Projetando uma instalação de aquecimento solar passo a passo

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1 Projetando uma instalação de aquecimento solar passo a passo

2 Roteiro Projetos de Sistemas de Aquecimento Solar CB55 - ABNT ABRAVA sedia a CB55 e através do programa NORMASOL vem revisando criando as normas do setor de aquecimento solar; NBR Norma estabelece os requisitos para o sistema de aquecimento solar (SAS), considerando aspectos de concepção, dimensionamento, arranjo hidráulico, instalação e manutenção, onde o fluido de transporte é a água;

3 Roteiro Projetos de Sistemas de Aquecimento Solar CB55 - ABNT Documentação do SAS O usuário do SAS deve solicitar e manter os seguintes documentos: 1. projeto; 2. manual de operação e manutenção; 3. anotação de responsabilidade técnica (ART) de elaboração do projeto; 4. anotação de responsabilidade técnica (ART) de instalação; 5. registros de manutenção

4 Roteiro Projetos de Sistemas de Aquecimento Solar Documentação do projeto ( NBR 15569) A documentação do projeto deve contemplar no mínimo os seguintes elementos: 1. premissas de cálculo; 2. dimensionamento; 3. fração solar; 4. memorial descritivo; 5. volume de armazenamento; 6. pressão de trabalho; 7. fontes de abastecimento de água; 8. área coletora; 9. ângulos de orientação e de inclinação dos coletores solares; 10. estudo de sombreamento; 11. previsão de dispositivos de segurança; 12. massa dos principais componentes; 13. considerações a respeito de propriedades físico-químicas da água;

5 Roteiro Projetos de Sistemas de Aquecimento Solar Documentação do projeto ( NBR 15569) A documentação do projeto deve contemplar no mínimo os seguintes elementos: 14. localização, incluindo endereço; 15. indicação do norte geográfico; 16. planta, corte, isométrico, vista, detalhe e diagrama esquemático, necessários para perfeita compreensão das interligações hidráulicas e interfaces dos principais componentes; 17. esquema, detalhes e especificação para operação e controle de componentes elétricos (quando aplicável); 18. especificação dos coletores solares e reservatórios térmicos; 19. especificação de tubos, conexões, isolamento térmico, válvulas e moto bomba; 20. tipos e localização de suportes e métodos de fixação de equipamentos, quando aplicável;

6 Contextualização Projetos de Sistemas de Aquecimento Solar As melhores oportunidades para economizar energia e água são obtidas ainda na fase de design e projeto das edificações. É geralmente neste estágio quando decisões fundamentais são tomadas no que diz respeito ao conceito energético da edificação, seu funcionamento e componentes. Decida antecipadamente pelo aquecimento solar, para que todos os profissionais envolvidos na obra possam contribuir para o melhor desempenho da instalação solar; Contexto Programa de Certificação Energética de Edificios do INMETRO Green Buildings Tendência de obrigar o uso de tecnologias sustentáveis

7 Roteiro Projetos de Sistemas de Aquecimento Solar

8 Roteiro O dimensionamento de instalações solares térmicas depende principalmente: Das condições climásticas locais Da demanda de calor Da fração solar desejada Rendimento da instalação e sua configuração

