Dimensionamento. Dimensionamento. Área Coletora e Kit Instalação. Aquecimento Auxiliar. Tubulação. Bomba Hidráulica
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- David de Sousa Marroquim
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1 Dimensionamento Dimensionamento Área Coletora e Kit Instalação Aquecimento Auxiliar Tubulação Objetivos: 1 - Dimensionar área coletora e kit instalação 2 - Dimensionar aquecimento auxiliar 3 - Dimensionar tubulação 4 - Dimensionar bomba hidráulica Bomba Hidráulica 1
2 Dimensionamento Aquecedor Auxiliar Aquecedor a Gás Passagem ou Acumulação Aquecedor Elétrico Bomba de Calor 2
3 Dimensionamento Aquecedor Auxiliar Qual é o mês de maior perda térmica? Quanto é? Qual o tempo máximo de funcionamento? Potência Aquecedor Auxiliar = Perdas Térmicas Ganho Direto Tempo Máximo de Funcionamento Tempo Máximo de Funcionamento: Bomba de Calor: 15 a 20 horas Aquecedor de Passagem : 10 a 15 horas Bomba de Calor : Qual a temperatura mínima de operação? Aquecedor de Passagem : Qual o rendimento do aquecedor de passagem? 3
4 Dimensionamento Aquecedor Auxiliar Exemplo: Para uma piscina residencial, com área de 32 m 2, instalada em uma região de clima quente, sem cobertura (aberta), com capa térmica, utilizando-se bomba de calor com potência nominal de 18 kw. Dimensionar a quantidade de bombas de calor: Mês de maior Perda Térmica: Julho Temperatura Média Ambiente: 20 C Perda térmica diária: 276,4 kwh Tempo Máximo de Funcionamento: 20 horas Potência Aquecedor Auxiliar = 276,4 kwh = 13,8 kw 20 h Número de bombas de calor = 13,8 kw = 0,9 = 1 bomba de calor 18kW 4
5 Dimensionamento Dimensionamento Área Coletora e Kit Instalação Aquecimento Auxiliar Tubulação Objetivos: 1 - Dimensionar área coletora e kit instalação 2 - Dimensionar aquecimento auxiliar 3 - Dimensionar tubulação 4 - Dimensionar motobomba Bomba Hidráulica 5
6 Dimensionamento Tubulação e Bomba Instalação Hidráulica Coletores Interligação hidráulica entre coletores solares: Instalação do tampão: Instalação do adaptador: 6
7 Dimensionamento Tubulação e Bomba Número máximo de coletores por bateria: Para garantir equilíbrio hidráulico e maior eficiência térmica ao sistema, deve-se respeitar o limite máximo de 7,5 m coletores por bateria, considerando as informações do fabricante. 7,5m É desejável que todas as baterias possuam o mesmo número de coletores. 7
8 Dimensionamento Tubulação e Bomba Interligação hidráulica entre coletores VÁLVULA QUEBRA VÁCUO ABRAÇADEIRA TAMPÃO RETORNO TAMPÃO Tipo: Bateria única ALIMENTAÇÃO ADAPTADOR 8
9 Dimensionamento Tubulação e Bomba Interligação hidráulica entre bateria de coletores. Tipo: Baterias de coletores interligadas em série VÁLVULA QUEBRA VÁCUO RETORNO ALIMENTAÇÃO Obs: Instalar no MÁXIMO três baterias em série. 9
10 Dimensionamento Tubulação e Bomba Interligação hidráulica entre bateria de coletores. VÁLVULA QUEBRA VÁCUO RETORNO Tipo: Baterias de coletores interligadas em série Obs: Instalar no MÁXIMO três baterias em série. ALIMENTAÇÃO 10
11 Dimensionamento Tubulação e Bomba Interligação hidráulica entre bateria de coletores. VÁLVULA QUEBRA VÁCUO RETORNO Tipo: Baterias de coletores interligadas em paralelo ALIMENTAÇÃO 11
12 Dimensionamento Tubulação e Bomba Interligação hidráulica entre bateria de coletores. VÁLVULA QUEBRA VÁCUO Tipo: Baterias de coletores interligadas em série e paralelo. RETORNO ALIMENTAÇÃO 12
13 Vazão nos coletores coletora efetiva Área Dimensionamento Tubulação e Bomba Para calcular a vazão dos coletores é necessário saber qual a área coletora a ser alimentada diretamente pela motobomba. ALIMENTAÇÃO RETORNO Área efetiva coletora Área efetiva coletora RETORNO ALIMENTAÇÃO 13
14 Vazão nos coletores Dimensionamento Tubulação e Bomba Vazão = 252 l/h.m2 x área coletora efetiva Exemplo: 2 baterias em série de 4 coletores de 4,2 m²: Área coletora efetiva = 4 x 4,2 = 16,8 m² Vazão = 252 litros/h/m² x 16,8 m² Vazão = litros/h Área coletora efetiva RETORNO ALIMENTAÇÃO 14
