LABORATÓRIO DE SISTEMAS DE AQUECEDORES SOLARES

Transcrição

1 LABORATÓRIO DE SISTEMAS DE AQUECEDORES SOLARES DOUGLAS MESSINA Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo 15, 16 e 17 de julho de 2015 São Paulo

2 12 unidades de negócio 39 laboratórios e seções

3 IPT Laboratório de Instalações Prediais

4 Etiquetagem voluntária Fornecedor / Fabricante Laboratório Portaria nº 395/08 Inmetro

5 Etiquetagem voluntária AcP 2011 Reservatórios 24 Fabricantes - 24 Fabricantes - 53 produtos

6 Etiquetagem voluntária Programa Brasileiro de Etiquetagem PBE Empresas Modelos Etiquetados Coletores Banho Coletores Piscina Sistemas Acoplados Reserv. Alta Pressão Reserv. Baixa Pressão Res. Operação em nível Res. sem apoio elétrico Fonte: INMETRO (02/14)

7 Certificação compulsória Fornecedor /Fabricante OCP Laboratório Portaria nº 301/12 Inmetro O escopo do laboratório é a execução de ensaios (parte do processo).

8 Certificação compulsória Normas Técnicas Coletores Solares: ABNT NBR :2009 Sistemas Solares Térmicos y sus Componentes Colectores Solares: Parte 1 Requisitos Gerais (base normativa EN 12975); ABNT NBR :2009 Sistemas Solares Térmicos e seus Componentes Colectores Solares: Parte 2 Métodos de Ensaio (base normativa EN 12975); EN Thermal solar systems and components Solar collectors; EN Thermal solar systems and components Factory made systems. Reservatórios Térmicos: ISO/DIS E Solar Heating domestic Water Heating Systems Part 2: Performance Test for Solar Only Systems

9 Certificação compulsória Portaria 301 junho 2012 Requisitos técnicos Portaria 352 julho 2012 Requisitos da Avaliação da Conformidade Exigência: junho 2014 Portaria 358 agosto 2014 Prorrogação do prazo Exigência (novo prazo): setembro 2015 Portaria 159 março 2015 Acréscimo de modelo de Portaria 159 março 2015 Acréscimo de modelo de certificação

10 Reservatório térmico Ensaios Marcações e Instruções Pressão hidrostática Volume armazenado Desempenho Tensão, Corrente, Potência Enferrujamento Calor e fogo Envelhecimento acelerado

11 Reservatório térmico Ensaios Desenvolvimento

12 Reservatório térmico Marcações e Instruções Marcações e Instruções Aplicação de água e solvente nas marcações Pressão hidrostática Volume armazenado Desempenho Tensão, Corrente, Potência Enferrujamento Calor e fogo Envelhecimento acelerado Existência de advertências e de identificações Conteúdo e localização Conteúdo e localização das informações

13 Reservatório térmico Pressão hidrostática Marcações e Instruções Pressão hidrostática Não apresentar vazamento ou deformação permanente visível. Volume armazenado Desempenho Tensão, Corrente, Potência Enferrujamento Calor e fogo Envelhecimento acelerado Pt teste t = 1,5 15P o 15 minutos NOVIDADE! (50±1) º C para poliméricos

14 Reservatório térmico Volume Marcações e Instruções Pressão hidrostática Vútil V nominal Volume armazenado Desempenho Tensão, Corrente, Potência Enferrujamento Calor e fogo Envelhecimento acelerado

15 Reservatório térmico Desempenho Marcações e Instruções Sala climatizada, reservatório homogeneizado. Pressão hidrostática Ti inicial i i Tfi final Volume armazenado Desempenho Tensão, Corrente, Potência Enferrujamento Calor e fogo Envelhecimento acelerado

16 Reservatório térmico Tensão, corrente, potência Marcações e Instruções Pressão hidrostática Tensão avaliação da isolação. Volume armazenado Desempenho Tensão, Corrente, Potência Enferrujamento Calor e fogo Envelhecimento acelerado Corrente de fuga 5 ma. Potência absorvida x nominal

17 Reservatório térmico Enferrujamento, calor e fogo, envelhecimento Marcações e Instruções Pressão hidrostática Ensaios nos materiais: Partes não metálicas Volume armazenado Desempenho Tensão, Corrente, Potência Enferrujamento Calor e fogo Partes metálicas Partes poliméricas Envelhecimento acelerado NOVIDADE! 1200h em câmara de arco-xenônio para poliméricos.

