AVALIA‡ƒO DOS ATRIBUTOS CONSTRUTIVOS E .NBR 10184: Coletores solares planos para l­quidos –
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  • AVALIAO DOS ATRIBUTOS CONSTRUTIVOS E OPERACIONAIS DE UM AQUECEDOR SOLAR ECOLGICO.

    Marco Tlio Batista Prado (PIBIC/Fundao Araucria - UEPG), Altair Justino (Orientador), e-mail: ajustino@uepg.br.

    Universidade Estadual de Ponta Grossa/Departamento de Agronomia, Ponta Grossa, PR.

    Engenharias - aproveitamento da energia.

    Palavras-chave: aquecedor, reciclagem, desenvolvimento sustentvel.

    Resumo:

    O Brasil tem um grande potencial para utilizao de energia solar, porm sua participao no balano energtico do pas insignificante. O objetivo desse trabalho foi construir e avaliar a eficincia, em dias de baixa incidncia de radiao solar na regio de Ponta Grossa, de um aquecedor solar ecolgico adaptado do modelo desenvolvido por Jos Alcino Alano e divulgado pelo Programa Desperdcio Zero da Secretaria de Estado do Meio Ambiente e Recursos Hdricos do Paran, que alm de auxiliar na reciclagem direta sem qualquer processo industrial nos descartveis, uma opo para economia de energia eltrica. Este estudo faz-se importante e complementar aos dados j divulgados na literatura, tendo em vista que a eficincia do aquecedor varia com a regio, clima e poca do ano. O aquecedor conectado em um reservatrio cujo ciclo de aquecimento utiliza o principio termo sifo, ou seja, gua quente migra do aquecedor para parte superior do reservatrio enquanto que a gua fria por ser mais pesada flui para parte inferior. As temperaturas da gua antes e depois de aquecida foram monitoradas atravs de um registrador eletrnico de sinais analgicos com dois canais conectados a sensores do tipo PT 100 e a incidncia da radiao solar registrada em equipamento manual especfico. Observou-se eficincia de fato no sistema de aquecedor solar ecolgico, porm as temperaturas atingidas na maioria dos dias no so adequadas para um banho confortvel nas condies climticas deste perodo na regio de Ponta Grossa (PR).

    Introduo

    O Brasil possui grande potencial para utilizao da energia solar, embora muito pouco dessa aplicao de energia tenha sido adotado pelo pas. Como o territrio nacional muito extenso, e o clima varia muito de regio para regio, faz-se necessrio estudos diferentes para o aproveitamento desta fonte de energia. Este trabalho consistiu-se num estudo de um modelo adaptado de aquecedor solar ecolgico desenvolvido por Jos Alcino Alano

    Anais do XIX EAIC 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava PR.

  • (2006), e verificao de sua eficincia em dias de baixa incidncia solar na cidade de Ponta Grossa (PR).

    Materiais e mtodos

    Para a montagem do aquecedor solar foram utilizadas 260 garrafas de Politereftalato de etileno PET com capacidade de 2 litros, 220 caixas de embalagem cartonada longa vida com capacidade de 1 litro, tubos e conexes em PVC, o que resultou em quatro mdulos de 1m2 cada,

    Para o registro das temperaturas ambiente de entrada de gua para o aquecedor solar e da sada de gua quente do aquecedor para o reservatrio foi utilizado um registrador eletrnico de sinais analgicos com dois canais conectados a sensores do tipo PT 100

    O registro da radiao solar foi realizado em estao meteorolgica prxima ao local do estudo.

    O aquecedor foi conectado um reservatrio (Figura 1) cujo ciclo de aquecimento utiliza o principio termo sifo, ou seja, gua quente migra do aquecedor para parte superior do reservatrio enquanto que a gua fria por ser mais pesada flui para parte inferior.

    Os dados foram registrados no perodo de inverno (01/07 a 12/07/2010), onde se evidencia as mais baixas incidncias de radiao solar e temperaturas ambientes no hemisfrio sul.

    Figura 1 Instalao do aquecedor ecolgico e reservatrio de gua

    Resultados e Discusso

    Foram analisados dados dos 12 primeiros dias do ms de julho de 2010, onde se observou no perodo, uma taxa de radiao solar mxima mdia de

    Anais do XIX EAIC 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava PR.

  • 660,5 W/m. Os horrios onde se obteve, no perodo estudado, a maior radiao solar incidente, a mxima temperatura de sada de gua quente e a respectiva temperatura ambiente da entrada de gua, bem como os valores registrados para 00:00 hora de cada dia, so apresentados na Tabela 1.

