Manual do Aquecedor Solar
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1. Corte as garrafas com o tamanho suficiente para se ajustarem entre si 0 que evitar a fuga do calor gerado e a entrada de umidade As medidas dos tubos devem ser ajustadas conforme a regi o do Pa s pois h diferen a na altura j que essas garrafas s o sopradas em matrizes com o mesmo volume 2 litros mas com perfil diferente Mesmo entre as garrafas de Pepsi e de Coca Cola h diferentes tamanhos justamente por causa das matrizes usadas Para facilitar os cortes e as dobras nas caixas Tetra Pak e o corte das garrafas PET para projetos maiores fizemos alguns equipamentos que agilizam muito essas opera es Caso tenham interesse em conhec los ou constru los as informa es b sicas est o no v deo dispon vel no seguinte endere o http video msn com video aspx mkt pt br amp user 5 09179723580993805 Basta clicar em Cortadores e dobrador e aguardar carregar at a faixa vermelha passar da metade para depois apertar o Play Algumas sugest es ap s consumir o refrigerante lave a garrafa vire a de boca para baixo e deixe escorrer a gua Depois leve geladeira por 2 mi nutos sem a tampa e ao retirar da geladeira tampe a rapidamente O ar frio no interior da garrafa ao voltar temperatura ambiente causar o aumento do volume pressurizando a garrafa e eliminando o risco de amassar quando guardada em lugar frio at a sua aplica o no coletor solar Mesmo que tenha poucas garrafas e entre elas algum2. AQUECEDOR SOLAR COMPOSTO DE PRODUTOS DESCART VEIS MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O AY Celesc MENSAGEM A Celesc Distribui o S A por meio do seu Programa de Responsabilidade Social vem desenvolvendo projetos com o intuito de viabilizar pol ticas com prometidas com a qualidade de vida e com o desenvolvimento sustent vel da sociedade preservando recursos ambientais e culturais respeitando a diversi dade e promovendo a redu o das desigualdades sociais O projeto Energia do Futuro um dos vetores dessa nobre miss o da Empre sa Idealizado a partir da parceria firmada com o Sr Jos Alcino Alano criador da revolucion ria tecnologia apresentada neste Manual o projeto viabiliza a capacita o de agentes para a produ o e instala o do aquecedor solar cons tru do com embalagens recicladas Garrafas de refrigerante feitas com pl stico pet caixas de leite tipo Tetra Pak ou longa vida bandejas de isopor e sacolas pl sticas que abandonadas na natureza implicam em forte impacto ambiental s o reutilizadas e promovem o uso racional da energia el trica a conserva o do meio ambiente e a inclu s o social Estudos cient ficos comprovam que o aquecedor solar constru do a partir de material reciclado altamente eficiente e al m de ecologicamente correto j se configura em uma alternativa de renda para muitas fam lias devido ini ciativa da Empresa em envolver essas fam lias na obte
3. gua fria Na Figura 37 B observe que utilizamos uma eletrov lvula de duas vias e uma s sa da As eletrov lvulas apenas liberam ou interrompem o fluxo de gua mas n o podem variar o fluxo Por m contamos com o recurso dos registros de seguran a item 10 ds Figura 37 que podem ser ajustados conforme a esta o do ano ou a re gi o para liberarem a gua quente e fria em quantidades diferentes at que se encontre a temperatura ideal No inverno na regi o Sul do Brasil a temperatura da gua dificilmente atingir n veis que necessitem da mis tura com gua fria J foram instalados v rios projetos com esse recurso principalmente com as eletrov lvulas duplas da Figura 37 B em cozinhas e em banheiras nas creches e elas funcionam muito bem Figura 36 Eletrovalvulas 1 Eletrovalvula de uma so via 2 Eletrovalvula de duas vias mas com uma s sa da 34 SY colese MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O LY colese 35 Figura 3 Instala o do Misturador A Misturador com eletrov lvua de uma s via para gua quente com o qual se desenvolveu o projeto abaixo B Misturador com eletrov lvula de duas vias e uma s sa da 1 Caixa para gua fria 2 Caixa para gua quente 3 Descida de gua fria para o coletor 4 Retorno da gua quente do coletor 5 Vertedouro ladr o 6 Reposi o rede 7 gua quente para o consumo 8 gua fria para o consumo 9