18 Coletores Solares Ensaios Desenvolvimento

19 Coletores Ensaios Pressão interna Alta temperatura Exposição Choque térmico interno Choque térmico externo Penetração de chuva Carga Mecânica Congelamento Impacto Envelhecimento acelerado

20 Coletores Pressão para metálicos Pressão interna Alta temperatura Exposição Choque térmico interno A placa absorvedora é capaz de suportar as pressões que poderá atingir durante a vida útil? Choque térmico externo Penetração de chuva Carga Mecânica Congelamento Impacto Envelhecimento acelerado

21 Coletores Pressão para poliméricos Pressão interna Alta temperatura Exposição Choque térmico interno A placa absorvedora é capaz de suportar as pressões que poderá atingir durante a vida útil? Choque térmico externo Penetração de chuva Carga Mecânica Congelamento Impacto Envelhecimento acelerado

22 Coletores alta temperatura Pressão interna Alta temperatura Exposição O coletor é capaz de suportar altos níveis de irradiância sem apresentar falhas? Choque térmico interno Choque térmico externo Penetração de chuva Carga Mecânica Congelamento Impacto Envelhecimento acelerado Temperatura de estagnação é determinada!

23 Coletores exposição Pressão interna Alta temperatura Simula um envelhecimento de curta duração, com variação de G, Ta, humidade, etc. Exposição Choque térmico interno Choque térmico externo Penetração de chuva Carga Mecânica Congelamento Impacto H>14MJ/ MJ/m 2 Envelhecimento acelerado Intercalado com choques térmicos.

24 Coletores choque interno Pressão interna O coletor é capaz de suportar uma repentina Alta temperatura entrada de água fria em um dia quente e Exposição ensolarado? Choque térmico interno Choque térmico externo Penetração de chuva Carga Mecânica 5 minutos Congelamento Impacto Envelhecimento acelerado Atenção: Comportamento dos tubos a vácuo!

25 Coletores choque externo Pressão interna Alta temperatura Exposição Choque térmico interno O coletor é capaz de suportar um repentino temporal de água fria em um dia quente e ensolarado? Choque térmico externo Penetração de chuva Carga Mecânica Congelamento Impacto Envelhecimento acelerado 15 minutos

26 Coletores penetração de chuva Pressão interna Alta temperatura Exposição Choque térmico interno Coletor mantido quente 4 horas de chuva Variação de até 30 g / m 2 Choque térmico externo Penetração de chuva Carga Mecânica Congelamento Impacto Envelhecimento acelerado

27 Coletores carga mecânica Pressão interna Alta temperatura Exposição 1000 Pa (tração) 1000 Pa (compressão) Choque térmico interno Choque térmico externo Penetração de chuva Carga Mecânica Congelamento Impacto Envelhecimento acelerado

28 Coletores congelamento, impacto, envelh. Pressão interna Alta temperatura Exposição Choque térmico interno +10ºC / - 20ºC (3x) Choque térmico externo Penetração de chuva Carga Mecânica 150 g de até 2 m Congelamento* Impacto* Envelhecimento acelerado Material polimérico

29 Coletores Desempenho térmico

30 Mudanças normativas Etiquetagem Voluntária Certificação compulsória

31 Mudanças normativas Etiquetagem Voluntária Certificação compulsória Eficiência: curva de 1º grau F R U L e F R (τα) η em relação a A ext η em função de (Te Ta)/G t Eficiência: curva de 2º grau η 0, a 1 e a 2 η em relação a A abert η em função de (Tm Ta)/G