9 Roteiro Projetos de Sistemas de Aquecimento Solar Solicitant e Client e Formulários Ender eço T elefon e/fa x E-m ail Estudos de Casos Dat a Con tato Bairr o Cidade UF CEP Dados Pontos de consumo Caracterí sticas da Obra Ob servaçõe s: Chuveir o La va bo Ducha Higiênica Hidr omass agem Cozin ha Nº de pa vimento s Nº d e aptos N Ocu pantes / Ap to/ Casa Serviços Nã o existe e será part e integ rante do p rojeto Em co nstru ção Já existe Ci rcuito Hidráuli co de Á gua Quente Co bre CPVC PEX aço g alvanizado o utros : Pressão de T rab alho: m.c.a ou kgf/cm 2 Anexe um cr oqui g eral d a obr a indican do o lo cal da in stalação, a inclinaç ão do local de instalaçã o dos co letore s e a d ireção do no rte m agné tico ou ge ográ fico. Ob servaçõe s: Car acterísticas do Loc al da Instalação Ind ique se existe sombr eam ento no local de instalaçã o co m o dia e a hor a em que f or ob servad o. Exemplo : 15% de á rea sombr eada as 08 :00 do dia 5 d e m arço e 10% sombr eado as 17: 00 hor as do mesm o dia. Dados d a Obra Aquecimento Atual Bo mba d e Calor Diesel Elétr ico GL P GN Outr os: Potên cia: Obs: infor mar unidad es de p otência do equ ipame nto, co nsumo e tar ifa do combu stível. Volum e: Ma rca/m odelo Tipo de T arifa ção Valor d a Ta rifa: Inf orm e o con sumo de com bustí ve l ou ene rgia e létrica e se po ssível en vie contas em a nexo (e x: kwh, kg de GLP, e tc) Janeiro Fevere ir o Março Ab ril M aio Junho Julho A gosto Setemb ro Outubr o Novembro Dezembro Obs : Caso a opção de back up seja igual ao aquec imento atual, não há nec ess idade de preenc her o q uadro abaix o nov ament e Opção de Backup para o M arca /Modelo Bomba de Calor Diesel Elétr ico Aqueci mento Sol ar GL P GN Outr os: kw h kg GL P m 3 GN Litr o de Die sel Outro Tari fação local Aquecimento Auxiliar

10 Roteiro Consumo de Água Quente NB128 Edificação Consumo Alojamento Provisório Casa Popular ou Rural Residência Apartamento Quartel Escola Internato Hotel (s/ cozinha e s/ lavanderia) Hospital Restaurante e similares Lavanderia 24 per capita 36 per capita 45 per capita 60 per capita 45 per capita 45 per capita 36 por hóspede 125 por leito 12 por refeição 15 por kg roupa seca

11 Roteiro Consumo de Água Quente

12 Roteiro Consumo de Água Quente - Perfis Fração do Consumo de Água Quente 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0, Hora do dia ASHRAE CEMIG

13 Roteiro Vivendas unifamiliares baixa renda

14 Roteiro Vivendas multifamiliares de baixa renda 416 unidades atendidas aquecimento solar

15 Roteiro Vivendas multifamiliares de baixa renda Neste tipo de sistema, cada apartamento receberá água quente proveniente somente de seu sistema de aquecimento solar (SAS) compacto Vantagens Não é necessário medição e cobrança individual de água quente; Cada unidade é dona do seu sistema; tecnologia dominada e de fácil inserção Desvantagens Maior custo específico Manutenção por conta do usuário Menor eficiência global Baixo índice de inovação inserção de suportes para orientação NG em

16 Roteiro Vivendas multifamiliares na China

17 Roteiro Vivendas multifamiliares na China

18 Roteiro Vivendas Unifamiliares Demanda diária de água quente: NBR 7198 Bom senso Experiência Protocolos de medição e verificação O objetivo do dimensionamento é determinar qual é a área coletora e o volume do sistema de armazenamento necessário para atender à demanda de energia útil de um determinado perfil de consumo.

19 Roteiro Vivendas Multifamiliares Numero de apartamentos Fator de simultaneidade Menos de 10 apartamentos Entre 10 e 15 apartamentos Entre 15 e 25 apartamentos Mais de 25 apartamentos f =1 f=0,9 f=0,8 f-0,7

20 Roteiro Meios de Hospedagem Tipo de Estabelecimento (no de estrelas) Consumo diário de Água Quente a 60 o C por quarto - 50 litros 1 70 litros litros litros

21 Roteiro Meios de Hospedagem Hotel Tropical Salvador Bahia Volume diário litros Área coletora de 270 m 2

22 Roteiro Meios de Hospedagem Hotel Portobelo Demanda Diária: litros Área Coletora 57 m 2 Paradise Resort Hotel Demanda Diária: litros

23 Roteiro Meios de Hospedagem Moteis

24 Roteiro Hospitais Lifecenter Local: Belo Horizonte/ MG Área Coletora: 132 m2 Local: Arujá / SP Volume: litros Área Coletora: 149,6 m2 Volume: litros Fonte: Solar / Gás Vila Alpina Local: São Paulo/SP Área Coletora: 170 m2 Volume: litros

