PROJETO INTEGRADOR I

AQUECEDOR SOLAR DE BAIXO CUSTO COMBINADO COM

ISOLAMENTO GEOTÉRMICO

ALUNOSALEX TELES

FABIO FREITASJULIANA SOSTERKELLY COLARES

LEILA KOBSTACIANA CORDEIRO

PROFESSORMARCOS AURÉLIO DE SOUZA

Este projeto tem o propósito de apresentar uma alternativa para aquecedores solares construídos com materiais de fácil acesso para população de baixa renda além de usar uma fonte pouco conhecida, o isolamento Geotérmico.

Com intuito de melhoria social, preservação ambiental, conservação de energia, economia financeira familiar e nacional (8 a 9 % da demanda elétrica) e redução de emissões do gás estufa CO2, colaborando para que as famílias reduzam seus gastos com energia elétrica em pelo menos 30% dos valores atuais de consumo.

Sabe-se que no Brasil a 2 metros de profundidade no solo, a temperatura se mantém constante entre 14ºC e 18ºC, aproximadamente, tanto no verão quanto no inverno. Esse fenômeno se percebe ao tocar o solo fresco recentemente escavado. Se pudéssemos transferir essa temperatura, digamos que com 16ºC, do solo para as superfícies externas das tubulações ou reservatório no subsolo, esta seria uma maneira de começar a controlar a temperatura da água que vem da concessionária, pois faria o efeito de um pré aquecimento.

Isolamento Geotérmico

Tubulação instalada a 2 metros de profundidade

O sistema é chamado de ASBC (Aquecedor Solar de Baixo Custo), o seu funcionamento inicia quando a energia solar irradiante, luz e infravermelho, incide sobre a superfície preta dos coletores.

A energia absorvida transforma-se em calor e aquece a água que está no interior dos coletores de calor.

O Princípio de Funcionamento:

Coletores – Placas de PVC

A água aquecida diminui (Tubulação Vermelha) a sua densidade e começa a se movimentar em direção a caixa, dando início a um processo natural de circulação de água, chamado de termo-sifão.

O Princípio de Funcionamento:

Portanto, o reservatório deve estar mais alto que os coletores . Esse processo é contínuo enquanto houver uma boa irradiação solar ou até toda água do circuito atingir a mesma temperatura.

Entrada e Saída de Água nos Coletores

Posicionamentos do Reservatório e Coletores

A água aquecida fica armazenada num reservatório termicamente isolado que evita a perda de calor para o ambiente. No ASBC o sistema de apoio térmico é formado por um chuveiro ligado em série com um dimmer (controlador eletrônico de potencia de um chuveiro elétrico) ou chuveiro eletrônico do tipo Termo System, que permite um ajuste fino na elevação da temperatura da água no banho.

O Princípio de Funcionamento:

Exemplo de Reservatório

Tem a função de armazenar, no decorrer de um dia, a água aquecida pelo coletor solar.

A tubulação que interliga os coletores, o reservatório e o chuveiro elétrico, podem ser montadas com tubos tradicionais de PVC utilizados normalmente em instalações hidráulicas residências.

O Princípio de Funcionamento:

Tubo de PVC soldável

O Princípio de Funcionamento:

Exemplo de montagem do Sistema com Tubulação Subterrânea

Nestes exemplos, apresentamos o sistema utilizando dois reservatórios instalados sob o telhado do imóvel, sendo o superior para água que chega da concessionária e o inferior para armazenar a água já aquecida.

A tubulação na parte inferior da exemplo 1, pode ser substituída por um reservatório subterrâneo, como mostrado no exemplo 2.

Exemplo de montagem do Sistema com Reservatório Subterrâneo

1 - Reservatório;2 - Coletores;3 - Chuveiro elétrico com misturador e dimmer para apoio térmico;4 - Sistema geral de tubos.

Representação de um ASBC Residencial:

O coletor solar tem a função de aquecer água. Com a incidência da luz solar em sua superfície exposta ao sol, a água armazenada em seu interior aquece e diminui de densidade, tornando-se mais leve que a água fria. Assim, a água presente no interior dos coletores se movimenta para o reservatório e simultaneamente a água estocada no reservatório flui em direção ao coletor.

Coletor: Principal componente de um aquecedor solar de água

Coletor feito com Placas de PVC – Dimensões 1,25 x 0,60 m

O misturador permite que a água aquecida pela energia solar chegue ao chuveiro. Caso a água aquecida esteja a uma temperatura abaixo do desejado, o usuário complementa o aquecimento por meio do acionamento de um dimmer (controlador da energia fornecida pelo chuveiro elétrico).

Misturador de Água aquecida e Sistema de Apoio Térmico

Exemplo de misturador

A tubulação pode ser feita com tubos comerciais de PVC marrom, considerando a natural limitação térmica do coletor solar ASBC. Isto evita a utilização mais complexa e custosa dos tubos de cobre ou da tecnologia CPVC.

Sistema Hidráulico

Exemplo de materiais usados

Coletores

Os principais fatores que influenciam na quantidade de coletores a serem instalados são de ordem climática, tais como poluição, umidade, vento e temperatura de cada região.

A proporção é em média de 1 a 1,5 coletor para cada 100 litros de água.

Manufatura dos componentes do Sistema ASBC

Região Quant. De Coletores (p/200L)

Sul / SP Capital 3

Interior de São Paulo 2

Outras Regiões 2

Exemplo de dados com base no Estado de São Paulo

Para montar um sistema de ASBC é necessário manufaturar algumas peças, para isto, visamos o baixo custo buscando usar materiais de fácil aquisição no mercado.

Algumas curiosidades:

De acordo com a Organização das Nações Unidas, cada pessoa necessita de 3,3 m³/pessoa/mês (cerca de 110 litros de água por dia para atender as necessidades de consumo e higiene). No entanto, no Brasil, o consumo por pessoa pode chegar a mais de 200 litros/dia. Gastar mais de 120 litros de água por dia é jogar dinheiro fora e desperdiçar nossos recursos naturais.

Fonte: ONU – Organização das Nações Unidas

- Temperatura para Banho: 25 a 38° C.- Temperatura que pode chegar a água com o sistema: 38° C no inverno e 50° C no verão.