Browsing by Author "Scaramelli, Douglas dos Santos"
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- Estudo do desempenho de um coletor solar flexível de baixo custoPublication . Scaramelli, Douglas dos Santos; Ribeiro, Luís Frölén; Suguimoto, Fábio KenjiO presente trabalho teve como objetivo desenvolver o projeto e simular o comportamento e desempenho de um coletor solar flexível de baixo custo. O projeto almejou desenvolver um coletor modular, flexível e com materiais de baixo custo para facilitar o transporte, ampliar a variedade de superfícies em que pode ser instalado e reduzir os gastos de aquisição. As características geométricas do coletor foram definidas com nove canais para conduzir o fluido ao longo da placa (denominados canais de aquecimento, com 1000 mm de comprimento, 70 mm de largura e 10 mm de espessura), um canal de distribuição e um canal de coleta de 40 mm de largura, cada um acoplado nas extremidades dos canais de aquecimento. O vão entre a superfície absorvedora e uma camada transparente fixada na parte superior é de 10 mm. Estas dimensões foram acordadas depois de pesquisas e de reuniões com uma empresa de manufatura de materiais insufláveis. Devido as suas boas propriedades térmicas e seu preço acessível, o material escolhido para compor a camada de cobertura e a placa absorvedora foi o filme de Poliuretano (PU) com proteção contra raios ultravioletas. Já para a camada isolante inserida na parte inferior da placa, o material selecionado foi a espuma elastomérica à base de borracha Etileno-Propileno-Dieno-monômero (EPDM) com 19 mm de espessura. Simulou-se o coletor acoplado a um sistema de aquecimento de água contendo tubagens de condução e um reservatório cilíndrico de 150 L isolados termicamente. O sistema foi simulado no software ANSYS® sob cinco condições diferentes. As três primeiras referem-se a estudos numa zona temperada, onde é necessário o uso de água aquecida o ano todo e correspondem às estações de verão, outono e inverno do Porto, em Portugal. As quarta e quinta situações foram realizadas em Fortaleza e Rio de Janeiro, no Brasil, e por já estarem situadas em zonas tropicais, considerou-se que o uso de água aquecida seria necessária apenas no inverno. Para cada local foi usado o fluxo solar das respectivas zonas. A situação mais gravosa, na nossa análise o inverno no Porto devido aos baixos valores de radiação solar, obteve uma temperatura de 30,9 ºC na água de uso ao fim do dia. Fortaleza e Rio de Janeiro obtiveram temperaturas de 35,3 ºC e 38,0 ºC, respectivamente. Em seguida foi acoplada mais uma placa absorvedora no sistema onde a máxima temperatura da água de uso retornada pelas simulações foi de 40,2 ºC para o inverno do Porto, 49,1 ºC em Fortaleza e 52,4 ºC no Rio de Janeiro. Num cenário onde haja consumo de água aquecida ao longo do dia, pôde-se concluir que é necessário no Porto um sistema contendo três placas coletoras ligadas em série, enquanto que Fortaleza e Rio de Janeiro, duas placas são suficientes para reduzir os gastos com aquecimento de água dentro de uma residência. Realizou-se uma média entre as eficiências dos sistemas de uma placa de cada simulação e pôde-se concluir que o projeto se torna interessante por apresentar uma eficiência média de 75%, cerca de 15% maior que os coletores solares de polímero encontrados na literatura.