Guia para Instaladores de Colectores Solares pr... · Verificação do Funcionamento Global do...

Fundos Estruturais

Guia para Instaladores deColectores Solares

Aquecimento de gua com Garantia de Qualidade

Iniciativa promovida e financiada por

Fichas

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04 - 05

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34 - 38

ndice

Iniciativa Pblica AQSpP

Primeiras Indicaes e Recomendaes

Unifilar Genrico de uma Instalao de Colectores Solares

Caractersticas do Colector

Ligao entre Colectores

Ligao entre Baterias de Colectores e Rede de Tubagem

Montagem de Baterias de Colectores

Acessrios dos Colectores Solares

Inclinao e Orientao dos Colectores

Sombreamento e Distncia entre Fileiras de Colectores

Estrutura de Suporte

Vaso de Expanso

Bomba de Circulao

Comando Diferencial

Permutador de Calor

Vlvula de Segurana

Vlvula de Reteno

Vlvula de Passagem

Vlvula de Trs Vias

Vlvula Misturadora Termosttica

Depsito de Acumulao

Ligao com o Equipamento de Energia de Apoio

Enchimento do Circuito Primrio

Verificao do Funcionamento Global do Sistema

Acabamentos Finais

Preparao e Programao de Obra

Monitorizao

Soldadura e Brasagem de Tubos de Cobre e Acessrios

G U I A P A R A I N S T A L A D O R E S D E C O L E C T O R E S S O L A R E S

Iniciativa Pblica AQSpP

Em finais de 2001, atravs da Resoluo do Conselho de Ministros n 154/2001, de 19 de Outubro, foi lanado o programa Eficincia

Energtica e Energias Endgenas, Programa E4, o qual rene um conjunto de medidas para melhorar a eficincia energtica e o apro-

veitamento das energias renovveis em Portugal, entre as quais a promoo do recurso a colectores solares para aquecimento de gua,

quer nos sectores residencial e servios, quer na indstria: programa gua Quente Solar para Portugal (AQSpP).

Para implementar este programa e aumentar a contribuio dos colectores solares para aquecimento de gua, o POE - Programa

Operacional da Economia, actual PRIME - Programa de Incentivos Modernizao da Economia, aprovou a iniciativa pblica IP-AQSpP

promovida pela Direco Geral de Geologia e Energia (DGGE), potenciando sinergias entre vrias instituies com vista sua concreti-

zao: a Agncia para a Energia (ADENE), o Instituto Nacional de Engenharia, Tecnologia e Inovao (INETI), a Sociedade Portuguesa de

Energia Solar (SPES) e a Associao Portuguesa da Indstria Solar (APISOLAR).

O objectivo especfico do sub-programa AQSpP a criao de um mercado sustentvel de energia solar, com nfase na vertente

"Garantia da Qualidade", de cerca de 150 000 m2 de colectores por ano, que poder conduzir a uma meta da ordem de 1 milho de m2

de colectores instalados e operacionais at 2010.

Para contribuir para a sustentabilidade do mercado e uma nova imagem do produto, os profissionais credenciados do sector s instalam

equipamentos certificados e oferecem garantias de 6 anos, contra todos os defeitos de fabrico e de instalao, incluindo a manuteno dos

equipamentos instalados durante o mesmo perodo. Esta brochura pretende servir como guia de informao bsica para o instalador(a) e a

sua formao tcnica, contribuindo para a garantia de qualidade das instalaes solares trmicas.

G U I A P A R A I N S T A L A D O R E S D E C O L E C T O R E S S O L A R E S #1

Primeiras Indicaes e Recomendaes

> O instalador(a) de colectores solares dever frequentar um curso de formao que lhe confira um certificado deaptido profissional (CAP). Para alm de adquirir vantagem concorrencial, com a frequncia do curso o instala-dor(a), poder adquirir conhecimentos que lhe permitam evitar situaes de avaria que apenas representaroprejuzos e descrdito no mercado.

> As instalaes de colectores solares trmicos podem classificar-se em trs categorias consoante a rea de cap-tao (Acol):

1. Instalaes de pequena dimenso - Acol 10 m2

o caso dos sistemas do tipo KIT, que so habitualmente fornecidos com um esquema de montagem e comtodos os componentes necessrios para a sua instalao. Quando houver dvida, o instalador(a) no dever pro-ceder montagem sem primeiro contactar o fornecedor. Caso opte por fazer uma instalao recorrendo a componentes de diferentes fornecedores, o instalador(a) deve-r procurar apoio junto do fornecedor dos colectores solares, no sentido de garantir uma montagem correcta. indispensvel saber quais os limites das temperaturas e presses de trabalho no sistema, de forma a assegurar,junto dos respectivos fornecedores, que cada componente e / ou acessrio o indicado para utilizar na instalao. habitual este tipo de apoio, estando a maioria dos fornecedores preparados para o prestar [fichas 16 a 27].

2. Instalaes de mdia dimenso - 10 m2 < Acol < 100 m2

indispensvel um projecto, devendo o instalador(a) estar habilitado a interpret-lo por forma a execut-lo cor-rectamente. Aconselha-se a instalao de um conjunto de acessrios que permitam, em qualquer altura, a monitorizao dosistema [ficha 33].