32 Mudanças nos Métodos Etiquetagem Voluntária Certificação compulsória Dia padrão (baseado no FSEC) Soma de η Leva em conta θ horário Usa curva para K θ Integração da curva η(x) UsaK K θ fixo para 25º H=17,6 MJ/m 2 (BH MG) x depende da aplicação

33 Mudanças nos Métodos Deslocamento das classes Aumento médio de + 6,1 kwh/m 2.mês Aumento não uniforme: classe A: + 3,3 kwh/m 2.mês classe E: + 11,3 kwh/m 2.mês

34 Estudo Experimental Ensaios de desempenho térmico 3 coletores planos fechados 1,01 m 2 1,75 m 2 2,01 m 2 Simulador SolarIPTemSãoPaulo São Paulo SP

35 Resultados estudo experimental

36 Resultados estudo experimental Para as três amostras (C1, C2 e C3) Aumento na eficiência média. Aumento na PME e. e Melhora na classificação?

37 Resultados estudo experimental C1, C2 e C3 mantiveram a classificação C1, C2 e C3 não mantiveram sua posição dentro da classe Ensaios realizados em produtos não avaliados para demais requisitos da certificação.

38 Artigo Técnico Estudo Experimental

39 Acoplados desempenho térmico Ensaio outdoor: curva da ISO parâmetros do Inmetro.

40 IPT Laboratório de Instalações Prediais Aproximadamente: 60 reservatórios e 52 coletores solares

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42 COPANT Comisión Panamericana de Normas Técnicas CT152 EFICIENCIAENERGÉTICA ENERGÉTICA Y ENERGÍAS RENOVÁBLES

43 COPANT

44 PARTICIPAÇÃO: MEMBROS (34 ativos e 10 aderentes) ARGENTINA, BOLIVIA, BRASIL, CHILE, COLOMBIA, COSTA RICA, CUBA, ECUADOR, EL SALVADOR, HONDURAS, MEXICO, PERU, URUGUAY e outros Inicio Trabalhos de copant/miembros p// p p p/ / p /

45 PROYECTO COPANT EFICIENCIA ENERGÉTICA SISTEMAS Y EQUIPAMIENTOS PARA CALENTAMIENTO SOLAR DE AGUA. ESPECIFICACIONES Y ETIQUETADO COPANT 2010 Ciudad de Mexico / MEXICO (apresentação doprojeto) COPANT 2011 Ciudad de Mexico / MEXICO (discussão do PROJETO) Workshop 2012 Ciudad d de Mexico / MEXICO (diagnóstico: i norma e infraestrutura) COPANT 2012 Buenos Aires / ARGENTINA (discussão do PROJETO) Workshop 2013 Sao Paulo / BRASIL (apresentação norma, ensaios, laboratório) COPANT 2013 Habana / CUBA (discussão do PROJETO) COPANT 2014 Asunción / PARAGUAY (PROJETO Final) Projeto em Votação (final agosto 2015)

46 Coletores solares

47 Coletores Solares/Sistemas Acoplados

48 Modelo da etiqueta Coletores Solares

49 Reservatorios térmicos

50 Reservatorios Térmicos

51 Modelo da etiqueta Reservatorios Térmicos

52 Fórum Internacional Costa Rica junho/2015

53 Fórum Internacional Costa Rica junho/2015 Necessidade de ensaios interlaboratoriais para equalizar os métodos e resultados dos ensaios entre os laboratórios (ITW, Fraunhofen, IPT mais 09 laboratórios regionais) Laboratório Regional de Referência (América do Sul / Região do Caribe) IPT Coordenação dos Ensaios: Douglas Messina - IPT

54 OBRIGADO! Douglas Messina