Instalação solar térmica

Usina de energia solar
Termelétrica

Água quente sanitária (AQS)

Água quente sanitária (AQS)

Uma das aplicações da energia solar térmica é a obtenção de água quente sanitária (AQS). Os coletores solares capturam a energia da radiação solar para aumentar a temperatura de um fluido.

Água quente doméstica (AQS) é a água destinada ao consumo humano (potável) que foi aquecida. Ele é usado para fins sanitários (banheiros, chuveiros, etc.) e outros usos de limpeza (esfregar pratos, máquina de lavar roupa, máquina de lavar louça, esfregar o chão). Em termos de energia, o AQS é um componente importante a ter em conta, pois representa entre 25 e 40% do consumo de energia dos domicílios.

Geralmente, compreende: um aquecedor de água, a bomba de circulação, tubos, medidores de fluxo, válvulas de distribuição de pontos de água de consumo ou de consumo quentes.

Dois tipos de instalações podem ser distinguidos:

  • Circuito aberto de água quente: caso a água do mesmo circuito de aquecimento seja a usada em aplicações domésticas de água quente.
  • Circuito fechado de água quente: no caso de água quente ser recirculada graças a uma bomba em um circuito independente, durante sua jornada pelo circuito, um trocador de calor ou um tanque de água quente doméstica é interposto. transmitir o calor produzido no circuito principal de água quente.

Utilização de energia solar térmica para obtenção de água quente sanitária

Uma das maneiras possíveis de obter água quente sanitária é usar o Sol por meio de uma instalação solar térmica preparada para esse fim. Os coletores solares são responsáveis por captar a radiação solar e transmitir essa energia a um fluido. O fluido aumenta sua energia interna e sua temperatura. Este fluido circula através de um intercâmbio térmico que permite transmitir energia térmica para a água que queremos aquecer. A água quente pode ser transportada, portanto, pode transportar a energia. A água aquecida pode ser armazenada em um tanque bem isolado termicamente ou circulada por um circuito de aquecimento para aquecer uma casa.

A obtenção de água quente doméstica é uma das aplicações mais utilizadas da energia solar térmica. Este aplicativo também é chamado de "mão de água".

Aspectos da energia solar a considerar em instalações de água quente solar

A radiação solar recebida em um lugar é determinada pelo ângulo formado pelos raios do sol em relação ao solo. No verão o sol é mais perpendicular ao solo do que no inverno, então no verão recebemos mais radiação solar.

Ângulo de radiação solar de acordo com a época do ano Ângulo de radiação solar de acordo com a época do ano

 

A energia necessária para aquecer a água quente doméstica até determinada temperatura é determinada, entre outras coisas, pela temperatura da água antes de ser aquecida. Portanto, no inverno, a água que vem da rede em geral é mais fria, mais energia térmica será necessária do que no verão.

Instalação de energia solar térmica para a produção de água quente sanitária Os sistemas de água quente solar requerem um tanque de armazenamento de água para que a água que é aquecida seja armazenada em um tanque bem isolado para quando ele vai ser usado. Isto é essencialmente devido a duas razões: por um lado, a diferença na radiação solar recebida durante as diferentes horas do dia, para não mencionar a radiação solar nula que é recebida durante a noite e, por outro lado, porque não vamos usar a radiação solar. água quente constantemente, isto é, a maior parte do dia não precisaremos de água, mas quando quiséssemos tomar banho precisaríamos aquecer muita água em um tempo muito curto.

Economicamente você não pode fingir o tamanho de uma instalação solar térmica para obter toda a água quente sanitária que precisamos ao longo do ano. Nesse caso, teríamos que superdimensionar muito para obter uma grande quantidade de energia térmica no inverno. Essa energia seria deixada no verão, o que faria com que a água no tanque de armazenamento fervesse, gerasse vapor de água e a pressão desse vapor acabasse rompendo o tanque.

Uma solução seria jogar água quente e adicionar água fria, mas isso não seria razoável nem economicamente nem ambientalmente.

Existem muitos regulamentos em diferentes países nos quais é necessário que as instalações térmicas solares para obtenção de água quente sanitária sejam dimensionadas para um consumo razoável no verão e tenham um sistema auxiliar de reaquecimento quando o sistema não puder atingir a temperatura da água desejada.

Instalações de água quente solar

Instalação de energia solar térmica para a produção de água quente sanitária

Existem dois tipos de instalações de água quente sanitária (ou aquecedores):

  • Circuito aberto instalações de água quente sanitária. A água potável passa diretamente pelos coletores solares. Este sistema reduz custos e é mais eficiente (energeticamente falando), mas apresenta problemas em áreas com temperaturas abaixo do ponto de congelamento da água, bem como em áreas com alta concentração de sais que acabam entupindo os condutos dos painéis.
  • Circuito fechado de instalações sanitárias de água quente. Dois sistemas são distinguidos: fluxo termossifônico e fluxo forçado.

Painéis térmicos solares têm um impacto ambiental muito baixo.

Características da água O elemento mais importante deste tipo de instalações solares térmicas é a água. Devido às características de operação e uso desses sistemas, deve-se assegurar que a água esteja dentro de certas restrições e faixas de temperatura.

 

Instalação de energia solar térmica para a produção de água quente sanitária

A água quente sanitária está sujeita a diferentes restrições térmicas, que regulam as temperaturas de distribuição e consumo, e que aumentam a complexidade da projeção da instalação de água quente sanitária. A temperatura mínima da instalação é restrita, para evitar o aparecimento de legionella.

 

Em resumo, a redução da temperatura para menos de 50 ° C na torneira e 55 ° C no tanque deve ser evitada sob condições normais de operação. A instalação como um todo deve ser capaz de suportar temperaturas de 70 ° C.

 

Por outro lado, deve evitar-se entrar em contacto com a água a temperaturas superiores a 40ºC com a pele, para evitar possíveis queimaduras. Isto pode ser conseguido misturando a água quente da instalação de AQS com água fria convencional, usando misturadores.

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Última revisão: 15 de outubro de 2018