Coletores solares planos

Coletores solares planos

Coletores solares planos desempenho instantâneo x longo prazo Comportamento instantâneo: curvas de desempenho do equipamento função de dados meteorológicos e dados operacionais em um local e momento precisos. Comportamento de longo prazo dimensionar o sistema para condições variadas.

Coletores solares planos desempenho instantâneo ganho de energia útil instantâneo (useful energy gain), ou a potência térmica útil Eq (2.1) Q U R [ I ( ) U ( T T )] = F A τ α T L i a

Q U R [ I ( ) U ( T T )] = F A τ α T L i a A = área do coletor, em m 2 F R = fator de eficiência de remoção de calor I T = fluxo de radiação solar incidente na superfície do coletor, em W/m 2 τ = transmissividade da cobertura do coletor na faixa (espectro) da radiação solar incidente α = absortividade do painel U L = coeficiente global de transferência de calor relativo às perdas do coletor, em W/m 2 K T i = temperatura de entrada do fluido no coletor, em ºC ou K T a = temperatura do meio ambiente, em ºC ou K

Q U R [ I ( ) U ( T T )] = F A τ α T L i a Potência = correção [ ganhos perdas] útil Em watts!

Coletores solares planos ganhos τα (IT)

Coletores solares planos ganhos τα (IT) I T = fluxo de radiação solar, incidente na superfície orientada do coletor (tilted = inclinada) obtido por meio de dados experimentais piranômetros, pirieliômetros, etc

Coletores solares planos ganhos τα (IT) produto τα (IT) τ transmissividade da cobertura do coletor indica a atenuação da radiação que chega ao painel α absortividade indica a parcela que será aproveitada dessa energia para o aquecimento da placa coletora. As propriedades radiantes τ e α são espectrais

Coletores solares planos Perdas U L (T i T a ) ganhos aumento da temperatura do conjunto perdas de calor para o exterior condução para a estrutura vizinha convecção com o ar exterior radiação com o meio vizinho coeficiente global de transferência de calor U L em W/m 2 K.

Coletores solares planos fator F R fator de eficiência de remoção de calor F R compensa a parcela de perdas da equação 2.1, expressa pela diferença de temperatura. a temperatura média de operação do coletor não é T i, e o fator F R é empregado para compensar esse efeito. calculado para diversos tipos de coletores, sendo função da taxa de massa (vazão mássica) e de dados de projeto do coletor.

Coletores solares planos fator F R fator de eficiência de remoção de calor F R a temperatura de operação do coletor não é T i, e sim uma temperatura média T m o fator F R é empregado para compensar esse efeito.

Coletores solares planos fator F R Depende de taxa de massa (vazão mássica) dimensões, espessuras, materiais, etc. Independe de radiação solar temperatura ambiente

Ensaios de coletores planos Regime permanente Variáveis importantes Radiação solar Vazão mássica Temperaturas de entrada Ti e saída To do fluido Temperatura ambiente Ta

Ensaios de coletores planos ganho de energia útil Q U Q U = A G c p ( Ti To) A área (m²) G vazão por área (kg/(s m²)) Cp calor específico (J/(kg K)) Ti e To Temperaturas de entrada e de saída do fluido em watts

Ensaios de coletores planos balanço de energia útil Q U

Ensaios de coletores planos eficiência η adimensional η = Q A I U T

Ensaios de coletores planos eficiência η Q U [ I ( ) U ( T T ) ] = F A τ α R T L i a Q = F ( ) U η = R τα A IT n F R U L A I ( T T ) i T a

Ensaios de coletores planos Assumindo U L constante R ( ) η = a + b x = F τα a = F ( ) R τα n n η = F R f Ti T A I U L A I ( T ) T i T a a b = F U R L

Ensaios de coletores planos curvas características a = F ( ) R τα n b = F U R L

Ensaios de coletores planos curvas características líquido (água) a = F ( ) R τα n b = F U R L

Ensaios de coletores planos curvas características gás (ar) a = F ( ) R τα n b = F U R L

Ensaios de coletores planos fator de eficiência de transferência de calor do coletor F R /F R Usado quando há trocadores auxiliares Substitui F R na eq. 2.1