3. Instalaes de grande dimenso - Acol > 100 m2

indispensvel um projecto, devendo o instalador(a) estar habilitado a interpret-lo por forma a execut-lo cor-rectamente. Aconselha-se a instalao de acessrios e equipamentos que permitam a monitorizao permanente do siste-ma [ficha 33].


Unifilar Genrico de uma Instalao de Colectores Solares

1_colector solar; 2_depsito de acumulao; 3_permutador de calor; 4_vaso de expanso; 5_bomba circuladora;

6_comando diferencial; 7_purgador de ar; 8_sonda de temperatura; 9_energia de apoio; 10_vlvula de segurana;

11_vlvula de reteno; 12_vlvula de passagem; 13_vlvula misturadora; 14_contador de gua; 15_esgoto sifonado

16_termmetro; 17_manmetro


Caractersticas do Colector

possvel prever o comportamento trmico de um colector solar a partir das caractersticas obtidas

em ensaios (Rendimento ptico - F0 e Factor de Perdas - FUL). Estes valores tm de ser forneci-

dos pelo fabricante.

A tabela apresenta 4 exemplos do comportamento trmico dos colectores mais comuns, e pode aju-

dar a prever o comportamento trmico de um outro colector. Basta situ-lo na tabela, de acordo com

as suas caractersticas prprias (F0 , FUL, Acol).

Tipo de colector Sem cobertura Preto bao Select ivo CPC

Rendimento ptico (F0) 0,9 0,75 0,75 0,70

Factor de perdas (FUL) (W/Cm2) 20 8,5 5,3 3,4

Temperatura de estagnao (C) 65 108 162 226

Caudal recomendado (kg/hm2) 172 73 46 29

rea de cobertura transparente (Acol) (m2) 2 2 2 2

Temperatura de entrada (Tin) | (C) 25,0 | 40,0 25,0 | 40,0 25,0 | 40,0 25,0 | 40,0

Temperatura de sada (Tout) | (C) 28,8 | 42,4 32,9 | 46,5 37,9 | 51,5 44,3 | 57,8

Nota: para obter estes valores, considerou-se: fluido com 20% de anti-congelante; temperatura ambiente 20C; radiao solar 1 000 W/m 2.


Ligao entre Colectores (1/2)

baixo custo

instalao simples

qualquer colector (1)

n colectores mx. (contacte o fornecedor)

menor rendimento

maior perda de carga

custo mais elevado

instalao menos simples

qualquer colector (1)

maior nmero de colectores (2)

maior rendimento

menor perda de carga

baixo custo

instalao simples

s possvel em colectorescom 4 entradas

mximo aconselhvel 4 colectores

maior rendimento

menor perda de carga

> Ligao em srie > Ligao em paralelo > Ligao em paralelo de canais

Nota (1): existem colectores com entrada e sada apenas no topo ou na parte inferior. O esquema de ligao em srie e em paralelo seme-lhante ao que se apresenta acima embora no seja possvel a ligao em paralelo de canais. Nota (2): o custo deste tipo de ligao e o equilbrio hidrulico condicionaro o nmero mximo de colectores do projecto.

Os esquemas de ligao entre colectores apresentam as seguintes vantagens e inconvenientes:


Ligao entre Colectores (2/2)

O esquema de ligao entre colectores deve assegurar o equilbrio hidrulico do circuito, para optimizar orendimento global:

> circuito no equilibrado hidraulicamente

> alimentao invertida (menores perdas trmicas na rede de tubagem)

> retorno invertido


Ligao entre Baterias de Colectores e Rede de Tubagem

> Em instalaes de maior dimenso pode optar-se, quando possvel, por ligaes em paralelo de

canais e / ou em srie entre colectores pertencentes a um mesmo grupo (bateria), sem prejudicar o

bom funcionamento do sistema. O equilbrio hidrulico conseguido, como mostra o exemplo, atra-

vs das ligaes (alimentao invertida) entre baterias.

> No caso de existirem baterias diferentes (diferente nmero de colectores), o caudal em cada uma

delas tem que ser ajustado para o valor recomendado (por m2) [ficha 3], por forma a que a temperatu-

ra de sada seja igual em todas.

Equilbrio Hidrulico

- A ltima bateria de colectores a ser

alimentada

- a primeira bateria a devolver o fluido

(quente)

Importante:

Em caso de dvida contacte o fornecedor

A

B


Montagem de Baterias de Colectores

> No enchimento de um circuito hidrulico, entra sempre ar que se encontra dissolvido na gua. A exis-

tncia de bolsas de ar ao longo da rede de tubagem e colectores pode impedir a circulao do fluido e,

consequentemente o funcionamento do sistema.

> recomendvel montar as fileiras de colectores com uma ligeira inclinao (levantar aproximadamen-

te 2 mm por cada metro de comprimento), como mostra o exemplo da figura, para facilitar a sada des-

sas bolsas de ar, aquando do enchimento do circuito.

> Sempre que haja uma descida na rede de tubagem [1], e sada de uma bateria de colectores (antes

da ligao rede de tubagem principal) [2], indispensvel a colocao de purgadores de ar [ficha 8].


