ATPS - Aquecimento Solar

Funcionamento do Sistema de Aquecimento Solar

O sistema básico de Aquecimento de água por Energia Solar é composto por dois itens: coletores solares (placas) e reservatório térmico (boiler).

Dos Coletores Solares

As placas coletoras absorvea radiação solar, ou seja, o calor do sol captado pelas placas coletoras são transferidos para a água que circula no interior de suas tubulações de cobre.

Quando os raios do sol atravessam o vidro da tampa do coletor eles esquentam as aletas que são feitas de cobre ou alumínio e pintadas com uma tinta especial e escura que ajuda na absorção máxima da radiação solar. O calor passa então das aletas para os tubos (serpentina) que geralmente são de cobre. Então a água que está dentro da serpentina esquenta e vai direto para o reservatório do aquecedor solar .

Os coletores dividem-se em dois grupos: os planos e os alternativo. Os planos têm maior utilização em geral e são constituídos por tubos absorvedores de cobre e chapa absorvedora de cobre ou alumínio, fechados por uma placa de vidro, vedação de borracha e isolados termicamente por lã de vidro. Normalmente esta grade absorvedora é construída com configuração em paralelo.

E são instalados sobre telhados ou lajes sempre o mais próximo possível do reservatório térmico.

O numero de coletores a ser usado em uma instalação varia de acordo com o tamanho do reservatório térmico, mas também pode variar de acordo com o nível de insolação de uma região ou até mesmo de acordo com as condições da instalação.

O custo dos coletores equivale a metade do custo total de um sistema de aquecimento de água. E o melhor arranjo dos tubos é aquele de espaçamento zero entre estes.

Mais a mais, diversas grandezas podem ser atribuídas aos coletores, porém, a mais comum é sua capacidade de absorção de calor, em geral referida a área de exposição, que geralmente é de cor preta fosca. E ainda, os coletores com duas placas paralelas (TPPC) tem eficiência 6% maior que coletores com tubo em serpentina (STC) e 10% maior do que os que tem tubos paralelos (PTC).

Já os coletores alternativos tem como objetivo a redução de custo da fabricação, buscando a socialização do seu uso em sistemas de aquecimento de agua domestico e industrial.

É um sistema de aquecimento de aguas potáveis por meio de captação de energia solar em painéis termo solares. O projeto da construção do equipamento emprega materiais de baixo custo e fácil aquisição no mercado, tais como placas de forraçãoalveolares, tubos de conexão de PVC, etc.E podem ser construídos inclusive com material reciclável.

O Boiler

Já o Boiler conhecido como reservatório térmico é um recipiente para armazenamento da água aquecida.

O Boiler nada mais é do que cilindros de cobre, inox ou polipropileno, isolados termicamente com poliuretano expandido sem CFC. Desta forma, a água é conservada aquecida para consumo posterior. Já a caixa de água fria alimenta o reservatório térmico do aquecedor solar.

Alguns reservatórios térmicos vem com sistema de aquecimento auxiliar que pode ser elétrico, a gás ou ate mesmo sem esses recursos.

O tamanho do reservatório, ou seja, o volume de agua que ele é capaz de armazenar, varia de acordo com o numero de pessoas que vão utilizar o sistema diariamente, a duração média e a quantidade de banho diário, quantos serão os pontos de uso de agua quente, ou dimensão da piscina etc.

Os boilers possuem duas superfícies, uma interna e outra externa, separadas por um isolante térmico que em geral é a lã de vidro. Podem ser horizontais ou verticais.

E ainda, dividem-se em baixa pressão ou alta pressão:

• os de baixa pressão são mais econômicos e mais apropriados para construções onde a caixa de água fria estiver pouco acima do boiler, com no máximo 2 metros de desnível para os de cobre e 5 para os de aço inox. Não podem ser pressurizados ou ligados na rede pública.

• os de alta pressão são mais apropriados para sistemas pressurizados ou onde a caixa de água fria estiver muito acima do boiler, com no máximo 40 metros de desnível.

O reservatório térmico é o elemento mais custoso em um sistema de aquecimento solar e deve ser instalado, se possível, no interior das habitações (para proteção atmosférica e térmica) a um nível superior aos coletores, por forma a que a canalização seja o mais vertical possível, dispensando assim a bomba de circulação.

Do sistema

Em sistemas convencionais, a água circula entre os coletores e o reservatório térmico através de um sistema natural chamado termossifão, na qual a água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório. Desta forma, a água fria força a água quente gerando a circulação. Esses sistemas são denominados decirculação natural ou termossifão.

Outrossim, a circulação da água também acorrer através de motobombas em um processo denominado de circulação forçada ou bombeado. Tais processos são normalmente utilizados em piscinas e sistemas de grandes volumes.

Dos Materiais utilizados para um aquecedor solar de baixo custo

A necessidade de soluções adequadas à realidade da pobreza faz com que se busque uma tecnologia solar para aquecimento de água, que possa atender a população com recursos financeiros limitados. Apesar de pouco difundidas e ainda restritas a experiências isoladas, as tecnologias de baixo custo para aquecimento de água residencial aliam baixos investimentos e eficiência térmica.

Esses tipos de coletores tem sido objeto de inúmeros estudos e pesquisas desde 1950.

Willier e Hottel em 1958 e Bliss em 1959, estudaram pela primeira vez o desempenho térmico de coletor com tubos paralelos e suas conclusoes seriram de base para muitas outras pesquisas.

Riviera, em 1994, apresentou trabalho sobre coletor alternativo tubular com varias unidades absorvedoras de PVC. Lourenço em 1997, mostrou nos resultados