Aquecimento solar
Autor: EXCLUSIVA MINERAÇÃO E SIDERURGIA | Publicado: 2016-08-30T14:56:00-07:00


Aquecedor solar reduz demanda de energia para água quente e gera
economia

Saiba como funciona
o sistema de aquecimento solar de água, amplamente usado no Brasil, dos
chuveiros às grandes piscinas aquecidas



Redação AECweb /
e-Construmarket







O sistema de aquecimento solar pede atenção em épocas de baixa insolação
(Vittavat Apiromsene/ Shutterstock.com)













A energia térmica gerada pelos&nbsp;aquecedores solares&nbsp;no Brasil coloca o País na
quinta posição no ranking mundial da Agência Internacional de Energia (IEA, na
sigla em inglês), com capacidade instalada de 8 GW. “São várias e consistentes
as razões para o uso do&nbsp;aquecimento solar de água,
a começar pela economia que proporciona, já que o preço médio da energia gerada
é muito inferior às várias opções disponíveis como eletricidade e gás”, diz
Marcelo Mesquita, secretário executivo do Departamento Nacional de Energia
Solar Térmica da Associação Brasileira de Refrigeração, Ar-condicionado,
Ventilação e Aquecimento (Dasol/Abrava).



Os&nbsp;aquecedores solares&nbsp;identificados com a etiqueta
do Inmetro têm vida útil média de mais de 20 anos, de acordo com o secretário
da Abrava. O apelo ambiental do produto também se baseia em dados: cada metro
quadrado de&nbsp;coletor solar&nbsp;em uso durante
um ano evita a inundação de cerca de 56 m² de terras para a geração elétrica; o
consumo de 215 kg/ano de lenha; e de 55 kg/ano de GLP.



O preço médio da energia gerada [por
aquecedores solares de água] é muito inferior às várias opções disponíveis,
como eletricidade e gás



Marcelo
Mesquita

Nas famílias de baixa renda, o valor
economizado na conta de luz é destinado para principalmente a educação e
alimentação, de acordo com pesquisas realizadas pela Caixa Econômica Federal.
Não é coincidência, portanto, que a aplicação predominante do&nbsp;sistema de aquecimento solar (SAS)&nbsp;ocorra no
segmento residencial dos mais variados portes, chegando com sucesso, nos
últimos anos, às habitações do Minha Casa, Minha Vida. É amplamente utilizado,
também, em hospitais, hotéis, motéis, vestiários, refeitórios, edifícios,
indústrias, academias e piscinas. Na forma de processos heliotérmicos, o
sistema de aquecimento solar se destina à geração de&nbsp;energia elétrica&nbsp;em indústrias.



O sistema de aquecimento solar para
banho, também chamado de coletor plano fechado, é formado basicamente por&nbsp;coletores solares térmicos, reservatório e tubulações.
“A água fria entra no reservatório térmico e alimenta o coletor solar, onde é
aquecida. Após o&nbsp;aquecimento da água, ela retorna
para o&nbsp;reservatório térmico, de onde sai uma tubulação para
abastecer os pontos de consumo”, explica Mesquita.

COLETORES SOLARES

O coletor plano fechado é constituído
pela caixa externa, geralmente em alumínio, que suporta todo o conjunto. É
revestida por de lã de vidro ou de rocha, ou espuma de poliuretano, com a
função de isolamento térmico da caixa externa, minimizando as perdas de calor.&nbsp;Tubos de cobre, chamados de flauta e calhas superior e
inferior, são interconectados para permitir o escoamento do fluido no interior
do coletor.



O conjunto recebe a&nbsp;placa absorvedora&nbsp;(aletas), responsável pela
absorção e transferência daenergia solar&nbsp;para
o fluido de trabalho. São metálicas, feitas de alumínio ou cobre, e pintadas de
preto fosco ou recebem tratamento especial para melhorar a absorção. O coletor
é finalizado com peça de cobertura transparente - vidro, policarbonato ou
acrílico - que asseguram a passagem daradiação solar&nbsp;e
minimizam a perda de calor por convecção e radiação para o meio ambiente. A
vedação final é executada para isolar o sistema da umidade externa.

RESERVATÓRIOS TÉRMICOS

Já o reservatório térmico é
responsável por manter a água quente. Ele é constituído de corpo interno, que
fica em contato direto com a água, por isso deve ser feito de materiais
resistentes à corrosão, como cobre e aço inoxidável. A peça também recebe
isolamento térmico, com os mesmos materiais do coletor, instalados entre o
corpo interno e externo, para mitigar qualquer perda de calor. O corpo externo,
em alumínio, aço galvanizado ou carbono pintado, protege o isolamento térmico
de intempéries.



O&nbsp;termostato&nbsp;instalado
no reservatório cumpre duplo papel, pois além verificar a&nbsp;temperatura da água&nbsp;no seu interior, vai acionar a
resistência elétrica nos dias de baixa insolação. O reservatório térmico é
apoiado e fixado em suportes e uma tampa lateral faz a vedação.