4. Coletor solar 10 Registros de seguran a 11 Eletrov lvulas de lavalou as 12 Interruptor prova d gua 13 Aterramento AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS 5 TESTES DE EFICI NCIA E DE MATERIAIS 5 1 Tempo necess rio de exposi o solar e testes de efici ncia t rmica Somente a partir das 10 horas que come amos a notar o aumento da tempe ratura da gua Ap s 6h no ver o ou 5h no inverno durante dias ensolara dos que o coletor atingir a temperatura m xima Mesmo em dias semi enco bertos dependendo da regi o haver algum rendimento e l gico economia parcial de energia el trica Para avaliar a efici ncia t rmica e a resist ncia dos materiais aplicados no projeto v rios ensaios e testes foram efetuados em laborat rios vide locais equipes e institui es a seguir Somos gratos a todos pelo empenho profis sionalismo e neutralidade com que avaliaram o projeto Por uma quest o de respeito e tica alguns resultados s s o liberados na integra com a autoriza o dos seguintes pesquisadores UERJ Universidade do Estado do Rio de Janeiro Prof Carlos Eduardo Leal Doutor em F sica Prof Luis Chiganer Mestre em Engenharia El trica Prof Jos Carlos Xavier Mestre em Fisica Alunos participantes Anna Carolina Henriques Faculdade de Engenharia Rodrigo Faria Faculdade de Engenharia Luisa Carneiro Faculdade de Engenharia LACTEC Instituto de Tecnol
5. Geogr fico Geogr fico AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS 4 3 2 Posi o dos coletores solares em rela o ao Norte Instale os coletores solares quando poss vel voltados para o lado Norte Figu ra 27 Havendo impossibilidade disso instale os voltados para o Oeste mas nunca para o Leste H uma diferen a entre o Norte magn tico para onde as b ssolas apontam e o Norte geogr fico que o ponto de intercess o da superf cie do planeta com o eixo de rota o da Terra Optamos pelo Norte magn tico porque isso sim plifica e basta usar uma b ssola para encontrar a posi o dos coletores em rela o ao Norte Se preferir instalar por meio do Norte geogr fico sugerimos que utilize o Gn mon a Declina o Magn tica 20 31 W Norte Norte Magn tico OSs 4 3 3 Inclina o em rela o a latitude local A efici ncia de um sistema de aquecimento solar nao depende apenas do posicionamento dos seus coletores em rela o ao Norte mas tamb m da in clina o deles segundo a latitude local A t tulo de informa o latitude a medida em graus entre dois paralelos que s o linhas imagin rias que cortam a Terra em fatias horizontais paralelas Linha do Equador Os paralelos mais conhecidos s o o Tr pico de Capric rnio Tr pico de C ncer C rculo Polar rti co C rculo Polar Ant rtico e a pr pria Linha do Equador O que determina o local da Terra por onde p
6. ao que ser o barramento superior Figura 10 1 sendo o passo seguinte a monta gem das garrafas e caixas longa vida Figuras 10 3 e 4 Em regi es muito frias Interessante preencher a parte de baixo entre a garrafa e a caixa longa vida Figura 10 6 e 7 com algum tipo de isot rmico que n o absorva umi dade como r tulos pl sticos ou sacolas pl sticas Tamb m achamos oportuno sugerir que para fechar a ltima garrafa utilize os fundos que foram retirados das garrafas furando os com uma serra copo de 20 mm em substitui o ponta de mais uma garrafa que utilizariamos para fazer tal fechamento Mas atente para que o tamanho de cada coluna de garrafas tenha a mesma altura do tubo ou coluna Figura 10 4 Esse cuidado necess rio para que as gar rafas fiquem firmes e n o haja vazamento do calor gerado dentro delas Finalizando a montagem do m dulo encaixe o barramento inferior Figuras 10 4 e b sem adesivo utilizando um martelo de borracha e um sarrafo estrei to de madeira 3 cm com o cuidado de bater sempre no centro do T pois se bater nas extremidades o risco de rach lo ser alto Para proteger a parte do conjunto que fica encostada no ch o aconselh vel usar uma t bua ou papel o grosso reduzindo o impacto causado sobre o piso primeira garrafa de cada coluna deve ser vedada com tiras de borracha ex c maras de ar ou fita autofus o para evitar a fuga do calor gerado no interior
7. ncia Porque ele reduz a turbul ncia O jato d gua liberado pela b ia atrav s do item 2 dirigido at o fundo do item 3 causando turbilhonamento no seu interior mas impossibilitando que a gua retorne para cima pois ser drenada pelos furos laterais Essa gua liberada do item 3 j atenuada enviada para o fundo da caixa pelo tubo de 100mm item 4 devidamente recortado na forma de dente de serra dentes em m dia de 20mm apoiado no fundo da caixa e encostado parte de baixo da b ia Figura 21 D KA 2 MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O A N Do By 2 Y vv AGUA QUENTE 3 A AGUA FRIA 3 3 Isolamento termico da caixa ou reservat rio Nos acumuladores convencionais de mercado usam se isotermicos de alta efici ncia Tais acumuladores em sua maioria disp em de aquecimento com plementar com energia el trica ou a g s para os dias chuvosos ou encobertos que controlado por termostatos que acionam esse recurso sempre que a temperatura da gua fique abaixo do preestabelecido pelo usu rio Por ter a caracter stica de ser vi vel economicamente o nosso projeto n o disp e desse aparato sendo substitu do por chuveiro el trico com controle eletr nico por modelos com op es de temperatura ou simplesmente pela instala o de um controlador ao chuveiro el trico comum conectado em s rie entrada de energia el trica do chuveiro Chuveiros com esse recurso s o comuns no mercad
