Aquecedores de água solares

Passo 2 (1 e 2)

É considerado em teste que água fria vinda da rede pública (F) estaria sempre chegando à temperatura de aproximadamente 22ºC. Da mesma forma, é considerado que o Coletor estaria sujeito a uma insolação constante, de forma que o fluido ao passar por ele retornasse ao Boiler (totalmente isolado) numa temperatura de aproximadamente 39ºC. Essa temperatura foi escolhida porque representa a temperatura média experimental verificada no interior do Boiler durante um dia ensolarado.

E ainda considerando uma temperatura média de 39ºC, fora feito um balanço de energia para diferentes razões de recirculação –“R”. Definiu-se “R” como a razão entre a taxa mássica que circula pelo coletor - “S”- pela taxa mássica do consumo “C” (disponibilizada ao usuário). Assim, para cada condição operacional, estimou-se, teoricamente, por um balanço de energia no reservatório, a máxima temperatura média que o sistema poderia fornecer aousuário/consumidor (TE), bem como o tempo necessário (tE) para que tal condição fosse alcançada (estado estacionário).

Verifica-se que a máxima temperatura do fluido disponível ao usuário (corrente de consumo – “C”) é obtida à medida que maiores razões de recirculação (“R”) são empregadas, ou seja, à medida que a taxa mássica de consumo diminui (menores “C” e, portanto, maiores “R”), a temperatura da água fornecida ao usuário tende a ser maior, pois provavelmente possibilita uma maior estratificação de fluido quente na parte superior do Boiler (ausência de turbulência capaz de proporcionar mistura intensa entre porções do fluido no topo e fundo do Boiler). Constata-se ainda que razões de recirculação acima de 1,1 conseguiriam fornecer continuamente “água quente” ao usuário.

Também mostra que na prática, o sistema proposto neste estudo jamais alcançaria o estado estacionário por limitações climáticas. Verifica-se que para atingir a máxima temperatura (39ºC) seria necessário aproximadamente 14 h irradiação solar (algo impossível porque um dia limpo e ensolarado teria no máximo 8 h de irradiação solar). Felizmente, esta constatação não traz maiores preocupações aos usuários porque, no cotidiano, as unidades de aquecimento solar instaladas em residências, instituições e comércios são providas de placas coletoras conjugadas e o consumo de “água quente” pelos usuários é quase sempre efetuado de maneira intermitente.

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