15 Dimensionamento Tubulação e Bomba Dimensionamento de tubulação. Exemplo: Seguindo cálculo do exemplo anterior, tem-se vazão de 4,2 m³/h. Verifica-se que o tubo recomendado é o 40mm. Observações: Não Utilizar tubulação de cobre em instalações de aquecimento solar de piscinas. Para instalações de grande porte, recomenda-se o cálculo detalhado de perda de carga e dimensionamento da tubulação. 15
16 Dimensionamento Tubulação e Bomba Dimensionamento da bomba hidráulica. 1º Passo: Calcular a vazão necessária. 2º Passo: Determinar altura manométrica. 3º Passo: Consultar o catálogo de fabricante de bomba. 16
17 Dimensionamento Tubulação e Bomba Curvas Características das Bombas 17
18 Dimensionamento Tubulação e bomba Exemplo: Para uma piscina residencial, com área de 32 m 2, instalada em uma região de clima quente, sem cobertura (aberta), com capa térmica, utilizando-se coletores classificação A, 99,0 kwh/m²mês e 4,2 m², instalados orientado para o norte, calcula-se: Área do coletor utilizado = 4,2 m² Área da piscina a ser aquecida = 32 m² Relação de área conforme tabela = 0,95 Nº de coletores = 32 x 0,95 4,2 Nº de coletores = 7,33m 2 Nº de coletores = 8 Arranjo Hidráulico : 2 baterias em série de 4 coletores de 4,2 m²: Área coletora influente = 4 x 4,2 = 16,8 m² 252 litros/h.m² x 16,8 m² = litros/h Área coletora influente RETORNO Vazão = litros/h = 4,2 m³/h 1000 litros/m³ ALIMENTAÇÃO Verifica-se que o tubo recomendado é o de 40mm PVC. 18
19 Dimensionamento Tubulação e bomba Exemplo: Para uma piscina residencial, com área de 32 m 2, instalada em uma região de clima quente, sem cobertura (aberta), com capa térmica, utilizando-se coletores classificação A, 99,0 kwh/m²mês e 4,2 m², instalados orientado para o norte, calcula-se: Desnível piscina cobertura: 6 metros Aspiração: Distância horizontal ralo de fundo - bomba: 1 metro Cotovelo 90: 2 Registro Gaveta: 1 Recalque: Distância horizontal bomba cobertura: 8 metros Curva 90: 8 Cotovelo 90: 4 Registro Gaveta: 2 Válvula de Retenção Horizontal: 1 Determinar a altura manométrica. Determinar potência de bomba hidráulica. 19
20 Dimensionamento Tubulação e bomba Etapas m mca 1. Levantar altura estática ha (mca): 0 (bomba afogada) 0 2. Dimensionar vazão Q (l/s) : 4,2m³/h = 1,18 l/s 3. Dimensionar tubulação D (mm): 40 mm 4. Levantar comprimento equivalente hd+hl - Lt (m) Anexo I Perda de Carga Localizada hd: Distância horizontal ralo de fundo - bomba: 1 metro 1 hl: Cotovelo 90: 2 metros x 2: 4 metros 4 Registro Gaveta: 0,4 metro x 1: 0,4 metro 0,4 Lt: hd + hl: 1+4+0,4 : 5,4 metros 5,4 5. Levantar perda de carga unitária -Ju (m/m) Anexo II Ábaco de Fair Whipple Hsiao Ju: 0,044m/m 6. Calcular perda de carga Ja = Ju x Lt (mca) Ja: 0,044m/m x 5,4m: 0,24 mca 0,24 Altura Total de Aspiração Ha 0,24 20
21 Dimensionamento Tubulação e bomba Etapas m mca 1. Levantar altura estática ha(mca): Dimensionar vazão Q(l/s) : 4,2m³/h = 1,18 l/s 3. Dimensionar tubulação D(mm): 40 mm 4. Levantar comprimento equivalente hd+hl - Lt (m) Anexo I Perda de Carga Localizada hd: Distância horizontal bomba cobertura: 8 metros x 2 (ida e volta): 16 metros Interligação entre baterias 4 metros hl: Curva 90: 0,7 metro x 12: 8,4 metros Cotovelo 90: 2 metros x 4: 8 metros Registro Gaveta: 0,4 metro x 2: 0,8 metro Válvula de Retenção Horizontal: 4,9 metros x 1: 4,9 metros Coletores Solares : 0,026 mca/m² x 33,6: 0,87 mca Lt: hd + hl: ,4+8+0,8+4,9: 42, ,4 8 0,8 4,9 42,1 0,87 5. Levantar perda de carga unitária -Ju (m/m) Anexo II Ábaco de Fair Whipple Hsiao Ju: 0,044m/m 6. Calcular perda de carga Ja = Ju x Lt (mca) Ja: 0,044 m/m x 42,1 m: 1,85mca 1,85 Altura Total de Aspiração Hr 8,72 21
22 Dimensionamento Tubulação e bomba Exemplo: Para uma piscina residencial, com área de 32 m 2, instalada em uma região de clima quente, sem cobertura (aberta), com capa térmica, utilizando-se coletores classificação A, 99,0 kwh/m²mês e 4,2 m², instalados orientado para o norte, calcula-se: Determina a altura manométrica. Hman: Ha + Hr Hman: 0,24mca + 8,72 mca Hman: 8,96mca ~ 9 mca 22
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