Acessrios dos Colectores Solares

Ao escolher e montar os acessrios nos colectores ter em ateno:

> a sonda de temperatura tem de ficar mesmo dentro da sada do colector, e bem justa bainha do aces-

srio, como mostra a figura;

> o tipo de purgador utilizado depende da temperatura de funcionamento do sistema. Nos sistemas em

que a temperatura no ultrapassa os 150C, para facilitar a purga, podem utilizar-se purgadores de ar

automticos, precedidos de uma vlvula de corte, que deve ser fechada quando no houver mais ar no

circuito. Por outro lado, nos sistemas que atingem temperaturas superiores a 150C, apenas podem ser

utilizados purgadores manuais (sem manpulo), adequados para a temperatura mxima prevista.


Inclinao e Orientao dos Colectores (1/2)

> A inclinao ideal [ficha 10] com que devem ser montados os colectores solares, depende da loca-

lizao geogrfica (latitude) e do perodo do ano de maior consumo de gua quente (utilizao mais

concentrada).

> Por exemplo, se a instalao tem como objectivo produzir gua quente sanitria (AQS) para uma resi-

dncia de utilizao permanente, a inclinao ideal [ficha 10] deve permitir captar a maior quantida-

de de energia durante todo o ano.

> Um exemplo diferente o caso de um hotel de temporada que pode estar completo no semestre de

Vero (Abril a Setembro) e menos ocupado no semestre de Inverno (Outubro a Maro) ou vice-versa.

Neste caso, a inclinao ideal [ficha 10] dever permitir captar a maior quantidade de energia na tem-

porada de maior utilizao.

> As figuras mostram a variao da altura do sol nos 3 perodos referidos e a respectiva inclinao

recomendada em Faro.

ExemploFaro - Semestre Vero

ExemploFaro - Todo o ano

ExemploFaro - Semestre Inverno


Inclinao e Orientao dos Colectores (2/2)

> A tabela apresenta a regra para obter a inclinao ideal, e d exemplos para diferentes perodos de

maior consumo de gua quente, em trs localizaes geogrficas com diferentes latitudes.

> Ateno aos sistemas em termossifo: alguns podem no funcionar com inclinaes inferiores a 15.

> H sistemas em monobloco (colector com depsito acoplado) com limitao da inclinao mxima.

Informe-se com o fornecedor.

> A orientao ideal para os colectores solares o Sul geogrfico (5 a Oeste do Sul magntico).

> Por vezes, por razes estticas e / ou de segurana, prefervel assumir desvios inclinao e / ou

orientao ideais. Por exemplo, um colector instalado sobre o telhado, com a mesma inclinao, pode

produzir menor impacto visual esttico.

> Desvios at 20 para Este ou Oeste na orientao e / ou at 15 na inclinao no prejudicam mais

do que 5% na captao. Em caso de desvios superiores contacte o fornecedor.

> Devido s neblinas matinais (muito provveis no litoral), se houver necessidade de fazer um desvio

na orientao, prefervel faz-lo na direco oeste para retardar um pouco a captao.

INCLINAO IDEAL

Perodo de Maior Consumo Todo o ano Semestre de Vero Semestre de Inverno

Localizao Geogrfica (Latitude) Latitude 5 Latitude 15 Latitude + 15

Bragana (41,84 N) 37 27 57

Lisboa (39,06 N) 34 24 54

Faro (37,47 N) 32 22 52

Regra


Sombreamento e Distncia entre Fileiras de Colectores

> De uma forma geral os colectores solares devem ser montados

num local livre de sombras. O instalador(a) dever ter em conside-

rao no s os obstculos existentes como tambm os que esto

previstos para o futuro, tais como, por exemplo: edifcios prximos,

chamins, caixas de ascensores e rvores.

> No caso de vrias fileiras de colectores, dever garantir-se que

estas no projectam sombra umas sobre as outras. Para isso, o

instalador(a) dever respeitar uma distncia entre fileiras. A tabela

indica qual a distncia mnima entre fileiras de colectores (L = 2 m),

a instalar numa cobertura em terrao, para as inclinaes dos

exemplos apresentados na ficha 10. Se respeitar esta distncia

(colectores com 2 m de comprimento) no ter problemas.

Direco dos raios solaress 12:00 h solares noSolstcio de Inverno

d - distncia mnima entre fileiras (m)

Perodo de utilizao da instalao solar

Localizao (Latitude) Todo o ano Semestre de Vero Semestre de Inverno

Bragana (41,84 N) 4,2 2,6 4,7

Lisboa (39,06 N) 3,8 2,5 4,3

Faro (37,47 N) 3,6 2,4 4,1

L


Ao montar a estrutura de suporte o instalador(a) dever ter em considerao os seguintes aspectos:

> no debilitar de forma alguma a estrutura do telhado. Verificar bem o estado de conservao das

coberturas (em especial as mais antigas), que podem no estar aptas para suportar o peso de um

sistema solar;

> no caso de sistemas monobloco, no esquecer a carga adicional da massa de gua correspondente

ao volume do depsito;

> garantir a perfeita impermeabilizao dos furos feitos em lajes e em telhas. O instalador(a) no deve-

r esquecer que eventuais problemas que surjam, aps a montagem do sistema, ser-lhe-o atribudos;

> a estrutura de suporte no pode impedir o escoamento correcto da gua da chuva. Especial ateno

para o caso de coberturas com telhas planas;

> devem utilizar-se parafusos, porcas e anilhas em ao inoxidvel;

> proteger a estrutura metlica da corroso;

> garantir a resistncia da estrutura aco do vento e aco ssmica;

> fixar a estrutura de suporte a sapatas de beto, nos casos em que a superfcie de instalao terra.