25 Roteiro Histogramas de consumo de água quente Horário diário mensal

26 Roteiro Demanda diária de energia L mês V mês 1000 c p (T banho 3600 T amb ) kwh/mês onde : densidade da água, considerada igual a 1000kg/m3 Vmês : volume de água quente requerido por mês, em litros c p : calor específico da água a pressão constante igual a 4,18 kj/kg C T banho : temperatura da água quente T amb : temperatura ambiente local

27 Fundamentos de Solarimetría

28 Radiação Solar Importância O cálculo da energia solar incidente em cada cidade e nas condições específicas da obra que receberá o aquecedor solar é imprescindível na análise de viabilidade técnica e econômica de sua implantação.

29 Radiação Solar Energia inesgotável

30 Radiação Solar Emissão Espectral Todos os corpos emitem radiação eletromagnética como conseqüência de sua energia interna que, em condições de equilíbrio, é proporcional à temperatura do corpo.

31 Coletores Solares Vidros Propriedades espectrais Curvas típicas de transmissividade espectral para vidros lisos com diferentes espessuras

32 Radiação Solar Emissão Espectral lei do deslocamento de Wien max,t = 2897,8 m.k Temperatura max (K) ( m) 423 6, ,50

33 Radiação Solar O Sol A energia solar é gerada no núcleo do Sol, através de reações de fusão nuclear quando quatro prótons de hidrogênio se transformam em um átomo de hélio, sendo liberada grande quantidade de energia. Nesta região, a temperatura do Sol chega a atingir 15 milhões de graus Celsius.

34 Radiação Solar Constante Solar Irradiação G Define-se a constante solar (GSC) como a energia incidente por unidade de tempo e área, em uma superfície instalada fora da atmosfera da Terra, de modo a receber os raios solares com incidência normal

35 Radiação Solar Radiação Solar Global Diária G G B G D Radiação solar direta (GB): definida como a fração da irradiação solar que atravessa a atmosfera terrestre sem sofrer qualquer alteração em sua direção original. Radiação difusa (GD): refere-se à componente da irradiação solar que, ao atravessar a atmosfera, é espalhada por aerossóis, poeira, ou mesmo, refletida pelos elementos constituintes dessa atmosfera Radiação Global = Radiação Direta + Radiação Difusa

36 Radiação Solar Convenções Convenção utilizada por Duffie e Beckmann [1991], na qual G - valores instantâneos da radiação solar I - valores integrados em média horária H - valores integrados em média diária Valores da radiação solar em média mensal são identificados pela barra, na forma

37 Radiação Solar Convenções e unidades kwh/m2 e MJ/ m2 1MJ = 0,2778 kwh

38 Radiação Solar Medição da radiação solar

39 Radiação Solar Radiação Solar Global Diária

40 Radiação Solar Menor média anual de irradiação solar no Brasil (SC) é cerca de 30% acima da maior média de irradiação anual da Alemanha (Um dos lideres do mercado Europeu nesse segmento) Alemanha SE Brasil NE Brasil Fonte: CEPEL, 2006

41 Radiação Solar Se fosse toda coberta por energia solar, a superfície da cidade de São Paulo (1524 km2), seria capaz de produzir mais de 50% de todo o consumo de energia elétrica do Brasil Alemanha SE Brasil NE Brasil Fonte: CEPEL, 2006

42 Geometria Solar

43 Geometria Solar Angulos solares Qual radiação solar incide nos diferentes telhados da casa? Localidade Angulos solares Sombreamento

44 Geometria Solar Posicionando corretamente os coletores Posicionar corretamente os coletores solares visa promover: maior período diário de insolação sobre a bateria de coletores; maior captação da radiação solar em determinadas épocas do ano ou em médias anuais, dependendo do tipo de aplicação requerida ou de particularidades do uso final da água quente.

