DANILO SCARABEL1

AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE UM MODELO DE AQUECEDOR

DE ÁGUA SUSTENTADO A LENHA.

RESUMO

O presente trabalho avalia uma alternativa para aquecimento de água em um

domicílio através de fontes renováveis de energia, utilizando a lenha como o

Energético. Domicilio localizado na cidade de Peabiru – PR. O sistema constitui de

uma serpentina construída com tubos de cobre instalada em um fogão a lenha. O

aquecedor foi submetido a um teste de tempo que levaria para o aquecimento para

que assim se fizesse a analise de eficiência. Colocou-se 3 kg de lenha no fogão

utilizou-se de um cronometro digital e um termômetro a lazer para realizar as leituras

de temperatura da água do qual foram obtidos os seguintes resultados: A

temperatura inicial antes de ascender o forno era de 19,70ºC, 5 minutos após a

temperatura da água era de 23,30°C, com 10 minutos 39,80°C, aos 20 minutos a

água atingia uma temperatura de 45,30°C, com 30 minutos 63.20°C, e uma hora

após a água ta atingia os 79,30°C. a água desce da caixa d’água da residência entra

no boiler do sistema de aquecimento com capacidade de 60 litros, vai ate a

serpentina e na medida que a água é aquecida retorna quente para o boiler e é

distribuída quente para o tanque da lavanderia, pia da cozinha e para o chuveiro.

PALAVRAS-CHAVE: 1. Aquecedor a lenha; 2. Serpentina; 3. Economia de energia;

4. Fontes renováveis de energia.

1 Acadêmico do curso de Tecnologia em Materiais de Construção, UTFPR/Campo Mourão, 4ºPeríodo, Disciplina de Hidráulica Básica.

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

CAMPUS DE CAMPO MOURÃOCURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO

1- INTRODUÇÃO

Uma alternativa viável para economia de energia elétrica conforto na hora do banho

seria o aquecedor de água movido a lenha proposto neste trabalho, uma medida

simples de fácil instalação e utilização onde a tubulação em material de cobre

localizada no reservatório de lenha do próprio fogão da cozinha da residência. a

tubulação de cobre foi escolhida devido a sua alta condutibilidade térmica facilitando

a troca de energia com a água e pela resistência a corrosão com relação as outras

tubulações metálicas do mercado. O tipo de material contido na tubulação do

sistema não interfere só na qualidade eficiência e na durabilidade, mas também no

custo para aquisição já que as tubulações de cobre têm custo relativamente maior

do que os outros tipos de tubulações. Segundo Souza, et al., (2003)o interesse no

estudo de fogões a lenha como equipamento térmico, começou a surgir somente por

volta da década de 70, daí pra frente já começou a surgir programas de melhoria e

disseminação de novas tecnologias tudo com objetivo de combater a escassez de

lenha nos países em desenvolvimento.e completam ainda que nessa época, a

grande maioria da população mundial utilizava fogões a lenha para a cocção de

alimentos. Aliando um aquecedor de água na fornalha do fogão a lenha pode-se

aproveitar a energia consumida e este trabalho tem por finalidade principal testar um

sistema de aquecimento de água por serpentina acoplada na fornalha de um fogão

de lenha quanto a sua eficiência se realmente atende as condições de temperatura

para um banho com conforto e economia. e se realmente pode ser difundido e

comercializado.

2-REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

O uso em larga escala do fogão a lenha desperta duas preocupações:

Com o aumento crescente no consumo de lenha e conseqüentemente o

desmatamento de matas nativas e de florestas. A outra preocupante é a elevação

dos índices de poluição que é resultado da combustão incompleta liberando gases e

particulados na atmosfera. Mas que, entretanto existem casos, mas isolados em que

esses materiais gerados não chegariam a provocar um aumento nos índices de

poluição. (WANDER apud BARRETO; DOS SANTOS.,2004). Mas pode se dizer que

a energia utilizada seria de fontes renováveis se for utilizada de madeira de

reflorestamento que dificilmente seria aplicado na zona urbana que em geral vai

utilizar como energia madeiras que já não tem mais utilidade e que podem ate

serem provenientes de área de reflorestamento. Na zona rural se tornaria mais fácil

produzir seu próprio combustível bastaria possuir seu próprio programa de

reflorestamento.