Estrutura de Suporte


Vaso de Expanso

Presso (bar)

Prelat iva Pabsoluta

Presso no circuito - Pcirc. 3,0 4,0 1

Presso no vaso de expanso vindo de fbrica 1,5 1 2,5

Presso necessria no vaso de expanso - Pv.e. 1,7 2,7 2

1 Para o caso de um vaso de expanso de 50 litros

2 Pv.e . =

desmontado a frio com abomba parada

com o fluidoquente

Um fluido dilata (aumenta o volume) quando aquecido. Num circuito solar (fechado), o vaso de expanso que permite

compensar essa dilatao, impedindo que a vlvula de segurana descarregue. Em condies normais de funcionamen-

to, a vlvula de segurana do circuito primrio no deve actuar. Se isso acontece sinal de que existe alguma anomalia.

O vaso de expanso j vem de fbrica com uma pr-carga. No entanto, a presso de carga dever ser rectificada, de modo

a que seja igual a dois teros da presso do circuito primrio (a frio e com a bomba de circulao parada - presses abso-

lutas). No quadro apresentado um exemplo. O vaso de expanso dever ser montado de acordo com uma das duas alter-

nativas apresentadas.

Pcirc. (dois teros da presso absoluta do circuito primrio)23


Instala-se em linha com a tubagem:

> na horizontal ou na vertical mas ...

... sempre com o eixo do motor na horizontal.

... sempre com a caixa de ligaes elctricas acessvel

(para cima ou para o lado).

Respeitar o sentido de fluxo indicado na prpria bomba

Instala-se na parte mais baixa do circuito hidrulico:

> no tubo de ida para os colectores (circuito primrio);

> no tubo de ida para o permutador (circuito secundrio);

> sempre entre vlvulas de seccionamento sem manpulo.

Ateno temperatura limite de funcionamento. Verificar

qual a temperatura mxima de funcionamento do sistema.

Bomba de Circulao


Comando DiferencialC D

O comando diferencial analisa a diferena de

temperaturas entre o ponto mais quente e o

ponto mais frio do sistema solar trmico fazendo

accionar ou parar a bomba de circulao.

Existem comandos com mais funes, para utili-

zao em sistemas com mltipla aplicao, como

o caso de AQS juntamente com o aquecimento

de uma piscina ou de um piso radiante. Para

esses casos, consulte o fornecedor do equipa-

mento, por forma a garantir o correcto funciona-

mento do sistema.

A figura seguinte mostra o esquema de ligaes

mais simples, assim como a regulao de tempe-

ratura recomendada.

T arranque

T1 T2 > 5 a 6 C

T paragem

T1 T2 < 2 C


Permutador de Calor (1/2)

> Recomenda-se uma potncia de permuta de 750 W/m2

de rea de captao.

> A eficcia do permutador deve ser tanto maior

quanto possvel para que o fluido trmico regresse

aos colectores com uma temperatura baixa, no

prejudicando o rendimento da instalao.

> O permutador de calor pode ser interno (quando

est dentro do depsito) ou externo (quando est

fora do depsito).

> Os permutadores internos podem ser, por exem-

plo, de camisa ou de serpentina, como mostram as

figuras.

permutador de camisa

utilizado parapequenos volumes

pode apresentarbaixa eficcia (0,35)

permutador de serpentina

utilizado para pequenos e mdios volumes de armazenamento

pode apresentar eficcias relativamente maiores (0,55)


Permutador de Calor (2/2)

> Os permutadores externos so, por exemplo,

permutadores de placas e podem apresentar algu-

mas vantagens.

> Tm elevada eficcia (0,75), devido ao funciona-

mento em contracorrente como mostra a figura.

> A sua manuteno mais fcil pois so des-

montveis e de limpeza relativamente simples.

> So modulveis, podendo, caso seja necessrio,

acrescentar-se placas por forma a aumentar a

potncia.

> Em instalaes com volumes de acumulao

maiores que 3 000 litros, recomenda-se a utiliza-

o deste tipo de permutador.

> Necessitam de um bom isolamento trmico (mui-

tas vezes esquecido). Na utilizao para o aqueci-

mento de piscinas, dever escolher-se um permu-

tador de material resistente corroso causada

pelo tratamento da gua.


Vlvula de Segurana

Presso de saturao [bar] 1 1.5 2 3 4 5 6

Temp. de ebulio da gua [C] 100 111.4 120.2 133.5 143.6 151.8 158.8

> So obrigatrias em todos os circuitos submetidos a presso e a variaes de temperatura, e ser-

vem para limitar a presso nesses mesmos circuitos.

> A presso de regulao, ou seja, a presso qual a vlvula actua deixando escapar fluido, deve ser

inferior presso que possa suportar o elemento mais delicado do circuito. A tabela apresenta a tem-

peratura de ebulio da gua em funo da presso.

> No circuito primrio colocam-se junto ao vaso de expanso [ficha 13].