45 Geometria Solar Latitude e Longitude Latitude Geográfica ( ) corresponde à posição angular em relação à linha do Equador, considerada de latitude zero. Cada paralelo traçado em relação ao plano do Equador corresponde a uma latitude constante: positiva, se traçada ao Norte e negativa, se posicionada ao sul do Equador. Os Trópicos de Câncer e de Capricórnio correspondem às latitudes de 23 o 27 ao Norte e ao Sul, respectivamente, compreendendo a região tropical. Longitude geográfica (L) é o ângulo medido ao longo do Equador da Terra, tendo origem no meridiano de Greenwich (referência) e extremidade no meridiano local. Na Conferência Internacional Meridiana foi definida sua variação de 0o a 180o (oeste de Greenwich) e de 0 o a 180 o (leste de Greenwich). A Longitude é muito importante da determinação dos fusos horários e da hora solar. Altitude (Z) equivale à distância vertical medida entre o ponto de interesse e o nível médio do mar.

46 Geometria Solar Latitude e Longitude Latitude de Maceió - 9,64 o Altitude de Maceió 6,5 m

47 Geometria Solar Localidades

48 Geometria Solar Os movimentos da Terra A Terra descreve uma órbita elíptica em torno do Sol, que se encontra num dos focos. O eixo de rotação, denominado eixo polar, é quase perpendicular ao plano da eclíptica, formando um ângulo com a normal ao plano da órbita de valor 23º 27.

49 Geometría Solar Os movimentos da Tierra

50 Geometria Solar Declinação Solar Para o perfeito entendimento do movimento relativo entre a Terra e o Sol, recomenda-se a alteração do sistema de coordenadas para as coordenadas equatoriais. Neste caso, o movimento é feito em torno de eixos paralelos ao eixo de rotação e ao Equador, sendo uma de suas coordenadas a declinação solar ( ). ( Planilha) o 23, d sen 2 365

51 Geometria Solar Garantir que o coletor solar enxergue o Sol por mais horas

52 Geometria Solar Declinação Solar Planilha

53 Geometria Solar Inclinação

54 Geometria Solar Inclinação Na construção civil - dado em termos de porcentagem Exemplo: ângulo de 30 o tan cm arctan cm

55 Geometria Solar Inclinação Exemplo : Determine o ângulo de inclinação do telhado da figura anterior, projetado com uma inclinação de 35%. tan cm b arctan 19, cm

56 Geometria Solar Orientação

57 Geometria Solar Orientação

58 W Geometria Solar Usando a bússola NORTE MAGNÉTICO NORTE MAGNÉTICO NORTE GEOGRÁFICO N N W N W E S E S E S 1º PASSO 2º PASSO 3º PASSO

59 Geometria Solar Usando a bússola Capital Declinação magnética (em graus) Porto Alegre -14,74 Florianópolis -17,46 Curitiba -17,3 São Paulo -19,6 Belo Horizonte -21,5 Rio de Janeiro -21,4 Vitória -22,8 Salvador -23,1 Aracaju -23,1 Maceió -22,9 Recife -22,6 João Pessoa -22,4 Natal -22,1 Fortaleza -21,6 Teresina -21,4 São Luis -20,7 Belém -19,5 Macapá -18,5 Palmas -19,9 Manaus -13,9 Boa Vista -14,0 Porto Velho -10,6 Rio Branco -7,34 Goiânia -19,2 Cuiabá -15,1 Campo Grande -15,2 Brasília -20,0

60 Geometria Solar Orientando corretamente- usando a planilha

61 Critério 3 Períodos de pico de demanda de água quente: Como, por exemplo, o aquecimento solar de água para hotéis na região nordeste do Brasil. Na maioria dos casos, a alta temporada coincide com os meses de verão, portanto o projeto solar deverá contemplar essa especificidade. Geometria Solar Inclinando corretamente Critério 1 Média anual: Neste caso, a média aritmética calculada a partir das inclinações ótimas nos respectivos solstícios de verão e inverno, coincide com a própria latitude da localidade de interesse, ou seja : fixa = l l onde é a latitude local. Critério 2 Favorecimento do Inverno: Este critério é muitas vezes aplicado devido à maior demanda de água quente no período de inverno. Neste caso, recomenda-se: fixa = l l + 10 onde é a latitude local.