8. pode ser consumida sem qualquer receio O processo de solariza o evita v rias doen as veiculadas por gua contaminada uma vez que a energia solar promove a foto oxida o que mata as bact rias e torna a gua pr pria para consumo O alcance social do projeto foi considerado relevante por atingir parte consider vel da popula o brasilei ra que vive nas periferias das cidades ou no campo e que n o contam com gua tratada ou tratamento de esgoto uma vit ria para n s pesquisadores Este trabalho envolveu alunos e funcion rios da institui o onde se trabalha e gratificante percebermos que a sola riza o proporciona a oportunidade de se melhorar as condi es de sa de p blica no Pa s comemora a professora Dispon vel em http www unimep br fc ensalo edicao06l htm 40 WL colese MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O MENSAGEM Um caloroso obrigado Quero fazer um agradecimento muito especial Celesc Distribui o pelo inte resse e pela parceria desde 2005 que por meio da Assessoria de Responsabili dade Social Empresarial tem viabilizado a implanta o do aquecedor em todo o Estado com apoio de suas Ag ncias Regionais O apoio dado ao projeto por outras empresas e pelo poder p blico funda mental mas tem sido gra as ao envolvimento dos celesquianos e da pr pria comunidade que estamos conseguindo beneficiar um expressivo n mero de pessoas e entidades em Santa Catarina Esp
9. vazamentos Isole tamb m a tampa da caixa 24 WY cees MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O A T PICOS REFERENTES INSTALA O DO CONJUNTO 4 1 Dimensionar o projeto conforme o consumo e a regi o do Pa s Ao colocar em pr tica o projeto em outubro de 2002 constru mos um coletor solar com 100 garrafas PET e 100 caixas Tetra Pak 1 litro dispostas em 25 colunas com 4 garrafas cada totalizando rea til de absor o t rmica de 1 80m2 O coletor foi conectado a uma caixa pl stica de 250 litros com fun o de reservat rio revestida com isopor de 20mm Vale ressaltar que essa espes sura de isolamento t rmico n o suficiente para manter ou armazenar a gua quente por muito tempo em regi es frias Como foi instalado praticamente no per odo de ver o com uma exposi o so lar em torno de 6 horas a gua na parte superior da caixa aquecia ate 52 C sendo necess rio misturar com gua fria antes de utiliz la Aqui em Tubar o SL a temperatura da gua na caixa que no ver o pela manh oscila entre 22 C e 25 C no inverno gira entre 13 C e 16 C Em consequ ncia das diferen as entre as esta es do ano e a da redu o da radia o solar no inverno a efici ncia t rmica caiu de 52 C no ver o para no maximo 35 C no inverno e com pequena quantidade de gua nessa temperatura O problema da falta de gua quente foi resolvido com a constru o de mais um coletor com as mesmas dimens es do pr
10. 1 na transversal travando as com um fio de nylon mantendo dessa forma a regulagem pr estabelecida Figura 20 1 Tubo que limita o consumo de gua da caixa caso falte para reposi o Al m de agir como um misturador se fecharmos a parte inferior com um tamp o cap 2 ser poss vel coletar somente gua quente para consumo Em projetos nos quais haver consumo r pido como por exemplo no uso simult neo de v rios chuveiros se faz necess ria a instala o de uma torneira b ia de alta vaz o para que seja reposta a gua consumida rapidamente mas sem causar turbul ncia Por isso existe a import ncia de se instalar o redutor de turbul ncia Figuras 21 Instalado junto torneira b ia item 1 o redutor tem como fun o direcionar a gua fria de reposi o ao fundo da caixa d gua sem causar turbul ncia e evitando a mistura da gua quente com a fria Na figura 21 est descrito o seu funcionamento O item 2 apenas um peda o de tubo com di metro vari vel pois depende da torneira b ia a ser utilizada e tem a fun o de direcionar a gua at 5cm do fundo do 2 tubo item 3 de 50mm Esse tubo com a parte inferior fechada tem 20 furos de 10mm ao seu redor Aten o as fura es devem ser feitas apenas no corpo central do tubo deixando sem furos os 3cm na extremidade superior e os 5cm na parte inferior tampado Item 4 tubo de 100mm que serve de condutor para a gua sem turbul