> Colocam-se tambm junto da entrada de gua fria dos depsitos de acumulao [ficha 23]. Nos

casos em que h mais do que um depsito, o instalador(a) dever colocar uma vlvula de segurana

em cada um.

> Verificar que a vlvula est indicada para a temperatura limite de funcionamento.

> No pode haver nenhuma vlvula entre a vlvula de segurana e o circuito ou o depsito a proteger.

> Devem ser manuseadas periodicamente, em operaes de manuteno, para no bloquearem.


Vlvula de Reteno

> As vlvulas de reteno permitem a passagem

do fluido num sentido, impedindo-a em sentido

contrrio.

> O instalador(a) dever verificar que as vlvulas

utilizadas so indicadas para a temperatura limi-

te de funcionamento do circuito.

> Utilizam-se no circuito primrio e na entrada

de gua fria dos depsitos [ficha 23]. Nos siste-

mas em termossifo apenas so recomendadas

vlvulas com perda de carga associada muito

baixa. O instalador(a) dever informar-se com o

fornecedor do equipamento, uma vez que esse

acessrio faz parte do kit de montagem.

> No circuito primrio, dever ser colocada no

retorno do fluido, antes do vaso de expanso

[ficha 13].

> A figura apresenta exemplos de vlvulas de

reteno.

Vlvulas de reteno

Vlvula de reteno e de fecho


Vlvula de Passagem

> As vlvulas de passagem permitem interromper

total ou parcialmente a passagem do fluido pelas

tubagens.

- As de fecho total servem, por exemplo, para

isolar uma parte do sistema para manuteno.

- As de fecho parcial podem servir para produzir

uma perda de carga adicional por forma a equi-

librar a instalao.

> Para evitar o seu fecho acidental, em certos locais do

circuito, estas vlvulas no devem ter manpulo (existe

a possibilidade de regulao com chave prpria).

> O instalador(a) deve verificar se as vlvulas de pas-

sagem a utilizar so as indicadas para a temperatura

limite de funcionamento do sistema.

> As figuras mostram exemplos de vlvulas de passa-

gem.

Vlvula de macho esfrico

Vlvula de regulao


Vlvula de Trs Vias

As vlvulas de trs vias:

> permitem a circulao do fluido por vias alter-

nativas, sendo teis, por exemplo, nos casos em

que os sistemas tm mltiplas aplicaes (AQS e

piscina ou aquecimento ambiente) [ficha 15], ou

quando se pretende fazer um bypass a um equi-

pamento de energia de apoio [ficha 25];

> podem ser automticas, sendo o seu funciona-

mento accionado pelo comando diferencial

[ficha 15];

> o instalador(a) dever verificar a temperatura

mxima de funcionamento;

> as figuras mostram o exemplo de uma vlvula

de trs vias.


Vlvula Misturadora Termosttica

> A colocao de uma vlvula misturadora termosttica,

sada do depsito de acumulao (do qual sai a gua quen-

te para o consumo) [ficha 23], permite a mistura de gua fria

da rede com a gua quente do depsito para uma dada tem-

peratura regulada, pretendida para o consumo.

> A sua utilizao:

- possibilita a extraco de maiores volumes de gua;

- promove a utilizao racional de energia;

- pode evitar queimaduras.

> Dever verificar-se a temperatura limite de funcionamento

e a gama de regulao.

> A figura mostra um exemplo de vlvula misturadora ter-

mosttica.


Depsito de Acumulao (1/2)

> Ao escolher o depsito dever ter-se em considerao:

- o material de que feito (potabilidade da gua e tempo de vida);

- optar por depsitos verticais, sempre que possvel;

- colocar, de preferncia, os depsitos no interior dos espaos;

- optar pela menor relao possvel superfcie / volume;

> e exigir:

- sistema de entrada da gua (deflectores);

- colocao do permutador do circuito solar (baixo).

> Ao instalar o depsito dever ter-se em considerao:

- colocar isolamento a toda a volta e na base;

- isolar a zona dos ps de apoio;

- proteger o depsito mecanicamente.

Poder utilizar manta aramada de l de rocha com densida-

de entre 70 e 125 kg/m3 e espessura a partir de 60 mm, ou

equivalente (adequado temperatura mxima).


Depsito de Acumulao (2/2)

Ao montar os acessrios e elementos de segurana no

esquecer:

> montar vlvula de segurana (presso) na entrada de gua

fria;

> montar vlvula de segurana (presso e temperatura) na

parte superior;

> verificar se existe purgador de ar;

> montar vlvula misturadora na sada para o consumo (res-

peitar sempre as ligaes indicadas pelo fabricante);

> na ligao entre a rede de tubagem e o depsito, utilizar mate-

riais compatveis para eliminar riscos de corroso galvnica;

> garantir que a sonda de temperatura que comanda o funciona-

mento do equipamento de apoio [1] energtico fica bem presa;

> no caso de apoio elctrico (que tambm dever ser colo-

cado na zona que fica a cerca de 1/3 da zona do depsito),

necessria uma proteco de 30mA e deve usar-se um

relgio programador.


Ligao com o Equipamento de Energia de Apoio (1/3)

No caso de um s depsito com dois permuta-

dores dever respeitar-se o esquema indicado

na figura por forma a promover a estratificao.



