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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Estudo de desempenho do aquecedor solar de baixo custo
metadata.dc.creator: Siqueira, Débora Abrahão
metadata.dc.contributor.advisor1: Damasceno, João Jorge Ribeiro
metadata.dc.contributor.referee1: Vieira, Luiz Gustavo Martins
metadata.dc.contributor.referee2: Duarte, Claudio Roberto
metadata.dc.contributor.referee3: Arouca, Fábio de Oliveira
metadata.dc.description.resumo: Uma das alternativas para diminuir o consumo de energia elétrica para aquecimento de água será popularizar o uso da energia solar. Este trabalho vem a contribuir com estudos sobre o Aquecedor Solar de Baixo Custo, ASBC, que é um novo conceito de aquecedor solar de água para residência, todo feito de materiais poliméricos, com investimento relativamente pequeno e que pode ser construído manualmente. A placa do coletor, que absorve a energia solar e a transfere para a água na forma de calor, é formada por perfis planos de PVC rígido e sem cobertura. Outra opção de coletor solar que foi utilizada é a placa de polipropileno, que é um material com aditivo anti-UV, que assim como a placa de PVC teve seu desempenho térmico analisado neste trabalho. O reservatório térmico de cada um dos dois coletores é de polietileno revestido por isopor, responsável por armazenar a água aquecida durante o dia. Ambos os sistemas de aquecimento tiveram seus resultados comparados com o aquecedor convencional, formado por coletor de cobre recoberto por uma cobertura de vidro e um reservatório de aço inox. Uma bancada de ensaios para os coletores solares e reservatórios foi montada no Campus da UFU, avaliando a eficiência dos três sistemas com medidas de radiação solar incidente e de temperatura da água, com os sistemas trabalhando naturalmente (termossifão) e bombeados. As medidas de temperatura foram adquiridas por um sistema de aquisição de dados. Análises das perdas térmicas do reservatório de água quente foram feitas e assim foi possível estimar o desempenho térmico dos aquecedores solares. Os resultados mostraram que o coletor de polipropileno apresentou um desempenho térmico melhor que o coletor de forro de PVC, pois conseguiu transferir uma maior quantidade de calor útil para a água. Em relação aos reservatórios de baixo custo analisados, os mesmos apresentaram coeficientes globais de troca térmica com o ambiente dentro dos valores estipulados na literatura e atingiram valores de eficiência térmica e de temperatura praticamente similares quando operaram em termossifão. Quando bombeados, o aquecedor solar formado pelo coletor de polipropileno apresentou resultados relativamente melhores em relação ao aquecedor solar formado pelo coletor de PVC, e ambos os sistemas de aquecimento atingiram uma eficiência térmica maior trabalhando com vazões de 40 L/h. Considerando que a temperatura desejada a ser atingida pela água está um pouco acima da temperatura ambiente, os resultados obtidos demonstram que embora os aquecedores solares de baixo custo tenham atingido eficiências mais baixas em relação ao aquecedor convencional, os mesmos apresentaram um ótimo desempenho térmico. Assim, os benefícios econômicos, sociais e ambientais gerados quanto ao uso desta tecnologia de aquecimento de água devem ser amplamente divulgados e seu uso popularizado, principalmente entre a população de baixa renda.
Abstract: One alternative to reduce consumption of electric energy to heat water will be popularize the use of solar energy. This work comes to contribute of studies about the Low Cost Solar Heater , ASBC, which is a new concept of solar water heater for home, all made by polymeric materials with relatively small investment and can be built manually. The plate of the collector, which absorbs solar energy and transfers to the water in the form of heat, is composed of rigid PVC plans profiles and without coverage. Another option of solar collector which was used is a plate of polypropylene, a material with anti-UV additive, as well as the plate of PVC thermal performance was analyzed in this work. The thermal reservoir of each one the two collectors is polyethylene coated on polystyrene, which is responsible for storing the heated water during the day. Both heating systems had their results compared with the conventional heater, consisting of collector of copper covered by a cover glass and a stainless steel tank. A bench of tests for solar collectors and tanks were mounted on the campus of the UFU, evaluating the efficiency of systems with three measures of incident solar radiation and water temperature, working with systems naturally (thermosyphon) and pumped. The measures of temperature were acquired by a data acquisition system. Analyses of the heat losses from the reservoir of hot water were made and it was possible to estimate the thermal performance of solar heaters. The polypropylene collector showed a better thermal performance than PVC collector plates, it had transferred a greater quantity of useful heat to the water. For reservoirs of low cost analyzed, they had overall coefficients of heat exchange with the environment within the prescribed values of the literature and achieved values of thermal efficiency and temperature practically similar when operated in thermosyphon. When pumped, the solar heater of the polypropylene collector showed relatively results better than the solar heater of the PVC collector, and both systems have reached a greater thermal efficiency when pumped with flow rate of 40 L/h. Whereas the desired temperature to be reached by water is a little above the environment temperature, the results shows that although the low cost solar heaters have lower efficiencies achieved than conventional heater, they had a great thermal performance. Thus, the economic, social and environmental impacts generated with the use of this technology for residential water heating should be widely disseminated and popularized its use, especially among the poor.
Keywords: Aquecedor solar de baixo custo
Eficiência térmica
Energia solar
Low cost solar heater
Thermal efficiency
Solar energy
Aquecedores solares de água
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Citation: SIQUEIRA, Débora Abrahão. Estudo de desempenho do aquecedor solar de baixo custo. 2009. 143 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2009.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15122
Issue Date: 5-Mar-2009
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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