11. 2 Misturador tradicional cuja tubula o de cobre fica embutida na parede EE gua fria EE gua quente I gua misturada Figura 35 Misturador com a parte de gua quente externa fixado sobre a parede 1 Entrada de gua quente 2 Entrada de gua fria 3 Uni es 4 Registros do misturador 9 Abra adeiras 6 Registros de seguran a 7 Conex o T 8 Chuveiro el trico com ajuste eletr nico ou modelos com v rios pontos de temperatura AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS 3 aparentemente o terceiro o mais complicado mas na realidade ele muito simples barato e pr tico Passamos a utilizar a eletrov lvula por que ela aplicada em m quinas de lavar lou as e de lavar roupas tanto na entrada de gua fria quanto para a entrada de gua quente Portanto indicada para suportar os n veis de temperaturas alcan ados pelos aque cedores convencionais sendo ent o muito mais adequada para uso em nosso projeto j que ele est restrito a n o ultrapassar os 55 C em raz o das tubula es de PVC usadas Na Figura 36 constam fotos dos dois tipos de eletrovalvulas que utilizamos e a seguir nas Figuras 37 A e 37 B dos dois diagramas delas inseridas nas instala es hidr ulica e el trica des se tipo de misturador Na Figura 37 A aplicamos apenas a eletrov lvula simples no fornecimento de gua quente cabendo rede existente no local a distribui o da
12. 2 1 Circula o por termossif o O princ pio de funcionamento por termossif o o que melhor se adapta a siste mas simples como o do nosso projeto preciso no entanto que haja a possibi lidade de instalar o coletor solar com o barramento superior do coletor ligado ao retorno de gua quente item 9 sempre abaixo do n vel inferior fundo da caixa ou reservat rio como indicado no Diagrama n 1 abaixo indicado que essa Figura 1 o M Diagrama b sico de um aquecedor solar n 1 1 Entrada de gua da rede 2 Suportes de fixa o 3 Distribui o de gua quente 4 Redutor de turbul ncia 5 Torneira b ia 6 Vertedouro ladr o 7 Pescador girat rio 8 gua fria para o coletor 9 Retorno da gua quente diferen a seja no m nimo de 30 cent metros e no m ximo de 3 metros Essa diferen a de altura necess ria para garantir a circula o da gua no coletor pela diferen a de densidade entre a gua quente e a fria medida que a gua esquenta nas colunas do coletor ela sobe para a parte superior da caixa ou reservat rio pressionada pela gua fria que por ser mais densa flui para a parte inferior do coletor e empurra a gua quente para cima Aten o para que haja essa circula o aut noma necess rio que o retorno de gua quente item 9 no Diagrama n 1 fique inserido na gua da caixa O efeito id nti co aos aquecedores convencionais com sistema termossif
13. camara Weather O meter por ava lia o visual percebe se uma leve opacidade da garrafa PET sem fissuras ou quebra do material A caixa de leite longa vida revestida por esmalte sint tico mant m sua ader ncia e a apar ncia fosca o que importante para conserva o do calor no interior da garrafa O tubo de PVC apresenta escurecimento po rem sem fissuras e a jun o entre os canos feita com fita de alta fus o isolante permanece aderida sem descolamentos preservando a veda o do sistema 2 0 Dosagem de Dioctilftalato DOP N o foram identificados res duos de DOP nos processos de lavagem indicando a boa estabilidade qu mica dos materiais pl sticos utilizados frente aplica o proposta h Conclus o sobre os ensaios de resist ncia dos materiais Os ensaios de resist ncia f sica qu mica e fotoqu mica tiveram como objetivo principal inferir a resist ncia a ser apresentada pelos materiais componentes do sistema quando aplicados em campo Com os resultados obtidos Antes e ap s intemperismo artificial dos materiais recicl veis utilizados na fabrica o do aquecedor solar concluiu se que os materiais apresentam boas proprie dades t rmicas e mec nicas e mesmo ap s envelhecimento os ind cios de degrada o dos materiais s o significativamente pequenos com varia es aceit veis para o tipo de aplica o desejada 38 Y caeso Ni MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O 6 INFORMA ES COMPLE