No caso de ligao em srie do depsito de acumulao com o equipamento de aquecimento

instantneo, dever seguir-se o esquema indicado e ter em considerao:

> s se deve optar por este tipo de ligao se o equipamento de aquecimento instantneo esti-

ver preparado para receber gua quente;

> deve deixar um bypass para que no Vero o depsito solar possa fornecer directamente o

consumo (caso seja possvel);

> pode ser colocado um termostato [1], sada do depsito, para comandar uma vlvula de 3 vias

motorizada. Se a temperatura for superior a 40C a vlvula comuta para o circuito que vai direc-

tamente para o consumo, caso seja menor ou igual a 40C, comuta para o circuito da caldeira.

Nota: para a colocao de todos os dispositivos de segurana ver ficha 2.



No caso de ligao em srie do depsito de acumulao a um depsito com apoio convencional, deve-

r seguir-se o esquema indicado na figura.

> Neste tipo de ligao deve assegurar-se que o apoio convencional s funciona a partir de um valor

mnimo de temperatura, registado no depsito mais pequeno, o que se consegue atravs de uma

sonda de temperatura [1] colocada nesse depsito e ligada ao equipamento de energia de apoio.

Nota: para a colocao de todos os dispositivos de segurana ver ficha 2.


Enchimento do Circuito Primrio (1/2)

Aps efectuar todas as ligaes entre os diversos componentes* do circuito primrio, dever proce-

der-se sua limpeza. Para essa operao, recomenda-se a seguinte sequncia:

> cobrir os colectores solares, de preferncia com uma lona reflectora (devem ser cobertos logo que

so expostos ao sol);

> verificar o correcto posicionamento e a correcta localizao de todos os componentes;

> verificar se no ficaram acessrios por apertar;

> verificar se no h vlvulas fechadas inadvertidamente, que impeam a circulao;

> abrir os purgadores de ar incluindo o da bomba de circulao;

> encher lentamente o circuito, da parte inferior para a parte mais alta;

> fechar todos os purgadores quando comear a sair fluido;

> deixar circular o fluido por uns minutos para arrastar a sujidade e proceder ao esvaziamento.

* Nota importante: o colector deve ser o ltimo componente a ser montado. Caso haja necessidade de tampes em sadas / entradasdo colector, estes devero ser colocados apenas antes da operao de limpeza.


Enchimento do Circuito Primrio (2/2)

Aps a limpeza do circuito primrio, procede-se ao seu enchimento final e purga, sugerindo-se que

esta operao seja efectuada num perodo de fraca radiao solar e na seguinte sequncia:

> abrir o elemento de purga da bomba de circulao [ficha 14] antes de a colocar em funcionamento;

> abrir os restantes elementos de purga;

> comprovar que todas as vlvulas de fecho [fichas 19, 20 e 21] esto na sua posio correcta (aber-

tas ou fechadas);

> proceder ao enchimento do circuito primrio (com os colectores tapados) at que saia fluido pelos

purgadores de ar (abertos);

> fechar todos os elementos de purga e pressurizar o circuito a uma presso igual a 1,5 vezes a pres-

so nominal;

> deixar o circuito vedado e controlar a sua presso passado algum tempo para testar a inexistncia

de fugas;

> no havendo fugas, baixar para a presso nominal;

> proceder ao isolamento da tubagem somente aps confirmar que o circuito estanque.


Verificao do Funcionamento Global do Sistema

Temperatura de ida para os colectores (C)

20 25 30 35 40 45 50 55 60

Tipo de colector Caudal recomendado Temperatura sada dos colectores (C)(kg/hm2)

Sem cobertura 172 23 28 33 38 43 48 53 58 63

Plano preto bao 73 28 33 38 42 47 52 57 62 67

Plano selectivo 46 33 37 42 47 51 56 61 66 70

CPC 29 40 44 49 53 58 62 67 71 76

Ver caractersticas dos colectores na tabela da ficha 3

No caso de um sistema em termossifo:

> com o sistema a funcionar, verificar, com o auxlio da tabela, se o caudal corresponde ao recomendado;

> se o caudal for menor, verificar se no h obstrues no circuito (ar, linho em excesso, etc.) e ler

novamente as temperaturas;

> num dia com sol, a temperatura da gua do depsito deve atingir 50 a 60 C ao fim do dia.

No caso de um sistema de mdia / grande dimenso:

> verificar o equilbrio hidrulico / trmico [ficha 6], medindo o caudal para cada bateria de colectores

e a temperatura sada de cada uma delas. A temperatura sada de cada bateria deve ser aproxi-

madamente a mesma. Caso isso no se verifique, os caudais tm que ser ajustados [ficha 6];

> com o auxlio da tabela, verificar se o T corresponde ao recomendado. Caso no corresponda, ten-

tar ajustar o caudal da bomba de circulao (selector de velocidade) e verificar se no existem obstru-

es no circuito;

> uma verificao mais completa pode ser efectuada com a monitorizao do sistema [ficha 33].


