Aluno de Iniciação Científica: Eros Patric Doszanet Chagas (PIBIT/CNPq)

Curso: Engenharia Química (MT)

Orientador: Aloisio Leoni Schmid

Co-Orientador: Não há

Colaborador: José Mário Moraes e Silva, Helena Fernanda Graf, Talles Di Cunto

Departamento: Arquitetura

Setor: Tecnologia

Palavras-chave: Aquecimento de água, Energia solar, Gasto de energia elétrica

Área de Conhecimento: 30000009 - ENGENHARIAS

Objetivo de desenvolver um sistema de aquecimento de água para utilização em casas populares a partir da energia solar, com o intuito de diminuir o gasto de energia elétrica. Comparar coletores solar do tipo "Plano" e "Heat Pipe" para saber qual obtém a melhor eficiência em relação à radiação solar incidente. Descrever o perfil de estratificação da temperatura da água na caixa d'água do sistema quando esta recebe apenas aquecimento na região superior, e qual o comportamento representado caso houver uma descarga rápida de água na região inferior da caixa d'água e um reabastecimento de água fria na região superior. O sistema possui dois modos de operação e dois coletores solar, sendo possível quatro arranjos. Os modos de operação são sistema com aquecimento em caixa d'água por serpentina, no qual a água permanece em sistema fechado circulando apenas entre os coletores e a própria serpentina, e sistema com reservatório de água quente (boiler), onde a água fica em sistema aberto sendo a água que passa pelos coletores misturada à água de consumo no boiler. Os quatro arranjos foram testados considerando uma simulação de consumo. Outro experimento foi a estratificação da temperatura da água. Para isto foi utilizada uma caixa d'água de 500 l sendo aquecida de dois modos, por uma serpentina, pela qual circulava água quente vinda dos coletores, e por uma resistência elétrica. Ambos os modos aqueciam somente a parte superior da caixa d'água. Quatro termômetros foram dispostos no centro da caixa, cada um com uma altura diferente para registrar a estratificação. Nos resultados foi possível observar quanto ao aquecimento solar que o coletor "Plano" apresenta rendimento ligeiramente superior ao do coletor "Heat Pipe", não justificando o maior custo de aquisição deste se comparado ao primeiro. No entanto, dada a baixa resolução temporal das medidas, tal conclusão ainda requer testes conclusivos. Os testes de estratificação mostraram que a água na região superior da caixa d'água apresenta temperatura maior (sendo facilmente sustentados cerca de 20°C de diferença). Isto ocorre devido ao fato de não haver uma significativa convecção uma vez que é justamente a região superior a ser aquecida. No caso de uma descarga também não houve alteração na temperatura superior, porém, devido à momentânea diminuição no nível da água as regiões médias da caixa foram subitamente aquecidas.

 

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