ANÁLISE ENERGÉTICA DE SISTEMAS DE AQUECIMENTO DE ÁGUA COM ENERGIA SOLAR E GÁS

Tese submetida ao Corpo Docente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia

Mecânica, PROMEC, da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do

Sul, como parte dos requisitos necessários para a obtenção do Título de

Doutor em Engenharia

Área de concentração: Energia

Orientador: Prof. Dr. Arno Krenzinger

Banca examinadora:

Prof. Dr. Paulo Otto Beyer

Prof. Dr. Pio Caetano Lobo

Prof. Dr. Mario Henrique Macagnan

Prof. Dr. Flávio Lorini

Coordenador do PROMEC

MONTAGEM EXPERIMENTAL DOS SISTEMAS DE AQUECIMENTO DE ÁGUA

Foram montados dois sistemas de aquecimento utilizando reservatório vertical e um

sistema de aquecimento utilizando um reservatório horizontal. Os dois sistemas que utilizaram

reservatórios verticais foram montados segundo duas configurações, denominadas série e

paralelo. Estas configurações diferenciam-se apenas quanto à forma de conexão de seus

componentes entre si.

Os sistemas funcionam por termossifão e utilizam um aquecedor a gás de passagem

como fonte auxiliar de energia. Um termostato, instalado a 680 mm do fundo do reservatório

vertical e a 525 mm do fundo do reservatório horizontal, aciona automaticamente a motobomba e

o aquecedor a gás de passagem assim que a temperatura no interior do reservatório fica abaixo

da temperatura de operação ajustada (43 °C).

Os sistemas de aquecimento de água com energia solar e gás são constituídos por

dois coletores de placas planas conectados em paralelo, um reservatório termicamente isolado,

um aquecedor a gás de passagem, uma bomba e um termostato. Os componentes do sistema

estão ligados por tubos de cobre isolados com espuma de poliuretano. Um reservatório de fibra

de vidro armazena água fria para abastecer de forma compartilhada os sistemas com reservatório

vertical e individualmente para o sistema com reservatório horizontal (por ter sido montado

posteriormente). O reservatório com água fria conecta-se ao fundo dos reservatórios repondo a

água consumida por gravidade, estando nivelado com os outros reservatórios.