Acabamentos Finais

Aps o enchimento e purga e depois de verificar que o circuito estanque:

> limpar e secar a tubagem de resduos resultantes da soldadura e outros;

> proceder ao isolamento da tubagem no esquecendo de utilizar colas adequadas ao material:

- ligaes entre colectores,

- permutadores externos,

- base do depsito;

> aplicar sempre as medidas correctas do isolamento (dimetro) por forma a ficar justo ao troo a isolar;

> utilizar proteco mecnica nos troos exteriores, nos troos de transposio de paredes e lajes de

cobertura, bem como no depsito de acumulao; Esta proteco impede a deteriorao do isola-

mento trmico e pode ser em alumnio ou em tinta de membrana;

> garantir que a instalao fica parada pelo menos um dia para assegurar a colagem e endurecimento

do adesivo;

> retirar a lona dos colectores e verificar o funcionamento do sistema [ficha 30].


Preparao e Programao de Obra

Antes de iniciar uma obra o instalador(a) dever:

> analisar o projecto e esclarecer, com o projectista, todas as dvidas;

> averiguar quais as condies de funcionamento (temperatura, presso) de cada um dos componentes;

> visitar o local da obra, tendo em vista o levantamento da situao no terreno, verificando constran-

gimentos e avaliando os meios de segurana exigidos para a fase de montagem;

> quando a instalao do sistema solar coincidir com a construo ou renovao do edifcio, combi-

nar com os responsveis da obra a coordenao na montagem de infra-estruturas (rede de tubagem,

condutas para sondas, tomadas de electricidade, fixaes da estrutura de suporte);

> rectificar o mapa de medies, de acordo com a visita efectuada, e comunicar ao director tcnico do

projecto (nas grandes instalaes) ou ao projectista, eventuais obstculos encontrados;

> aprovisionar os materiais e equipamentos necessrios;

> reunir o equipamento auxiliar de montagem necessrio, incluindo os meios que garantam as condi-

es de segurana;

> preparar a sequncia de montagem e a distribuio de tarefas.


Monitorizao

> Em instalaes pequenas, at 10 m2, poder instalar-se um contador de gua [1], um termmetro no

tero superior do depsito e um manmetro no circuito primrio [ficha 2].

> Em instalaes entre 10 e 100 m2 devero ser previstos os acessrios necessrios para instalao

temporria de sondas de medio de temperatura [3] e contadores de gua [2], em locais estratgi-

cos, como se indica no esquema.

> Em instalaes com mais de 100 m2 aconselhvel que a monitorizao seja permanente, usando um

esquema semelhante.


Soldadura e Brasagem de Tubos de Cobre e Acessrios(1/5)

A maioria dos instaladores de colectores solares de aquecimento de gua utilizam tubos de cobre, em varanu, de diferentes dimetros, na concepo da rede de transporte da energia convertida no campo dos colec-tores. Esta rede deve ser executada observando um conjunto de requisitos mnimos, indispensveis parauma soldadura com qualidade. A soldadura um processo de juno (unio) de metais ou ligas, que se desenvolve a temperatura inferior a450 C, designada por soldadura capilar branda (SCB), sendo a brasagem, soldadura capilar forte (SCF), umprocesso que se desenvolve a temperaturas superiores a 450 C mas inferior temperatura de fuso do metalde base que, no caso de cobre, de 1 088 C. Na prtica, para tubagem de cobre, a maioria das SCB feitaa temperaturas que variam de 177 a 316 C, enquanto que a SCF acontece a temperaturas que flutuam entre593 a 816 C. A diferena entre estes dois processos encontra-se nos metais de enchimento utilizados e na tem-peratura de solda do processo adoptado. Geralmente, a SCB utilizada para temperaturas de funcionamentoinferiores a 121 C, enquanto que a SCF utilizada para temperaturas de funcionamento at 177 C.

Nota: para circuitos primrios de sistemas solares recomenda-se a utilizao de soldadura capilar forte. No recomendada a utilizao de

metal de enchimento 50-50 estanho-chumbo.

As causas mais comuns de falhas nas soldaduras podem ser atribudas a um conjunto de factores, incluindo:

> preparao imprpria antes da soldadura;> falta de suportes adequados;> incorrecta seleco, controlo e distribuio da fonte de calor durante o processo de solda;> utilizao inadequada de metal de adio aplicado nas unies;> arrefecimento abrupto de unies acabadas de soldar;> aplicao de acessrios com algum contedo de solda.

Aparentemente, a soldadura e a brasagem so operaes simples de praticar. No entanto, a omisso ouaplicao incorrecta de uma das fases do processo poder distinguir uma soldadura bem feita duma falha.



Em qualquer dos processos, soldadura ou brasagem, a sequncia bsica dos procedimentos a mesma,estando a diferena nos desoxidantes (substncias de limpeza - decapantes) utilizados, no metal de adioseleccionado e na qualidade e quantidade de calor aplicada.

Procedimentos sequenciais para, de uma forma consistente, executar soldadura e brasagem de qualidade:1. Medio e corte2. Rebarba interna e externa3. Limpeza4. Aplicao de desoxidantes5. Colocao de acessrios e suporte6. Limpeza do excesso de desoxidante7. Aquecimento8. Aplicao de metal de enchimento9. Arrefecimento e limpeza

1. Medio e corte de extrema importncia medir correctamente o comprimento de cadasegmento de tubo, dado que a falta de rigor na medida afecta a qualida-de da unio. Se o tubo for curto, no atingir a base do acessrio e, con-sequentemente, no poder conseguir-se uma unio apropriada. Por outrolado, um tubo com o comprimento superior ao pretendido, introduzir ten-ses que afectaro o funcionamento da rede. Para cortar tubos de cobre deve-se utilizar, de preferncia, corta tuboscom lminas de ao, em forma de disco, de aresta fina, para produzir cor-tes em esquadria, garantindo a no deformao do tubo durante o corte.