62 Geometria Solar Para esta cidade: Verão Ano todo Inverno

63 O coletor solar Quanta energia ele vai produzir?

64 Coletores Solares Produzindo energia Quanto de energia o coletor vai produzir? Ensaios de Etiquetagem e curvas de eficiencia

65 Coletores Solares Fluxos de energia

66 Coletores Solares Fluxos de energia

67 Coletores Solares Fluxos de energia A eficiência de um colector pode ser descrita em geral por: QN = Potência térmica disponível (W/m²) E = Irradiação que atinge a cobertura de vidro (W/m²) EN = Irradiação disponível (W/m²) QV = Perdas térmicas (W/m² E = irradiação que atinge a cobertura de vidro = coeficiente de transmissividade do vidro = coeficiente de absortividade absorsor T = diferença de temperatura do absorsor e do ar UL = coeficiente global de perdas (W/m²K):

68 Coletores Solares Fluxos de energia A eficiência de um colector pode então ser descrita por: As perdas térmicas dependem da diferença de temperatura do absorsor e do ar e numa primeira aproximação, para absorsores de baixa temperatura esta relação é linear. Para absorsores de alta temperatura as perdas térmicas não aumentam linearmente com a diferença de temperatura, mas aumentam mais (através de uma potência quadrática)

69 Coletores Solares Perdas óticas e perdas térmicas

70 Coletores Solares Balanço de energia G A Q p c absorvido ) ( amb p L perdas T T A U Q laterais base topo L U U U U )] ( [ amb p L p c util T T U G A Q G T T U F F A A amb fi L R p c R ext ) (

71 Coletores Solares Fluxos de energia É possível prever o comportamento térmico de um coletor solar a partir das características obtidas em ensaios (Rendimento Ótico FrTa e Fator de Perdas - FrUL). Estes valores têm de ser fornecidos pelo fabricante ou consultados na tabela do INMETRO..

72 Coletores Solares Curvas de eficiencia Fr(tα) 60 Eficiência(%) FrUL 30 Coletor fechado Coletor aberto 0 0 0, 01 0, 02 0,03 0,04 0, 05 0, 06 0,07 = A A transp ext F R v ( Te -Tam b )/G p - F R U L T G fi - T amb

73 Coletores Solares Curvas de eficiencia

74 Coletores Solares Comparando tecnologias

75 Coletores Solares Tabela do Inmetro

76 Roteiro Quantos coletores utilizar? Contrariamente ao critério de dimensionamento para os equipamentos convencionais, os sistemas de aquecimento solar não são dimensionados para as condições extremas ( inverno, baixa radiação solar, máxima ocupação,etc) de certos dias do ano, mas sim para as necessidades energéticas médias anuais. Para este tipo de tecnologia não se considera a ponta máxima previsivel do consumo energético, mas o balanço médio anual.

77 Fração Solar Economia e Viabilidade

78 Fração Solar Economia Fração solar parcela de energia requerida para aquecimento da água que é suprida pela energia solar, em média anual 30 % de energia conv encional 70 % de f ração solar térmica

79 Analise Econômica Comparativo de Consumo de GN Estimado 14000, ,00 Consumo GN (m³) 10000, , , , ,00 0,00 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez GN (m³) 10728, , , , , , , , , , , ,86 Solar + GN (m³) 3175, , , , , , , , , , , ,45

80 Analise Econômica Custo Operacional Estim ado Alternativa Mem ória de Cálculo Resultado GN (Demanda Energética / PCI / Eficiência do Aquecedor) x 12 meses = m 3 Solar + GN (Demanda Energética / PCI / Eficiência do Aquecedor) x (1 - Fração Solar) x 12 meses = m 3 Economia Anual Estimada (GN) (Solar + GN) m3 (64,0%)

