Objetivos: Potencial para aplicação ST em grandes instalações: Água quente sanitária. Água quente de processo Água quente para arrefecimento

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1 Objetivos: Potencial para aplicação ST em grandes instalações: Água quente sanitária. Água quente de processo Água quente para arrefecimento

2 Introdução Potencial ST Grandes Instalações 23 out

3 Introdução O Sol: Fonte de energia inesgotável tanto como fonte de calor como de luz, é hoje, sem sombra de dúvidas, uma das alternativas energéticas mais promissoras para enfrentarmos os desafios do novo milénio O seu aproveitamento: Disponível para gerar Aquecimento, Arrefecimento e Eletricidade.

4 Conceitos básicos Radiação Energia solar A energia solar consiste na radiação de um fluxo de ondas electromagnéticas É usada uma constante solar como uma energia máxima resultante da radiação solar sobre a terra e atinge a atmosfera com uma potência de 1367 W/m 2.

5 Conceitos básicos Radiação Constante solar: 1,367 kw/m² Atmosfera Radiação global Absorção 300 W/m 2 difusão 100 W/m 2 Radiação difusa Superfície Terrestre Potência do colector W/m 2 Perdas do colector W/m 2

6 Conceitos básicos Tipos de colectores Colectores planos sem cobertura Temperaturas inferiores a 30ºC Principais utilizações: Piscinas e estufas

7 Conceitos básicos Tipos de colectores Colectores planos com cobertura Temperaturas inferiores a 60ºC Principais utilizações: águas quentes sanitárias

8 Conceitos básicos Tipos de colectores Colectores planos com cobertura (construção) Cobertura transparente (lisa, estruturada) Ar, árgon ou vácuo Caixa (metal, poliamida ou fibra de vidro) Serpentina de tubos (cobre, inox) Placa absorsora (cobre, alumínio) Isolamento posterior (lã mineral, lã de vidro, poliuretano)

9 Conceitos básicos Tipos de colectores Colectores em tubos de vácuo Temperaturas superiores a 60ºC Principais utilizações: produção de águas e pré-aquecimento industrial De fluxo directo ou heat-pipe

10 Conceitos básicos Tipos de colectores Colectores do tipo CPC (Concentrador Parabólico Composto) Temperaturas inferiores ou superiores a 60ºC, dependendo do modelo. Principais utilizações: produção de águas e pré-aquecimento industrial De fluxo directo ou heat-pipe Tubo de vácuo ou concentrador

11 Conceitos básicos Curva característica

12 Aplicações práticas Solar Térmico Potencial ST Grandes Instalações 23 out

13 Aplicações práticas Solar Térmico Produção de Água Quente Sanitária A utilização de sistemas solares térmicos para produção de Água Quente Sanitária é a vertente mais tradicional e corrente na utilização do coletores planos. Para o cálculo genérico sobre a acumulação, é normal a referência de 60 a 75 litros/m2 de coletor, para desfasamento de 12 horas entre produção e consumo, devendo este valor aumentar quanto maior o desfasamento. Hotelaria: Consumo em função da categoria do hotel (estrelas), com consumos em 2 períodos bem definidos. Ginásios/Spas: Consumo regular ao longo do dia, com ciclos de hora a hora. Habitação coletiva: Consumos de referência 1 vez ao dia, permitindo cálculos de desfasamentos médios de 24 horas.

14 Aplicações práticas Solar Térmico Produção de Água Quente Sanitária Como princípio básico, as instalações solares para produção de AQS são geralmente dimensionadas para satisfazer uma parte das necessidades de energia térmica, com especial atenção para o mês de maior insolação, altura em que não deve haver excesso de energia captada (fracção solar = 100%). Nos restantes meses, haverá necessidade de alguma energia convencional de apoio. Hotelaria e Ginásios: normalmente caldeira condensação que permitirá a satisfação das necessidades da piscina ao mesmo tempo que garante o serviço de Água Sanitária em apoio aos coletores solares planos. Habitação coletiva: Caldeiras ou Esquentadores de apoio, sendo que no caso de caldeira esta pode ser central ou individual.

15 Aplicações práticas Solar Térmico Produção de Água Quente Sanitária Hotelaria ou Ginásio: Água quente sanitária + apoio de aquecimento de piscina com caldeira

16 Aplicações práticas Solar Térmico Produção de Água Quente Sanitária Habitação coletiva: Água quente sanitária com apoio de caldeira centralizada

17 Aplicações práticas Solar Térmico Potencial ST Grandes Instalações 23 out

18 Aplicações práticas Solar Térmico Produção de Água Quente de Processo A utilização de sistemas solares térmicos para produção de Água Quente de Processo está normalmente associada à utilização do coletores de tubos de vácuo. Os processos com um consumo contínuo de calor durante as horas de sol e ao longo do ano são aqueles onde são encontradas as condições mais favoráveis para a aplicação da energia solar. Estes processos podem ser, por exemplo, o aquecimento de banhos líquidos para lavagem, processos de secagem e tratamentos químicos, aquecimento de ar para secagem e produção de vapor a baixa pressão para usos vários.

19 Aplicações práticas Solar Térmico Produção de Água Quente de Processo Em todos os estudos recentes confirma-se a tendência geral: cerca de 50% da procura de calor na indústria, corresponde a temperaturas na gama das baixas (<60ºC), médias (60ºC 150ºC) e médias-altas (150ºC 250ºC). Uma percentagem bastante alta do consumo de calor no leque das médias e médias-altas temperaturas, encontra-se nas indústrias alimentar, de papel, têxtil e químicas. Na gama dos 100ºC aos 200ºC a maior parte do calor de processo é usado na indústria alimentar, têxtil e química para diversas aplicações tais como secagem, cozimento, limpeza, extracção e muitas outras

20 Aplicações práticas Solar Térmico Produção de Água Quente de Processo

21 Aplicações práticas Solar Térmico Potencial ST Grandes Instalações 23 out

22 Aplicações práticas Solar Térmico Produção de Frio para Arrefecimento A utilização de sistemas solares térmicos para produção de Frio com destino ao Arrefecimento está novamente muito ligado aos coletores de tubos de vácuo. O processo de produção de Frio é conseguido com a associação a um Chiller de Absorção que necessita receber água quente à temperatura de 90ºC. Acumulação de calor em reservatório de inércia a 95ºC, de forma a entregar água a 90ºC ao Chiller de Absorção, que com processo de troca de calor com ΔT de 10ªC, devolve a água ao depósito a 80ºC.

23 Aplicações práticas Solar Térmico Produção de Frio para Arrefecimento A utilização de solar térmico no inverno para produção de Aquecimento, permite orientar o excedente de água quente disponível no verão para produção de Frio. Neste processo, a associação do Chiller de Absorção permite o máximo aproveitamento do coletores da instalação, tanto no inverno para produção de Aquecimento em sistemas de baixa temperatura (piso radiante ou radiadores), como no verão ao produzir AQS e excedente para produção de Frio. Para qualquer uma das situações, verão ou inverno, é necessário dispor de uma caldeira de apoio: No inverno apoio a produção de água quente para o aquecimento, enquanto que no verão faz o apoio à produção de AQS e ainda garante os 95ºC no acumulador que abastece o Chiller de Absorção para a produção de Frio.

24 Mercado Potencial ST Grandes Instalações 23 out

25 m 2 já em 2013 Potencial ST Grandes Instalações 23 out

26

27 Muito Obrigado

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