“O cobre apresenta excelente resistência à corrosão e à pressão, atendendo aos

limites impostos pela NBR 7198. Apresenta também resistência ao golpe de aríete”.

Ghesi e Gugel (2005, p. 14).

3 - MATERIAL E METODOS UTILIZADOS

Os instrumentos utilizados para fazer os testes de tempo de aquecimento e

temperatura atingida foram:

• 1 balança mecânica de cozinha com capacidade de 10 kg precisão de 50 g.

• 1 Cronometro digital.

• 1 Termômetro digital infravermelho com mira lazer Escalas: -50ºC ~ 750ºC.

3.1- RESULTADOS E DISCUSSÃO

O aquecedor foi instalado conforme representação abaixo:

FIGURA 1 Representação de instalação do aquecedor.

O teste realizado com o aquecedor fez se da seguinte maneira:

Primeiro tomou-se a temperatura da água sem a utilização do aquecedor, e

apresentou temperatura de 19,70ºC.

Adicionou-se 3 kg de lenha no fogão Ascendeu-se o fogão onde passa a tubulação

de aquecimento as 14h25 minutos.

No intervalo de uma hora foi coletado 6 medidas de temperatura da água aquecida

pelo sistema de aquecimento foram elas:

Cinco minutos após, a água já apresentava temperatura de 23,30ºC, e a

temperatura na parede do forno 126°C, em seguida com 10 minutos a temperatura

da água foi de 39,80°C e a temperatura na parede interna do fogão chegando aos

170.70°C. Com 20 minutos a água atingiu uma temperatura de 45.30°C e a

temperatura nas paredes do fogão 249.40°C. 30 minutos depois de aceso a água

chegou a uma temperatura de 63.20°C e a parede interna do fogão aos 260°C. Por

fim uma hora após as 15h25 minutos a água atingiu uma temperatura de 79.30°C e

a parede do fogão chegando aos 257°C.

4- CONSIDERAÇÕES FINAIS

O boiler utilizado no sistema não é revestido, portanto pode perder calor com o

meio ambiente mais rapidamente não conservando assim a temperatura da água

presente ali dentro. Os métodos de fabricação também não tiveram nem um tipo de

estudo técnico nem segue reivindicações de normas técnicas. O usuário e

desenvolvedor do aquecedor diz que em tempos de inverno a água mantém a

temperatura estável por cerca de 4 horas e que em tempos quentes de verão a água

no reservatório tende a perder calor após umas oito horas após desligado o fogão. O

emprego de um simples boiler termicamente isolado já manteria a água aquecida

por um tempo superior. Vale ressaltar que a utilização de lenha como fonte de calor

na fornalha não produz temperatura constante, a quantidade de lenha introduzida

interfere no aquecimento, e obter um controle da temperatura seria necessário a

realização de outros testes regulando a quantidade de lenha a ser queimada.

Então; com um custo aproximado de R$ 700,00 para aquisição do sistema se pode

aquecer a água do banho rápido e facilmente e economizando consideravelmente a

fatura de energia elétrica, e em pouco tempo com essa economia nas faturas pode-

se recuperar o valor investido. E alem de dirigir a água nos chuveiros essa mesma

água pode ser distribuída para pias e lavanderias trazendo conforto com baixo custo.

5-REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO

BARRETO, G. L.F; DOS SANTOS, J. C. V. Estudo de Alternativas para

Suprimento de Água Quente para Domicílios Rurais. Acesso em: 30/06/2008.

Disponível em:

http://editoradaulbra.com.br/catalogo/periodicos/pdf/periodico14.pdf#page=5

GHESI E; GUGEL E. C. INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA QUENTE. Acesso em: 20/06/2008. Disponível em: http://www.labeee.ufsc.br/arquivos/publicacoes/ecv5317_aguaquente_29_08_2005.pdf

SOUZA, R.C. R. et al. Aperfeiçoamento e difusão de fogão a lenha de

queima limpa no estado do amazonas. Acesso em: 29/06/2008.

Disponível em: http://www.proceedings.scielo.br/scielo.php?

pid=MSC0000000022000000200038&script=sci_arttext&tlng=pt.