81 Fração Solar Economia Fração solar Area coletora

82 Cuidados de Projeto e Instalaçao

83 Escopo A3 - Qualificada para instalações residenciais e comerciais de grande porte- volume total de armazenamento superior a 3000 litros; Cuidados de projeto Porte das Instalações APLICAÇAO AQUECIMENTO CENTRAL Escopo A1 - Qualificada para instalações residenciaisvolume total de armazenamento até 1000 litros Escopo A2 - Qualificada para instalações residenciais e comerciais- volume total de armazenamento de até 3000 litros;

84 Cuidados de projeto Porte das Instalações APLICAÇAO AQUECIMENTO DE PISCINA Escopo A1 - Qualificada para instalações residenciaisárea superficial da piscina de até 40 m2; Escopo A2 - Qualificada para instalações residenciais e comerciais-área superficial da piscina de até 100 m2; Escopo A3 - Qualificada para instalações residenciais e comerciais de grande porte-área superficial da piscina acima de 100 m2.

85 Instalações Solares Principais problemas em instalação solares SISTEMA DE AQUECIMENTO SOLAR 11% ARQUITETÔNICO 33% HIDRÁULICA 56%

86 Cuidados de projeto Condições de Instalação Hidráulica Automação Viabilidade Econômica Espaço, Fixação, Sombreamento Circulação e Balanceamento Solar, Apoio, Anel, etc Economia

87 Cuidados de projeto Termossifão Tubular VEM DA CAIX A D' ÁGUA ÁGUA QUE NTE VEM DA CAIXA D'ÁGUA SIFÃO ÁGUA FRIA 30 cm

88 Cuidados de projeto Espaço disponível

89 Cuidados de projeto Resistência estrutural O SAS e a estrutura de apoio, incluindo os componentes da edificação, devem resistir a: peso próprio do coletor solar, componentes e reservatório térmico em regime de trabalho; sobrecargas (incluindo vento); expansão e contração térmica.

90 Cuidados de projeto Estruturas de Suporte Se o ponto de fixação do coletor solar e seu suporte forem feitos de metais diferentes, eles devem ser isolados de forma a impedir a eletro-corrosão. Suportes estruturais devem ser fixados de forma a resistir às agressões do ambiente e cargas como vento, tremores, chuva, neve e gelo, de tal forma que o sistema não prejudique a estabilidade da edificação. Os suportes devem ser instalados de modo que não ocorram danos nos coletores solares devido à dilatação térmica. O SAS e seus componentes não devem comprometer o escoamento de água, a impermeabilização da cobertura e a resistência estrutural.

91 Cuidados de projeto Estruturas de Suporte

92 Cuidados de projeto Estruturas de Suporte

93 Cuidados de projeto Estruturas de Suporte

94 Beneficios da Tecnología Geração de empregos

95 Beneficios da Tecnología Geração de empregos

96 Cuidados de projeto Estruturas de apoio

97 Cuidados de projeto Sombreamento Os coletores solares devem ser instalados de forma a evitar locais sujeitos à sombra (vegetação, edificações vizinhas, outros coletores solares, reservatórios térmicos, elementos arquitetônicos etc). d = h x k Latitude ( ) k 0,541 0,433 0,541 0,659 0,793 0,946 1,126 1,347 1,625

98 Cuidados de projeto Sombreamento - equinocios

99 Cuidados de projeto Sombreamento - Solsticio de Verao

100 Cuidados de projeto Sombreamento - Solsticio de Inverno

101 Cuidados de projeto Insercao dos Coletores Solares

102 Cuidados de projeto Arranjo de coletores O arranjo hidráulico de coletores solares deve considerar a perda de eficiência térmica do SAS e assegurar adequado equilíbrio hidráulico.

103 Cuidados de projeto Conexionado paralelo de canais 22ºC 22ºC 22ºC 22ºC 15ºC 15ºC 15ºC 15ºC Máximo Recomendado: 5 a 6 coletores por bateria

104 Cuidados de projeto Conexionado série Eficiência Instantânea 22ºC 28ºC 33ºC 37ºC 15ºC 22ºC 28ºC 33ºC dt/g Máximo Recomendado: 3 associações