    Como na caixa dgua na qual se instalou o sistema no foi aplicado um isolamento trmico, os resultados da temperatura da gua de sada do aquecedor na ausncia de incidncia solar em comparao da mesma temperatura no horrio da mxima incidncia de radiao solar mostraram uma perda considervel de temperatura da gua, de tal modo que a ausncia de isolamento, nesta poca do ano, pode comprometer o uso da gua aquecida em determinados horrios do dia.

    Tabela 1 Temperatura da gua de entrada e sada do aquecedor solar no horrio de mxima radiao e zero hora (perodo de 01/07 a 12/07/2010).

    Dia PerodoobservadoRad. solarmax/mn (W/m)

    Temp.entrada

    (C)

    Temp. sada(C)

    Hora T (C)

    01/07/10 8:00/18:00 669 26,4 40,0 15:00 13,600:00 0 16,5 22,9 00:00 6,4

    02/07/10 8:00/18:00 662 24,5 31,1 17:00 6,600:00 0 15,8 21,7 00:00 5,9

    03/07/10 8:00/18:00 675 25,7 40,0 16:00 14,300:00 0 14,6 20,0 00:00 5,4

    04/07/10 8:00/18:00 694 26,8 31,1 14:00 4,300:00 0 14,6 22,0 00:00 7,4

    05/07/10 8:00/18:00 671 31,7 38,3 15:00 6,600:00 0 15,6 20,0 00:00 4,4

    06/07/10 8:00/18:00 663 32,2 40,7 15:00 8,500:00 0 16,4 22,4 00:00 6,0

    07/07/10 8:00/18:00 595 29,4 37,4 14:00 8,000:00 0 16,1 23,6 00:00 7,5

    08/07/10 8:00/18:00 682 30,5 39,5 15:00 9,000:00 0 16,5 22,4 00:00 5,9

    09/07/10 8:00/18:00 643 34,1 39,7 16:00 5,600:00 0 18,7 23,9 00:00 5,2

    10/07/10 8:00/18:00 647 24,7 34,9 12:00 10,200:00 0 18,1 24,2 00:00 6,1

    11/07/10 8:00/18:00 669 32,6 43,0 14:00 10,400:00 0 17,5 21,6 00:00 3,8

    12/07/10 8:00/18:00 657 35,6 44,6 14:00 9,000:00 0 19,3 25,2 00:00 5,9

    Anais do XIX EAIC 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava PR.

  • J nos horrios de mxima incidncia de radiao solar obteve-se temperatura da gua na sada do aquecedor acima de 31C com a mxima de 44,6C, dentro da faixa de temperatura para um banho agradvel em dias frios.

    Com a diferena entre a temperatura da gua quente e a temperatura da gua natural, apenas nos horrios com radiao solar, obteve-se o rendimento mximo alcanado que na mdia do perodo avaliado foi de 30,75%.

    Concluses

    Concluiu-se que o sistema de aquecedor solar ecolgico desenvolvido por Jos Alcino Alano no perodo estudado mostrou ser eficiente no inverno para a regio de Ponta Grossa (PR), atingindo um rendimento mximo mdio de 30,75%. Baseando-se no fato de que para um banho agradvel em dias frios a gua deve se encontrar na faixa de 35 40C, verificou-se que a temperatura foi atingida nos horrios de mxima incidncia de radiao solar.

    A caixa dgua deve contemplar sistema de isolamento trmico, uma vez que se verificou perda acentuada na temperatura da gua nos horrios sem radiao solar.

    Agradecimentos

    Agradeo meu orientador Altair Justino, colaboradores com o projeto, professor Carlos Roberto Balarin, Bruno Aurlio de Camargo, Jhonattan Vieira de Souza, prefeitura do campus da UEPG, e ao autor do projeto original, Jos Alcino Alano.

    Referncias Alano, J.A. e famlia. Manual Sobre a Construo e Instalao do

    Aquecedor Solar Descartveis. 2006, 48.Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 10184: Coletores

    solares planos para lquidos Determinao do rendimento trmico. 1988, 25p.

    Pimentel, J.R.; Luciano, E.A. e Morais, M.B. Sistema de Aquecimento Solar Didtico. Revista Brasileira de Ensino de Fsica. 1989, Vol. 11, p.3-14.

    Anais do XIX EAIC 28 a 30 de outubro de 2010, UNICENTRO, Guarapuava PR.