AVALIAÇÃO DOS ATRIBUTOS CONSTRUTIVOS E … · NBR 10184: Coletores solares planos para líquidos...
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AVALIAÇÃO DOS ATRIBUTOS CONSTRUTIVOS E OPERACIONAIS DE UM AQUECEDOR SOLAR ECOLÓGICO. Marco Túlio Batista Prado (PIBIC/Fundação Araucária - UEPG), Altair Justino (Orientador), e-mail: [email protected]. Universidade Estadual de Ponta Grossa/Departamento de Agronomia, Ponta Grossa, PR. Engenharias - aproveitamento da energia. Palavras-chave: aquecedor, reciclagem, desenvolvimento sustentável. Resumo: O Brasil tem um grande potencial para utilização de energia solar, porém sua participação no balanço energético do país é insignificante. O objetivo desse trabalho foi construir e avaliar a eficiência, em dias de baixa incidência de radiação solar na região de Ponta Grossa, de um aquecedor solar ecológico adaptado do modelo desenvolvido por José Alcino Alano e divulgado pelo Programa “Desperdício Zero” da Secretaria de Estado do Meio Ambiente e Recursos Hídricos do Paraná, que além de auxiliar na reciclagem direta sem qualquer processo industrial nos descartáveis, é uma opção para economia de energia elétrica. Este estudo faz-se importante e complementar aos dados já divulgados na literatura, tendo em vista que a eficiência do aquecedor varia com a região, clima e época do ano. O aquecedor é conectado em um reservatório cujo ciclo de aquecimento utiliza o principio termo sifão, ou seja, água quente migra do aquecedor para parte superior do reservatório enquanto que a água fria por ser mais pesada flui para parte inferior. As temperaturas da água antes e depois de aquecida foram monitoradas através de um registrador eletrônico de sinais analógicos com dois canais conectados a sensores do tipo PT 100 e a incidência da radiação solar registrada em equipamento manual específico. Observou-se eficiência de fato no sistema de aquecedor solar ecológico, porém as temperaturas atingidas na maioria dos dias não são adequadas para um banho confortável nas condições climáticas deste período na região de Ponta Grossa (PR). Introdução O Brasil possui grande potencial para utilização da energia solar, embora muito pouco dessa aplicação de energia tenha sido adotado pelo país. Como o território nacional é muito extenso, e o clima varia muito de região para região, faz-se necessário estudos diferentes para o aproveitamento desta fonte de energia. Este trabalho consistiu-se num estudo de um modelo adaptado de aquecedor solar ecológico desenvolvido por José Alcino Alano Anais do XIX EAIC – 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava –PR.
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AVALIAÇÃO DOS ATRIBUTOS CONSTRUTIVOS E OPERACIONAIS DE UM AQUECEDOR SOLAR ECOLÓGICO.
Marco Túlio Batista Prado (PIBIC/Fundação Araucária - UEPG), Altair Justino (Orientador), e-mail: [email protected].
Universidade Estadual de Ponta Grossa/Departamento de Agronomia, Ponta Grossa, PR.
Engenharias - aproveitamento da energia.
Palavras-chave: aquecedor, reciclagem, desenvolvimento sustentável.
Resumo:
O Brasil tem um grande potencial para utilização de energia solar, porém sua participação no balanço energético do país é insignificante. O objetivo desse trabalho foi construir e avaliar a eficiência, em dias de baixa incidência de radiação solar na região de Ponta Grossa, de um aquecedor solar ecológico adaptado do modelo desenvolvido por José Alcino Alano e divulgado pelo Programa “Desperdício Zero” da Secretaria de Estado do Meio Ambiente e Recursos Hídricos do Paraná, que além de auxiliar na reciclagem direta sem qualquer processo industrial nos descartáveis, é uma opção para economia de energia elétrica. Este estudo faz-se importante e complementar aos dados já divulgados na literatura, tendo em vista que a eficiência do aquecedor varia com a região, clima e época do ano. O aquecedor é conectado em um reservatório cujo ciclo de aquecimento utiliza o principio termo sifão, ou seja, água quente migra do aquecedor para parte superior do reservatório enquanto que a água fria por ser mais pesada flui para parte inferior. As temperaturas da água antes e depois de aquecida foram monitoradas através de um registrador eletrônico de sinais analógicos com dois canais conectados a sensores do tipo PT 100 e a incidência da radiação solar registrada em equipamento manual específico. Observou-se eficiência de fato no sistema de aquecedor solar ecológico, porém as temperaturas atingidas na maioria dos dias não são adequadas para um banho confortável nas condições climáticas deste período na região de Ponta Grossa (PR).
Introdução
O Brasil possui grande potencial para utilização da energia solar, embora muito pouco dessa aplicação de energia tenha sido adotado pelo país. Como o território nacional é muito extenso, e o clima varia muito de região para região, faz-se necessário estudos diferentes para o aproveitamento desta fonte de energia. Este trabalho consistiu-se num estudo de um modelo adaptado de aquecedor solar ecológico desenvolvido por José Alcino Alano
Anais do XIX EAIC – 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava –PR.
(2006), e verificação de sua eficiência em dias de baixa incidência solar na cidade de Ponta Grossa (PR).