14. com prefer ncia s garrafas transparentes cristal lisas tipo Fanta e as cinturadas tipo Pepsi Coca Cola ou de outras marcas por m com o mesmo perfil A t tulo de informa o sobre a durabilidade do sistema o primeiro co letor solar que instalamos em nossa resid ncia foi feito com garrafas cristal lisas tendo completado em maio de 2008 cinco anos e meio Nota se que h fuga de calor entre as garrafas em raz o da dilata o entre elas j que por serem lisas e totalmente retas n o limitam o encaixe o que n o ocorre com o outro coletor feito h cinco anos com garrafas cinturadas de Coca Cola e Pepsi E cees 11 Figura 4 Utiliza o de garrafas PET 1 Garrafa PET transparente e lisa estilete para o corte e o tubo que serve como gabarito 2 O corte da garrafa 3 Esquema do tubo gabarito AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS Para facilitar o corte das garrafas sugerimos o uso de um gabarito simples ou seja corte dois peda os de tubos de PVC de 100mm de di metro um com 29cm e o outro com 31cm Em seguida fa a um corte longitudinal nos dois tubos para possibilitar a introdu o da garrafa e definir o tamanho do corte a ser feito vide figuras abaixo O tubo de 29cm servir como medida para o corte das garrafas lisas e as de Pepsi e o tubo de 31cm apenas para o corte das garrafas de Coca Cola L l 31cm garrafas de Coca Cola 29cm garrafas lisas ou de Pepsi _
15. cuidado de n o aplicar o adesivo no fechamento inferior de cada m dulo necess rio apenas que se encaixe 0 barramento s colunas com a ajuda de um sarrafo de madeira e um martelo de borracha o que facilita a manuten o quando necess ria pois basta desencaixar o barramento inferior para fazer a manuten o e encaix lo novamente s colunas depois LY cetese 15 Figura 8 O gabarito para corte dos tubos das colunas do coletor solar constitu do por 9 pregos fixados a uma t bua e serve para padronizar as medidas e agilizar os cortes Medidas 1 105cm para colunas com 5 garrafas de Coca Cola de 2 litros 2 100cm para colunas com 5 garrafas cinturadas Pepsi Sukita de 2 litros 3 8em medida padr o para todos os tipos de garrafas de 2 litros AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS Se fossem coladas ter amos que cortar todas as colunas o que dificultaria o seu reaproveitamento e causaria a perda total do barramento inferior Para iniciar a confec o do coletor solar cada barramento superior ou infe rior ser composto de 5 conex es T e 5 distanciadores de 8 cm procedendo conforme Figura 9 Figura 9 1 8cm 1 8cm 8cm 1 8cm 1 8cm Cada barramento do coletor composto por 5 pp conex es Te respectivos distanciadores de 8cm CC UM mM mM ba a xt O segundo passo inserir tamb m com adesivo os 5 tubos colunas
16. de absor o solar com mais coletores para compen Sar a perda pelo posicionamento incorreto oportuno ressaltar que quase todos os problemas de efici ncia t rmica de qualquer aquecedor solar deixam de existir medida que nos aproximamos do Equador Mas muito cuidado mesmo no Equador os coletores devem ser instalados com no m nimo 10 de inclina o pois abaixo disso fica compro metida a circula o por termossif o E colese 29 Figura 28 Convers o da latitude local na inclina o correta dos coletores 1 Transferidor 180 2 Base de refer ncia em n vel 3 Tomamos como exemplo uma latitude local de 28 4 Os coletores deve ser intalados com o valor da latitude local mais 10 Figura 29 Com a inclina o correta encontrada ser a altura do coletor solar 1 que determinar a altura do suporte de sustenta o 2 Figura 30 Os coletores devem ser posicionados em um desn vel de no m nimo 2cm a cada metro corrido de coletor Deve ser observado tamb m que os barramentos n o podem ficar curvados principalmente o superior Figura 31 S o necess rios cuidados com as tubula es que interligam a caixa aos coletores Quando a instala o for realizada sobre o telhado com a caixa d gua sob o mesmo as tubula es A e B devem ser amarradas arma o do telhado C Se a instala o aconter em terra o as tubula es devem ser apoiadas por suportes D posic
17. de vida em todas as reas fundamental pois atitudes simples se adotadas por todos minimizam os impactos desastrosos ao meio ambiente e contribuem para a nossa pr pria sobreviv ncia S o poucas as pessoas e empresas que de forma espont nea demonstram ter compromisso e responsabilidade com o descarte das embalagens de seus produtos Isso lament vel pois a falta de consci ncia ambiental e de preocupa o com a sustentabilidade e o bem estar coletivo terminam causando graves problemas Prova disso s o os lix es saturados em terra e nos oceanos H que se chamar a aten o ainda para o uso restrito do sol como fonte de energia t rmica para aquecimento de gua num pa s ensolarado como o Bra sil H no mercado excelentes sistemas que voc pode instalar em sua resi d ncia ou com rcio Al m da redu o do valor na conta de luz ao aproveitar essa fonte de energia gratuita estamos contribuindo principalmente nos ho r rios de pico entre 18h e 21h para aliviar o sistema el trico beneficiando diretamente o meio ambiente S ceese 7 PIA N o necess ria a for a da lei para agirmos certo sejamos fiscais de n s mesmos AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS Para tornar o sistema dispon vel publicamente oferecendo o como aquecedor alternativo de f cil implanta o para popula es de baixa renda em 2004 foi solicitado o Pedido de Patente no Instituto Nacional de Propriedade Indu