CIRCULAÇÃO DA ÁGUA

“A circulação da água no sistema pode
ser por termossifão ou forçada”, diz Marcelo Mesquita, que continua: “No caso
do termossifão, com a variação da temperatura da água, há uma mudança de
densidade. Por ter menor densidade, a&nbsp;água quente&nbsp;se
torna mais ‘leve’ em relação à fria. Com isso a água quente ‘sobe’ naturalmente
para o reservatório térmico. Para ter a circulação por termossifão, é
necessário verificar as condições do local da instalação, para garantir que
este processo possa ocorrer. Já na circulação forçada, a água é bombeada pelo
sistema”.



No aquecimento de piscina, o
princípio de funcionamento é similar e as principais diferenças estão no do
tipo de coletor. Neste caso, são os coletores abertos, geralmente de polímeros
sintéticos de plástico ou borracha, como polipropileno, polietileno, EPDM, uma
vez que a temperatura necessária fica em torno de 30°C. No caso das piscinas, é
necessário também o bombeamento da água para circulação entre a piscina e os
coletores. “A piscina é considerada um tanque, como um tipo de reservatório
térmico”, compara.

AQUECIMENTO AUXILIAR

O SAS pede atenção em épocas do ano
com baixa insolação, quando são utilizados recursos de compensação térmica.
Para regiões com histórico de geadas, uma válvula térmica anticongelante é
instalada a fim de evitar que a água do coletor vire gelo. “Em dias com nível
de insolação insuficiente para aquecimento da água, alguns sistemas possuem o
CDT - Controle Digital Diferencial de Temperatura. O dispositivo aciona
automaticamente o aquecimento auxiliar elétrico existente dentro dos
reservatórios, para complementação da temperatura. Para aqueles que não dispõem
deresistência elétrica, a compensação da temperatura é
realizada por um simples&nbsp;chuveiro elétrico&nbsp;instalado
no ponto de uso, ligado pelo usuário somente quando necessário”, explica
Mesquita.



Entre os sistemas auxiliares de
aquecimento, os mais utilizados são aqueles que empregam o gás ou a
eletricidade, e devem atender às exigências e características de projeto para o
volume de água quente especificado. “De maneira simples, nas casas de programas
habitacionais como o Minha Casa, Minha Vida e CDHU-SP, a solução adotada para o
sistema auxiliar foi a instalação de um chuveiro elétrico no ponto de banho.
Simples e econômico”, diz o secretário executivo do Dasol, destacando que já
existem no mercado chuveiros inteligentes que avaliam a temperatura de entrada
da água no chuveiro e complementam automaticamente essa temperatura para o
nível de conforto desejado, programado pelo usuário.



Já em projetos e aplicações maiores,
a decisão de utilização por um dos tipos de sistema é uma análise complexa e
envolve avaliação de custos dos energéticos, características do projeto,
disponibilidade e facilidade de instalação nas condições da obra. “Não há uma
solução definida e absoluta, cabendo avaliação técnica por especialistas, como
as empresas participantes do Programa Qualisol Brasil”, sugere.



Recomendamos que (...) o
especificador escolha equipamentos participantes do Programa Brasileiro de Etiquetagem
(PBE), do Inmetro

Marcelo
Mesquita

DIMENSIONAMENTO

Os principais parâmetros para o
projeto de dimensionamento consideram o perfil de utilização de água quente, a
estimativa da demanda diária de água quente e sua temperatura. A localização do
imóvel em que os equipamentos serão instalados é fundamental para determinar a
radiação solar disponível e a temperatura ambiente com base em médias
históricas. Outro aspecto é a área disponível para a instalação dos coletores e
do reservatório, e as condições arquitetônicas para o correto dimensionamento e
a adequada integração do sistema, longe de áreas de sombreamento, por exemplo.



Faz parte do projeto a previsão de
tubulação com diâmetros adequados e de material destinado à água quente, como
cobre ou plástico. Os tubos devem receber isolamento térmico, para impedir a
perda de temperatura.

EQUIPAMENTOS E FORNECEDORES

“Recomendamos que, depois de
dimensionado o sistema, o especificador escolha equipamentos participantes do
Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE), do Inmetro, que estão listados no
site do órgão (http://www.inmetro.gov.br/consumidor/tabelas.asp).
Esses produtos contêm etiqueta que atesta sua qualidade e eficiência, indicando
a produção média mensal de energia (kWh/mês ou kWh/mês.m²)”, informa.



Outro passo importante é contratar
uma empresa especializada e isenta de interesses comerciais para assistência
técnica na etapa da especificação e no dimensionamento do sistema, acompanhamento
da instalação e aferimento do produto e da instalação, conferindo se estão de
acordo com o especificado em projeto. Empresas participantes do Programa
Qualisol da Abrava são referência para essas atividades.

COLABORAÇÃO TÉCNICA

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Marcelo Mesquita&nbsp;– É graduado em
engenharia elétrica com especializações em Planejamento do Setor Elétrico
(Unicamp), Gestão de Energia (Mackenzie) e Gestão Empresarial (Fundação Getúlio
Vargas). Atuou por 26 anos na Eletropaulo, nas áreas comercial e de eficiência
energética. Em 2007, iniciou carreira como professor universitário nos cursos
de graduação da Unisant’Anna. Desde agosto de 2009 ocupa o cargo de secretário
executivo do Departamento Nacional de Aquecimento Solar da Abrava.