais funções, para utilização em sistemas com múltipla aplicação, como é o caso de AQS juntamente com o aquecimento de uma piscina ou de um piso radiante.

Cuidados de projetoIsolamento térmico

Tubos, conexões e acessórios devem ser capazes de suportar os fluidos nas máximas temperaturas e pressão encontradas no SAS sem apresentar vazamentos, deformações ou degradação excessiva e devem ser conforme Normas Brasileiras aplicáveis.

A tubulação e seus acessórios devem ser dimensionados para transportar o fluido de trabalho nas vazões de projeto sem excessivo ruído ou vibração, o que pode induzir altos níveis de tensões mecânicas suficientes para causar danos.

Diâmetro da tubulação (mm)

Espessura do Isolamento (mm)

D ≤ 22 5

22 > D ≥ 66 10

D > 66 20

Isolamento Térmico - Polietileno Expandido

Cuidados de projetoIsolamento térmico

Cuidados de projetoCongelamento

Válvulas anti-congelamento

Sistemas de troca indireta

Outros sistemas

Cuidados de ProjetoTrocadores ou pemutadores de Calor

> Recomenda-se uma potência de permuta de 750 W/m2 de área de captação.> A eficácia do permutador deve ser tanto maior quanto possível para que o fluido térmico regresse aos coletores com uma temperatura baixa, não prejudicando o rendimento da instalação.> O permutador de calor pode ser interno (quando está dentro do depósito) ou externo (quando estáfora do depósito).

Cuidados de ProjetoTrocadores ou pemutadores de Calor

> Têm elevada eficácia (0,75), devido ao funcionamento em contracorrente como mostra a figura.> A sua manutenção é mais fácil pois são desmontáveis e de limpeza relativamente simples.> São moduláveis, podendo, caso seja necessário, acrescentar-se placas por forma a aumentar a potência.> Em instalações com volumes de acumulação maiores que 3 000 litros, recomenda-se a utilização deste tipo de permutador.> Necessitam de um bom isolamento térmico (muitas vezes esquecido). Na utilização para o aquecimento de piscinas, deverá escolher-se um permutador de material resistente à corrosão causada pelo tratamento da água.

Cuidados de projetoEstratificação térmica

Cuidados de projetoArranjo de reservatórios térmicos

Cuidados de projetoInterligação reservatórios térmicos e sistema auxiliar

Cuidados de projetointerligação reservatórios térmicos e sistema auxiliar

Produção instantânea da energia de apoio.O gerador de energia de apoio deve fornecer a potência necessária em cada instante, variável em função da temperatura do pré-aquecimento solar. Situaremos o gerador instantâneo (por exemplo, um aquecedor a gás com chama variável) à saída do acumulador solar (em série com a instalação solar).

Cuidados de projetoVálvulas de segurança> São obrigatórias em todos os circuitos submetidos a pressão e a variações de temperatura, e servem para limitar a pressão nesses mesmos circuitos.> A pressão de regulação, ou seja, a pressão à qual a válvula atua deixando escapar fluido, deve ser inferior à pressão que possa suportar o elemento mais delicado do circuito..>No circuito primário colocam-se junto ao vaso de expansão > Colocam-se também junto da entrada de água fria dos depósitos de acumulação.Nos casos em que há mais do que um depósito, o instalador(a) deverá colocar uma válvula de segurança em cada um.

Cuidados de projetoVasos de Expansão

Um fluido dilata (aumenta o volume) quando é aquecido. Num circuito solar (fechado), é o vaso de expansão que permite compensar essa dilatação, impedindo que a válvula de segurança descarregue. Em condições normais de funcionamento, a válvula de segurança do circuito primário não deve atuar. Se isso acontece é sinal de que existe alguma anomalia.O vaso de expansão deverá ser montado de acordo com uma das duas alternativas apresentadas.

Cuidados de projetoAquecimento Solar Indireto

Cuidados de projetoVálvulas misturadoras

A colocação de uma válvula misturadora termostática, na saída do reservatório permite a mistura de água fria da rede com a água quente, para uma dada temperatura regulada, pretendida para o consumo.

-possibilita a extração de maiores volumes de água;- promove a utilização racional de energia;- pode evitar queimaduras.

Deverá verificar-se a temperatura limite de funcionamento e a gama de regulação.

Aquecimento Solar emEdificações Multifamiliares

TipologiasTipos de instalações de aquecimento solar

1. Sistema individual2. Sistema central com armazenamento e apoio coletivos3. Sistema central com armazenamento central e apoios individuais4. Sistema central com armazenamento e apoio individuais