18. 13 ew Figura 5 Diagrama demonstrando o procedimento com as caixas Tetra Pak Figura 6 Pintura das caixas caixas Tetra Pak Figura Gabarito em tamanho real usado para dobrar as caixas Tetra Pak manualmente AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS A tinta utilizada no coletor solar dever ser esmalte sint tico preto fosco se cagem r pida para exteriores e interiores indicada para materiais como ferro e madeira Sugerimos evitar a compra de tinta em spray que torna a pintura muito mais cara Em projetos pequenos d prefer ncia a latas de 1kg e para melhor aproveitamento espalhe as caixas devidamente planificadas lado a lado pintando v rias de uma s vez com um rolo de pintura Observa o a tinta com brilho compromete o desempenho do coletor porque parte dos raios solares ser o refletidos Tamb m devido umidade residual existente nas caixinhas normal formar condensa o umidade no interior das garrafas nas pri meiras horas de exposi o ao sol do coletor solar Todos os cortes e dobras devem ser feitos antes da pintura 14 LY cetese MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O 3 1 3 Corte pintura dos tubos e montagem do coletor Os tubos das colunas do coletor solar devem ser cortados de acordo com os tipos de garrafas dispon veis Observa o como citamos anteriormente em raz o dos diversos tamanhos e modelos de garrafas existentes sugerimos uma sele o pr via an
19. MENTARES Certamente ficaremos em d bito de mais informa es mas acreditamos que o b sico est inserido neste manual Por se tratar de uma alternativa de aqueci mento solar este projeto teve como objetivo inicial aquecer apenas a gua do ba nho de fam lias de baixa renda com coletores de at 300 garrafas Mas entidades sociais tiveram interesse e atualmente v rios aquecedores com mais de 1000 garrafas j foram instalados exigindo que os projetos sejam bem elaborados e constru dos com a melhor qualidade poss vel S o muitas as fotos dos projetos instalados dentre as quais selecionamos algumas a partir da p gina 50 Lista de Materiais Necess rios 1 aquecedor solar com 200 garrafas sem considerar os materiais para a dis tribui o da gua quente pois cada im vel tem sua realidade Materiais Diversos Nalorunit Qtde EE O E Registro estera em pve sodimm w Fanges em pve fei gua 5mm rosca imera w Tomei boi de 25mm chomada para manguera m Cmte 0 8 Cores temp w Bucha de redu o em pe 2inmpfaonm w Caron pedem 0 pu Tamp o em pve chose enema ezm e E S Tamp o em pve teap soiatz O Adaptador em pve colas 2mm oe ensems 0 2 cuneempvea0e im 0 6 unio sold velem pem O Do Tinta esmalte sint tico pretofosco Cola para pve c pincel potecom 1759 om Fita de altofus o rolo grande Po oro Arame zincado e encapado n 16 Utiliz p fixaralambrados Orobo Fita ve
20. ONSTRU O E INSTALA O Ao darmos a prefer ncia pelo sistema de circula o por termossif o torna se obrigat rio que o fundo da caixa fique sempre acima da parte superior do coletor solar ou seja m nimo de 30 cm e maximo 3m Item 2 1 Circula o por termossif o Aten o cabe a cada um escolher o melhor local para implantar o projeto sem esquecer que ao falar em caixa d gua estamos falando de peso Portanto n o improvise ou instale o sistema em locais que possam ruir e causar s rios problemas Afinal lembre se cada litro d gua pesa 1 quilo 4 3 9 Fixa o dos coletores sobre o telhado ou em suportes maioria dos projetos para resid ncias com at 400 garrafas tem sido fixa dos sobre o telhado pois requer apenas que se fure as telhas e amarre os arma o Figura 32 Se for necess rio fixar os coletores sobre suportes fica a crit rio de cada um o material a ser utilizado Entretanto n o basta apenas que os coletores fiquem firmes verifique se os dois barramentos ficaram retos e com o desn vel neces s rio para o funcionamento adequado seguir por meio das ilustra es damos algumas sugest es sobre como ins talar o projeto Y Celesc 31 Na Z Figura 32 Para que um coletor com 100 garrafas sexa fixado diretamente sobre o telhado s o necess rias no m nimo seis amarra es 1 O tubo de PVC branco com 40mm 2 impede que as garrafas se amassem Figura 33 In
