O que é Aquecimento Solar?
O Aquecimento Solar é um método de aquecimento de água através do uso de energia solar. O processo ocorre através do Sistema de Aquecimento Solar (SAS), que é composto por coletor, reservatório (boiler), tubulação e, opcionalmente, sistema auxiliar de aquecimento. Idealmente o sistema deve ser planejado e dimensionado no Projeto Hidrossanitário.
O principal objetivo do aquecimento solar é a redução no consumo de energia elétrica, mas também pode ser um opção para locais onde não há fornecimento de energia elétrica ou manter a disponibilidade de água quente durante interrupções do fornecimento de energia.
Por ser tratar de uma solução com elevado custo inicial, é essencial que seja feito um estudo de viabilidade econômica para avaliar se de fato é vantajoso o uso do sistema.
Tipos de Aquecimento Solar
A cirulação da água do sistema de aquecimento solar pode ocorrer de forma passiva (termo-sifão natural), quando a circulação da água ocorre exclusivamente por diferença de densidades proporcionada pelo aquecimento da água, ou de forma ativa, quando ocorre circulação forçada através de uma bomba.
O sistema de aquecimento também pode ser do tipo direto, quando o fluido aquecido é o mesmo que será utilizado, ou do tipo indireto, quando é utilizado um circuito fechado para o fluido que circula nas placas e um trocador de calor para transferir esse calor absorvido para a água a ser utilizada.
Componentes do Sistema de Aquecimento Solar
Coletor Solar
O coletor solar é responsável pela captação da energia solar e aquecimento da água. Os modelos de coletores para uso destinado ao aquecimento de água estão divididos basicamente em coletores planos, evacuados e sem coberturas.
Nos coletores de placas planas, a energia solar atravessa a cobertura de vidro ou acrílico onde é absorvida pela placa coletora. Geralmente essas placas são de cor preta, para potencializar a absorção máxima de radiação e evitar perdas de emissão térmica..
Os coletores de tubo evacuado atualmente são os mais empregados para aquecimento de água residencial e comercial, podendo atingir a temperaturas de 100°C. Por atingir altas temperaturas, exige menos área de instalação do que coletores planos, além de ter maior resistência a congelamentos e chuva de granizo.
Os coletores sem coberturas, gabinete e isolação térmica são feitos de material polimérico, que por sua vez possuem baixa eficiência, sendo mais utilizado para aquecimento de piscinas.
Reservatório Térmicos (Boiler)
O reservatório térmico funciona como uma caixa d’água com capacidade de manter a temperatura da água aquecida pelos coletores solares. Além disse, podem ser acompanhados de sistema de aquecimento auxiliar, elétrico ou a gás, e possuem capacidade entre 100 litros e 20 mil litros.
A capacidade do reservatório térmico, ou seja, o volume de água que ele é capaz de armazenar, deve ser definida de acordo com a quantidade de usuários da edificação e consumo médio diário. Caso o sistema seja instalado após construção de imóvel, pode-se utilizar o histórico de consumo para dimensionamento. Os reservatórios são fabricados em cobre, inox ou polipropileno.
Tubulação
Os tubos e conexões mais utilizados para condução de água quente são de Policloreto de VinilaClorado (CPVC) e sua aplicação em instalações prediais pode atender uma demanda de água aquecida até 82°C.
As principais vantagens da utilização do CPVC são:
- Não necessita de isolante térmico;
- Ausência de corrosão;
- Material não condutor de eletricidade.
Sistema Auxiliar de Aquecimento
O sistema auxiliar de aquecimento serve para aquecer a água quando as condições climáticas impedem que a água seja aquecidade até a temperatura desejada ou quando há limitações construtivas para o aquecimento solar. Um dos métodos mais comuns para o sistema auxiliar é aquecimento elétrico, onde uma resistência é acoplada dentro do reservatório para aquecer a água acumulada.
O aquecedor solar também pode ser instalado com o sistema auxiliar a gás, onde o aquecedor de passagem é instalado em série com o sistema, assim ele é acionado a partir de uma temperatura pré-selecionada e apenas quando houver demanda de água aquecida.
Outro sistema auxiliar para o aquecimento são os chuveiros eletrônicos, que são equipados com sensores capazes de medir a temperatura da água e ligar/desligar sua resistência elétrica interna. Com a utilização do chuveiro eletrônico também não há necessidade de esperar a água quente chegar ao chuveiro, visto que o controle é feito de forma dinâmica, evitando também o desperdício de água.
Referências
- Qualidade em Instalações de Aquecimento Solar – Boas Práticas – LABEEE
- Manual Técnico para Projeto e Construção de Sistemas de Aquecimento Solar e Gás Natural – LABEEE
- Análise da Viabilidade para Instalação de um Sistema de Aquecimento Solar de Água para Banho em um Hotel na Cidade de Medianeira/PR – UTFPR
- Normas Técnicas
- NBR5410 – Instalações Elétricas de Baixa Tensão
- NBR7198 – Projeto e Execução de Instalações Prediais de Água Quente
- NBR10185 – Reservatórios Termossolares para Líquidos Destinados a Sistemas de Energia Solar – Método de Ensaio para Desempenho Térmico
- NBR 15569 – Sistema de Aquecimento Solar de Água em Crcuito Direto – Requisitos de Projeto e Instalação
- NBR 15747 – Sistemas Solares Térmicos e seus Componentes – Coletores Solares
- Parte 1: Requisitos Gerais
- Parte 2: Métodos de Ensaio
- NBR16641 – Requisitos Específicos em Reservatórios para Utilização em Sistemas de Acumulação de Energia Térmica Solar – Segurança Mecânica e Elétrica