2. Rebarba interna e externaA extremidade do tubo cortado deve ser rebarbada at a medida do seudimetro interior, removendo, com ferramentas adequadas, as pontas(rebarbas) produzidas durante o corte. A falta de remoo destas pontasinteriores pode produzir o fenmeno eroso-corroso devido a turbuln-cias localizadas e incrementos na velocidade do fluido de circulao nointerior do tubo. As pontas exteriores, tambm produzidas na sequncia docorte, podem impedir o correcto assentamento do tubo nos acessrios.

3. LimpezaA limpeza dos xidos e de outras impurezas da extremidade do tubo e dointerior dos acessrios crucial para permitir uma penetrao adequadado metal de adio. Tambm garante que o metal de adio possa aderirfirmemente s peas, produzindo uma soldadura duradoura. Para a limpe-za mecnica usam-se escovas calibradas, lixa esmeril muito fina, ou aindatampes abrasivos adequados. Evitar a modificao excessiva da folgaentre o acessrio e o tubo.

ATENO: aps a limpeza, deve-se evitar todo o tipo de contacto directocom as peas preparadas, para evitar a introduo de impurezas (gordu-ras das mos, luvas, panos, etc.).



4. Aplicao de desoxidantesUtilizar desoxidantes com caractersticas para dissolver e remover quais-quer vestgios de xidos remanescentes e proteger as superfcies prepara-das de re-oxidao durante o processo de aquecimento.O desoxidante deve ser aplicado, utilizando um pincel, duma forma unifor-me, tanto na extremidade do tubo como no acessrio.

ATENO: o desoxidante no deve ser aplicado com o dedo e a sua apli-cao em excesso pode provocar resduos que aumentam a probabilida-de de ocorrncia de corroso.

5. Colocao de acessrios e suporteIntroduzir a extremidade do tubo no acessrio e certificar que o tubo este-ja bem assente na base deste. Uma ligeira rotao do tubo pode garantiruniformidade na distribuio do desoxidante. Finalmente, apoiar o tubo eo acessrio de forma a assegurar um crculo uniforme entre as duaspeas. A distncia uniforme entre a parede exterior do tubo e o interior doacessrio assegura uma boa penetrao do metal de enchimento. Poroutro lado, o espao excessivo entre as peas pode eventualmente con-duzir a fractura na soldadura quando sujeita a tenso e / ou vibrao.

6. Limpeza do excesso de desoxidanteRemover o excesso de desoxidante, no exterior das peas, utilizando umpano seco e sem gorduras antes de iniciar o processo de aquecimento.



7. AquecimentoO aquecimento das peas deve ser perpendicular ao tubo e com uma dis-tribuio uniforme volta da circunferncia do tubo e do acessrio, evitan-do o aquecimento directo do topo da unio. Deve-se evitar o sobre-aquecimento das peas que poder resultar na queima do desoxidante.De preferncia, devem ser utilizados maaricos de oxignio-acetileno.Tambm aceitvel a utilizao de maaricos que combinam ar com oacetileno ou ar com o propano. Tambm se podem utilizar aparelhos desolda elctricos.

8. Aplicao de metal de enchimentoAps o aquecimento, o desoxidante apresenta uma cor transparente.Nesse instante, deve-se aplicar o metal de adio que, devido tempera-tura, entra em fuso e penetra no espao entre as peas. Quando se for-mar um cordo de soldadura uniforme, do lado do acessrio, volta dotubo, deve-se parar de juntar metal de enchimento. Os metais de enchi-mento mais adequados para soldar tubos de cobre so: (1) [Cu Ag P] e [CuP], ligas com contedo de fsforo, (2) [Cu Ag Zn Cd] e [Cu Ag Zn], ligascom alto teor de prata. As diferenas residem na temperatura de fuso ena capacidade de penetrao (fluidez). Ligas com alto teor de prata, 40por cento, so recomendadas para sistemas solares.

9. Arrefecimento e limpezaAs peas soldadas devem arrefecer naturalmente at atingirem a temperatura do ar ambiente. Aps o arrefeci-mento, deve-se proceder com a limpeza do resduo desoxidante, utilizando um pano hmido, escova metlicaou gua morna. Todo o resduo deve ser removido para evitar riscos de solidificao temporria do mesmo.

Iniciativa executada por

gua Quente Solar para Portugal

Esta brochura editada no mbito da Iniciativa Pblica "gua Quente Solar para

Portugal", promovida pela DGGE para criar um mercado sustentvel de colectores

solares com garantia de qualidade para o aquecimento de gua em Portugal.

TTULOGuia para Instaladores de Colectores Solares

EDIODGGE / IP-AQSpP

DESIGN2 & 3 D, Design e Produo, Lda.

IMPRESSOTipografia Peres

TIRAGEM2 000 exemplares

ISBN 972-8268-32-7

DEPSITO LEGAL ???????????????

Lisboa, Abril 2004

Publicao Gratuita

Para mais informaes:

www.aguaquentesolar.com

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