21. OS coletores s sisters 26 4 3 1 Refor ando e instalando as tubula es nos coletores 26 4 3 3 Inclina o em rela o latitude local s iii 28 4 3 4 Desn vel obrigat rio dos coletores rea 30 4 3 9 Fixa o dos coletores sobre o telhado ou em suportes 31 4 4 Isolamento t rmico dos barramentos e tubula es 32 45 Misturadores v rias alternativas s sisters 32 5 TESTES DE EFICI NCIA E DE MATERIAIS 36 2 1 Tempo necess rio de exposi o solar e testes de efici ncia t rmica 36 5 2 An lise de resist ncia t rmica das garrafas PET 37 0 3 Ensaios de tra o e alongamento s serem 37 5 4 Ensaio de intemperismo artificial em QUV 38 5 5 Ensaio de intemperismo artificial em Weather O meter 38 5 6 Dosagem de Dioctilftalato DOP s serao 38 5 7 Conclus o sobre os ensaios de resist ncia dos materiais ssssssssscsseessssseees 38 6 INFORMA ES COMPLEMENTARES 39 Lista de Materiais Necess rios serenas 39 ANEXOS assinada sd aa 40 Tratamento de gua sem produtos QUIMICOS ccccecceeeeseeeesteeseess 40 SOlariza o da agua sirensis 41 Alguns exemplos de aplica o em institui es ccceceseeee
22. ao existentes no mercado diferenciando se apenas pelos materiais de fabrica o Esse processo de circula o ocorre enquanto houver radia o solar 2 Circula o for ada O sistema em que o coletor solar fica mais alto do que a caixa ou o reservat rio tem como exemplo o aquecimento de piscinas Figura 2 Esse sistema dota do de um termossensor respons vel pelo acionamento de uma motobomba Ou seja assim que o coletor solar produz gua quente e atinge uma tempe ratura pre estabelecida o termo sensor aciona a motobomba para efetuar a V Y Celesc 9 Figura 2 Diagrama b sico de aquecimento de piscina 1 Entrada de gua na motobomba 2 Retorno de gua quente 3 Motobomba 4 Suportes 5 V lvula de reten o 6 V lvula antiv cuo Termosensor Figura 3 Sistema misto para aquecimento de piscina 1 Motobomba 2 V lvula de reten o 3 Termo sensor 4 Comando 5 Redutor de turbul ncia AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS troca de gua quente pela fria no coletor e depois desliga a motobomba Esse ciclo se repete enquanto tiver radia o solar suficiente para realizar o aquecimento da gua necess ria a instala o de uma v lvula de reten o item 5 para que nos hor rios sem o sol sobre os coletores seja evitado o ciclo inverso j que a gua do coletor est fria e mais pesada do que a gua da piscina caixa ou reservat rio Se n o for feito
23. as amassadas elas po der o ser aproveitadas Adicione 100ml de gua fria tampe a e leve a ao forno microondas por 45 segundos Ao retir la do forno gire no sentido horizontal por uns 10 segundos deixe a em p e s depois com cuidado desenrosque a tampa lentamente para liberar a press o Jogue a gua fora rapidamente evitando que a garrafa se deforme com a gua quente em seu interior sem a sustenta o da press o deixando a esfriar sem a tampa Observa o nessa opera o use culos de prote o luvas avental e em lo cal longe o suficiente de outras pessoas 12 LY cetese MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O 3 1 2 Caixas Tetra Pak As caixas Tetra Pak s o compostas por 5 de alum nio 20 de polietileno e 75 de celulose o que dificulta sua reciclagem apenas como papel em vista da necessidade de equipamentos especiais para separa o dos tr s materiais Poucas s o as empresas especializadas em tal processamento Isso desesti mula os catadores apesar de campanhas feitas pelo seu principal fabricante no Brasil vide Revista Superinteressante de julho de 2004 p gina 79 aplica o dessas embalagens em nosso projeto oferece excelentes resultados pois a combina o dos tr s materiais evita que se deformem pela temperatura a que ser o submetidas ao contr rio do que aconteceria se opt ssemos por papel comum Vale lembrar que as caixas vazias devem ser abertas pela parte de cima onde h o picote d