105 Cuidados de projeto Arranjo de coletores

106 Cuidados de projeto Conexionado serie-paralelo Balanceamento Hidráulico B A

107 Cuidados de projeto Arranjo de coletores associação mista Balanceamento Hidráulico B A

108 Cuidados de projeto Arranjo de coletores

109 Cuidados de projeto Vazãodo fluido de trabalho O valor da vazão total de operação (Q o ) do circuito primário é calculado em função da associação das baterias de coletores solares. Adota-se, para o cálculo, o valor da vazão de teste de eficiência dos coletores solares para banho (72 litros por hora por m²)*, devendo-se ainda determinar a área útil (A u ) da(s) bateria(s) de coletores interligados em paralelo que recebe o fluido de trabalho diretamente da bomba hidráulica;

110 Cuidados de projeto Vazão do fluido de trabalho

111 Cuidados de projeto Vazão do fluido de trabalho

112 Cuidados de projeto Vazão do fluido de trabalho

113 Cuidados de projeto Dimensionamento da tubulação Diâmetro Velocidades máximas Vazões máximas (mm) (pol) m/s l/hora 15 1/2 1, /4 1, , /4 2, /2 2, , /2 2, , , De acordo com a norma NBR , a velocidade máxima da água nas tubulações não deve ultrapassar 3 m/s.

114 Cuidados de projeto Bombas de circulação A moto bomba deve ser capaz de suportar os fluidos na máxima temperatura encontrada no SAS e ser instalada para trabalhar afogada e de maneira a prover o acesso a serviços ou substituição. Instala-se em linha com a tubulação: > na horizontal ou na vertical mas sempre com o eixo do motor na horizontal.... sempre com a caixa de ligações elétricas acessível (para cima ou para o lado). Respeitar o sentido de fluxo indicado na própria bomba Instala-se na parte mais baixa do circuito hidráulico: > no tubo de ida para os coletores (circuito

115 Cuidados de projeto Sistemas de controle e monitoração O comando diferencial analisa a diferença de temperaturas entre o ponto mais quente e o ponto mais frio do sistema solar térmico fazendo acionar ou parar a bomba de circulação. Existem comandos com mais funções, para utilização em sistemas com múltipla aplicação, como é o caso de AQS juntamente com o aquecimento de uma piscina ou de um piso radiante.

116 Cuidados de projeto Isolamento térmico Isolamento Térmico - Polietileno Expandido Diâmetro da tubulação (mm) Espessura do Isolamento (mm) D > D D > Tubos, conexões e acessórios devem ser capazes de suportar os fluidos nas máximas temperaturas e pressão encontradas no SAS sem apresentar vazamentos, deformações ou degradação excessiva e devem ser conforme Normas Brasileiras aplicáveis. A tubulação e seus acessórios devem ser dimensionados para transportar o fluido de trabalho nas vazões de projeto sem excessivo ruído ou vibração, o que pode induzir altos níveis de tensões mecânicas suficientes para causar danos.

117 Cuidados de projeto Isolamento térmico

118 Cuidados de projeto Isolamento térmico

119 Cuidados de projeto Congelamento Válvulas anti-congelamento Sistemas de troca indireta Outros sistemas

120 Cuidados de Projeto Trocadores ou pemutadores de Calor > Recomenda-se uma potência de permuta de 750 W/m2 de área de captação. > A eficácia do permutador deve ser tanto maior quanto possível para que o fluido térmico regresse aos coletores com uma temperatura baixa, não prejudicando o rendimento da instalação. > O permutador de calor pode ser interno (quando está dentro do depósito) ou externo (quando está fora do depósito).

121 Cuidados de Projeto Trocadores ou pemutadores de Calor > Têm elevada eficácia (0,75), devido ao funcionamento em contracorrente como mostra a figura. > A sua manutenção é mais fácil pois são desmontáveis e de limpeza relativamente simples. > São moduláveis, podendo, caso seja necessário, acrescentar-se placas por forma a aumentar a potência. > Em instalações com volumes de acumulação maiores que litros, recomenda-se a utilização deste tipo de permutador. > Necessitam de um bom isolamento térmico (muitas vezes esquecido). Na utilização para o aquecimento de piscinas, deverá escolher-se um permutador de material resistente à corrosão causada pelo tratamento da água.