Materiais e métodos
Para a montagem do aquecedor solar foram utilizadas 260 garrafas de Politereftalato de etileno “PET” com capacidade de 2 litros, 220 caixas de embalagem cartonada longa vida com capacidade de 1 litro, tubos e conexões em PVC, o que resultou em quatro módulos de 1m2 cada,
Para o registro das temperaturas ambiente de entrada de água para o aquecedor solar e da saída de água quente do aquecedor para o reservatório foi utilizado um registrador eletrônico de sinais analógicos com dois canais conectados a sensores do tipo PT 100
O registro da radiação solar foi realizado em estação meteorológica próxima ao local do estudo.
O aquecedor foi conectado à um reservatório (Figura 1) cujo ciclo de aquecimento utiliza o principio termo sifão, ou seja, água quente migra do aquecedor para parte superior do reservatório enquanto que a água fria por ser mais pesada flui para parte inferior.
Os dados foram registrados no período de inverno (01/07 a 12/07/2010), onde se evidencia as mais baixas incidências de radiação solar e temperaturas ambientes no hemisfério sul.
Figura 1 – Instalação do aquecedor ecológico e reservatório de água
Resultados e Discussão
Foram analisados dados dos 12 primeiros dias do mês de julho de 2010, onde se observou no período, uma taxa de radiação solar máxima média de
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660,5 W/m². Os horários onde se obteve, no período estudado, a maior radiação solar incidente, a máxima temperatura de saída de água quente e a respectiva temperatura ambiente da entrada de água, bem como os valores registrados para 00:00 hora de cada dia, são apresentados na Tabela 1.
Como na caixa d’água na qual se instalou o sistema não foi aplicado um isolamento térmico, os resultados da temperatura da água de saída do aquecedor na ausência de incidência solar em comparação da mesma temperatura no horário da máxima incidência de radiação solar mostraram uma perda considerável de temperatura da água, de tal modo que a ausência de isolamento, nesta época do ano, pode comprometer o uso da água aquecida em determinados horários do dia.
Tabela 1 – Temperatura da água de entrada e saída do aquecedor solar no horário de máxima radiação e à zero hora (período de 01/07 a 12/07/2010).
Dia Períodoobservado
Rad. solarmax/mín (W/m²)
Temp.entrada
(°C)
Temp. saída(°C)
Hora ∆T (°C)
01/07/10 8:00/18:00 669 26,4 40,0 15:00 13,600:00 0 16,5 22,9 00:00 6,4
02/07/10 8:00/18:00 662 24,5 31,1 17:00 6,600:00 0 15,8 21,7 00:00 5,9
03/07/10 8:00/18:00 675 25,7 40,0 16:00 14,300:00 0 14,6 20,0 00:00 5,4
04/07/10 8:00/18:00 694 26,8 31,1 14:00 4,300:00 0 14,6 22,0 00:00 7,4
05/07/10 8:00/18:00 671 31,7 38,3 15:00 6,600:00 0 15,6 20,0 00:00 4,4
06/07/10 8:00/18:00 663 32,2 40,7 15:00 8,500:00 0 16,4 22,4 00:00 6,0
07/07/10 8:00/18:00 595 29,4 37,4 14:00 8,000:00 0 16,1 23,6 00:00 7,5
08/07/10 8:00/18:00 682 30,5 39,5 15:00 9,000:00 0 16,5 22,4 00:00 5,9
09/07/10 8:00/18:00 643 34,1 39,7 16:00 5,600:00 0 18,7 23,9 00:00 5,2
10/07/10 8:00/18:00 647 24,7 34,9 12:00 10,200:00 0 18,1 24,2 00:00 6,1
11/07/10 8:00/18:00 669 32,6 43,0 14:00 10,400:00 0 17,5 21,6 00:00 3,8
12/07/10 8:00/18:00 657 35,6 44,6 14:00 9,000:00 0 19,3 25,2 00:00 5,9
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Já nos horários de máxima incidência de radiação solar obteve-se temperatura da água na saída do aquecedor acima de 31°C com a máxima de 44,6°C, dentro da faixa de temperatura para um banho agradável em dias frios.
Com a diferença entre a temperatura da água quente e a temperatura da água natural, apenas nos horários com radiação solar, obteve-se o rendimento máximo alcançado que na média do período avaliado foi de 30,75%.
Conclusões
Concluiu-se que o sistema de aquecedor solar ecológico desenvolvido por José Alcino Alano no período estudado mostrou ser eficiente no inverno para a região de Ponta Grossa (PR), atingindo um rendimento máximo médio de 30,75%. Baseando-se no fato de que para um banho agradável em dias frios a água deve se encontrar na faixa de 35° à 40ºC, verificou-se que a temperatura foi atingida nos horários de máxima incidência de radiação solar.
A caixa d’água deve contemplar sistema de isolamento térmico, uma vez que se verificou perda acentuada na temperatura da água nos horários sem radiação solar.
Agradecimentos
Agradeço à meu orientador Altair Justino, colaboradores com o projeto, professor Carlos Roberto Balarin, Bruno Aurélio de Camargo, Jhonattan Vieira de Souza, à prefeitura do campus da UEPG, e ao autor do projeto original, José Alcino Alano.
Referências Alano, J.A. e família. Manual Sobre a Construção e Instalação do
Aquecedor Solar Descartáveis. 2006, 48.Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10184: Coletores
solares planos para líquidos – Determinação do rendimento térmico. 1988, 25p.
Pimentel, J.R.; Luciano, E.A. e Morais, M.B. Sistema de Aquecimento Solar Didático. Revista Brasileira de Ensino de Física. 1989, Vol. 11, p.3-14.
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