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Instalação solar térmica

Usina de energia solar
Termelétrica

Sistemas de aquecimento solar com circulação forçada

Sistemas de aquecimento solar com circulação forçada

Uma instalação solar térmica com circulação forçada é uma instalação na qual a água circula dentro do circuito acionado por uma bomba. Com a circulação forçada, o movimento da água no circuito fechado é forçado por uma bomba. Esta característica faz uma grande diferença no que diz respeito às instalações de água quente sanitária com termossifão. Desta forma, ele move artificialmente a água quente para o ponto mais alto do circuito fechado, mas faz isso dos coletores solares até o local onde o acumulador está localizado.

Muitas vezes não é viável instalar equipamentos de energia solar térmica para a produção de termosifão de água quente, uma vez que muitas vezes a localização dos coletores solares está acima do acumulador (por exemplo, sensores para o telhado e o armazenamento no interior da habitação, campos de colectores, etc.).

Este tipo de sistema de aquecimento solar de água circula entre os colectores solares e o acumulador não podem fazê-lo por convecção natural uma vez que a água mais quente (os colectores solares) e está no seu ponto mais alto e não há força natural isso faz deslocar a água fria que já está no ponto mais baixo e é a mais pesada. Para conseguir a circulação de água, será necessária uma bomba de água convencional, que exigirá a contribuição de uma fonte externa de energia. O circulador (bomba) aciona o fluido (geralmente da parte inferior do acumulador, zona fria) em direção à parte inferior dos coletores solares.

Os sistemas forçados são sempre indiretos, exceto pelo uso do aquecimento da piscina, onde o próprio sistema de filtragem de água da embarcação pode ser usado.

Ao usar uma fonte de energia externa, essa maneira de aproveitar a energia solar não pode mais ser considerada um sistema de energia solar passivo. Além disso, se a fonte de alimentação não é de uma fonte de energia renovável não pode ser considerado uma forma de energia renovável completamente.

Vantagens e desvantagens dos sistemas solares térmicos com circulação forçada

Ao escolher um sistema solar térmico com circulação forçada, as vantagens e desvantagens associadas a este sistema devem ser levadas em consideração.

Vantagens do sistema de circulação forçada

A principal vantagem das instalações solares térmicas com circulação forçada é que a estrutura da casa não condiciona sua localização. Em uma instalação térmica solar com termossifão é necessário colocar o acumulador no exterior, uma vez que deve ser superior aos coletores solares. Neste caso, o tanque de armazenamento de água quente pode estar no interior do edifício e no exterior só será necessário instalar os painéis solares.

A capacidade de colocar a bateria dentro de casa permite-lhe instalar uma bateria maior, é melhor isolado e, não sendo expostos ao tempo, melhorar a sua durabilidade.

A eficiência térmica é maior do que no sistema de energia solar de termosifão por causa da potência regulando a velocidade da água que flui através do colector solar pode ser optimizado para obter a mais elevada eficiência térmica de acordo com as leis da termodinâmica.

Desvantagens do sistema de circulação forçada

Por outro lado, os sistemas de circulação forçada envolvem certas desvantagens:

O sistema requer a instalação de uma bomba de água para permitir a circulação da água. A presença da bomba implica um aumento no custo de manutenção, uma vez que mais elementos aparecem com a possibilidade de sofrer falhas.

A eficiência energética global do sistema solar térmico com circulação forçada é menor do que com o sistema termossifão. Embora antes de explicarmos que a eficiência térmica era maior, é preciso levar em conta que uma certa quantidade de energia elétrica deve ser investida para a operação da bomba de água.

Elementos básicos de um sistema solar com circulação forçada

As instalações solares térmicas com circulação forçada, possuem os seguintes elementos:

Coletores solares: os coletores solares são responsáveis ​​por transformar a radiação solar em energia térmica. Como nesses conjuntos a circulação do fluido através do coletor é forçada, as perdas de carga (resistência à passagem da água) não são uma limitação importante em relação ao seu valor, uma vez que podem ser compensadas na escolha da bomba. de água. O que será vital é saber as perdas de carga da seleção da bomba de circulação ideal.

Em instalações solares térmicas de circulação forçada, os coletores solares verticais e / ou horizontais podem ser usados ​​alternadamente dependendo dos critérios de integração, embora os verticais tenham um melhor desempenho.

Acumulador: o acumulador é um tanque onde a água aquecida é armazenada. Este tipo de montagem permite utilizar variantes de força como o acumulador, uma vez que o circulador vai passar a água através do permutador de calor ou a incorporação de um permutador externo para instalações com elevados volumes de acumulação.

Sistema de controle de um sistema com circulação forçada

Em dispositivos com circulação forçada deve controlar a bomba, de modo que apenas conduz a água, por vezes em que pode ser ganho de energia (uma vez que, quando a luz do sol e, consequentemente, os sensores de temperatura do fluido excede a do acumulador). Evitar desperdício de energia durante a noite ou em que a radiação solar recebida é insuficiente.

O termostato diferencial é o dispositivo responsável por essa função. O termostato diferencial compara continuamente as temperaturas do coletor e do acumulador, ligando ou desligando a bomba, dependendo da temperatura mais alta.

Elementos de segurança de um sistema com circulação forçada

Para proteger o coletor solar da sobrepressão, é obrigatório instalar uma válvula de segurança em cada grupo ou fila de painéis solares.

Por outro lado, o circuito primário será equipado com um grupo de segurança que consistirá em pelo menos: um vaso de expansão, uma válvula de segurança e um manômetro.

Além disso, essas instalações incorporarão sistemas de proteção ativa contra baixas temperaturas (geada) ou contra altas temperaturas (superaquecimento).

Grupo de circulação

O grupo de circulação é um elemento essencial nas instalações solares térmicas com circulação forçada. É o elemento que permite a circulação do fluido através do circuito, geralmente uma bomba.

O grupo de circulação geralmente estará localizado na parte inferior do acumulador (zona fria), em direção à parte inferior dos coletores. Além disso, você terá os seguintes elementos:

  • Circulador eletromecânico para circuitos fechados, do tipo usado em circuitos de aquecimento.
  • Válvula de retenção, para impedir a circulação inversa descontrolada.
  • Regulador de fluxo, que permitirá ajustar o fluxo do circuito.
  • Filtro, que garantirá a durabilidade dos elementos do circuito.
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    Referências

    Última revisão: 26 de fevereiro de 2019