122 Cuidados de projeto Estratificação térmica

123 Cuidados de projeto Arranjo de reservatórios térmicos

124 Cuidados de projeto Interligação reservatórios térmicos e sistema auxiliar

125 Cuidados de projeto interligação reservatórios térmicos e sistema auxiliar Produção instantânea da energia de apoio. O gerador de energia de apoio deve fornecer a potência necessária em cada instante, variável em função da temperatura do préaquecimento solar. Situaremos o gerador instantâneo (por exemplo, um aquecedor a gás com chama variável) à saída do acumulador solar (em série com a instalação solar).

126 Cuidados de projeto Válvulas de segurança > São obrigatórias em todos os circuitos submetidos a pressão e a variações de temperatura, e servem para limitar a pressão nesses mesmos circuitos. > A pressão de regulação, ou seja, a pressão à qual a válvula atua deixando escapar fluido, deve ser inferior à pressão que possa suportar o elemento mais delicado do circuito.. >No circuito primário colocam-se junto ao vaso de expansão > Colocam-se também junto da entrada de água fria dos depósitos de acumulação.nos casos em que há mais do que um depósito, o instalador(a) deverá colocar uma válvula de segurança

127 Cuidados de projeto Vasos de Expansão Um fluido dilata (aumenta o volume) quando é aquecido. Num circuito solar (fechado), é o vaso de expansão que permite compensar essa dilatação, impedindo que a válvula de segurança descarregue. Em condições normais de funcionamento, a válvula de segurança do circuito primário não deve atuar. Se isso acontece é sinal de que existe alguma anomalia. O vaso de expansão deverá ser montado de acordo com uma das duas alternativas apresentadas.

128 Cuidados de projeto Aquecimento Solar Indireto

129 Cuidados de projeto Válvulas misturadoras A colocação de uma válvula misturadora termostática, na saída do reservatório permite a mistura de água fria da rede com a água quente, para uma dada temperatura regulada, pretendida para o consumo. -possibilita a extração de maiores volumes de água; - promove a utilização racional de energia; - pode evitar queimaduras. Deverá verificar-se a temperatura limite de funcionamento e a gama de regulação.

130 Aquecimento Solar em Edificações Multifamiliares

131 Tipologias Tipos de instalações de aquecimento solar 1. Sistema individual 2. Sistema central com armazenamento e apoio coletivos 3. Sistema central com armazenamento central e apoios individuais 4. Sistema central com armazenamento e apoio individuais

132 Configurações e Soluções Técnicas Sistema Central Individual

133 Configurações e Soluções Técnicas 1. Acumulação e apoio centrais

134 Configurações e Soluções Técnicas 2 Acumulação e apoio centrais

135 Configurações e Soluções Técnicas 3. Acumulação Central com Apoio Individual

136 Configurações e Soluções Técnicas 4. Acumulação e Apoio Individuais

137 Configurações e Soluções Técnicas 5. Acumulação Central com acumulação e Apoio Individuais

138 Cidades Solares Projetando para o futuro

139 A idéia das Cidades Solares Cidades Solares é uma iniciativa do Departamento Nacional de Aquecimento Solar (DASOL), da ABRAVA Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento em conjunto com o Vitae Civilis, ONG sócioambiental, e tem como objetivo principal incentivar a mobilização da sociedade no Brasil através de ações que sensibilizem os poderes públicos municipais para a criação de leis de incentivo ao uso de aquecimento solar.

140 ano A evolução das Cidades Solares Projetos de leis solares

141 A evolução das Cidades Solares Cidades com Leis Solares Aprovadas Ano

142 Políticas públicas para o incentivo à energia solar Obrigação legal de instalação ou preparação da instalação Medidas de apoio: campanhas públicas, educação ambiental, capacitação,etc Incentivos fiscais Subsídios: prêmios e linhas especiais de crédito Todas políticas estão integradas

143 Políticas públicas para o incentivo à energia solar Obrigação legal de instalação ou preparação da instalação Israel Obrigatório desde 1980 ( + 90% das residências usam aquecedores solares) * Aquecimento solar em um pais onde há intensa escassez de água

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