24. assam essas linhas a medida do angulo de incid ncia dos raios de sol na superf cie terrestre Assim quando o raio de sol incide sobre a Terra em seu maior ngulo de inclina o temos a marca de um Tr pico 28 SY cetese MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O O raio de sol energia em forma luminosa Assim um raio que incida em angulo reto 90 graus frontal ter uma rea de incid ncia pequena ou seja a dispers o dessa energia no solo ser mais concentrada J o raio de sol que incide na superf cie da Terra em um ngulo menor aproximadamente 23 graus que a mesma medida dos Tr picos ou seja incide meio inclinado e ter rea muito maior para distribuir sua energia por esse motivo transfere menos calor por cent metro quadrado de solo Dessa forma no Equador aonde o raio de sol chega ao solo mais concentrado o clima mais quente Nos tr picos aonde o raio de sol chega ao solo mais espalhado o clima menos quente Nos P los aonde o raio de sol chega mui to mais disperso o clima muito menos quente Caso desconhe a a Latitude do lugar onde ir instalar o aquecedor solar procure a em www aondefica com lat 3 asp e converta com um Transferidor os graus encontrados na inclina o correta Figuras 28 e 29 ri Caso opte por fixar os coletores diretamente sobre o telhado sem levar em conta a latitude local e ao conferir apresente muita diferen a ser necess rio ampliar a rea quadrada
25. da coluna e impedir que o vento gire as garrafas e tire as caixas longa vida pintadas em preto fosco da posi o voltada para o sol o que reduziria o ren dimento t rmico do coletor Figura 11 16 LY cees MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O Como refer ncia em um aquecedor solar para uma fam lia com quatro pessoas ser o usadas 240 garrafas PET 2L ou 200 se o fechamento inferior for feito nos fundos das garrafas furados com serra copo e 200 caixas longa vida retangular 1L quantidade suficiente para dois coletores solares com quatro m dulos cada id nticos ao mostra do na Figura 12 Isso suficiente para aquecer 200 litros de gua no m nimo SY colese 17 Figura 10 1 Acoplagem com adesivo dos cinco tubos colunas ao que ser o barramento superior 2 3 Montagem das garrafas e caixas longa vida 4 5 Encaixe do barramento inferior tamb m sem adesivo feito com o aux lio de um martelo de borracha e de um sarrafo estreito com 3cm 6 7 Preenchimento do espa o de baixo entre a garrafa e a caixa longa vida com material isot rmico que n o absorva umidade Esse procedimento indicado para regi es muito frias Figura 11 Veda o com fita autofus o da primeira garrafa de cada coluna 1 A fita autofus o sendo manuseada 2 A aplica o da fita 3 A fita aplicada Figura 12 Dois coletores solares como esse com quatro m dulos s o suficientes para aq
26. da rosca 12 o om 01 litro N da Fita veda rosca 1 2 tixad guagr100 fo om B iaplcaixadedescaga fo om Caixas de leite longa vida caixa retangular 20m Garrafas pet Coca Pepsi Sukita Fanta ete 20un Y colese 39 NW Estes materials serao arrecadados pela comunidade assistida Tratamento de gua sem produtos qu micos Prof Dra Dejanira de Franceschi de Angelis Pela simplicidade e utilidade do projeto para tratamen to de gua contaminada mas sem produtos qu micos entramos em contato com a Prof Dra Dejanira de Franceschi de Angelis pesquisadora da UNESP para solicitar permiss o para anexar a mat ria neste Manu al Nossos agradecimentos Dra Dejanira e a todos os envolvidos no projeto O texto da mat ria divulgada na edi o nacional do Jornal da Band TV Bandeirantes do dia 6 de janeiro de 2005 segue abaixo Solariza o o nome complicado mas o processo simples Basta colocar a gua contaminada em gar rafas PET incolores e exp las ao sol Uma pesquisa dora da Universidade Estadual de Rio Claro explica que a id ia da pesquisa surgiu do fato de que a gran de maioria das bact rias n o resistente a luz do dia e nem ao calor e morre em tr s dias no m ximo mesmo em tempos de inverno Antes de beber s passar o l quido de um recipiente para outro De acordo com Dejanira de Angelis pesquisadora da UNESP qualquer pessoa que disponha de um can t
27. dos na Figura 34 mas eles s o inacess veis em virtude de seu custo s pessoas com baixa renda Consi derando que o nosso projeto uma alternativa de baixo custo temos tr s op es de misturadores que n o oneram o sistema pois requerem apenas que se fa a um furo no teto do banheiro para a passagem do tubo com gua quente Nos diagra mas e fotos legendadas est o todos os detalhes sobre os misturadores Vejamos 32 SY Celesc MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O essa op o foi detalhada anteriormente no pr prio texto e nas Figuras 17 18 19 20 A mistura dentro da pr pria caixa d gua do aquecedor torna poss vel que se envie por meio de uma s rede a gua em temperatura agrad vel para o consumo em dias muito calor timo tamb m para ser utilizado na cozinha Por m em regi es onde as esta es do ano s o bem distintas como o Sul do Brasil durante o inverno ser necess rio tamponar a parte inferior do misturador Figura 20 limitando o s fun es de capta dor de gua quente e limitador de consumo Verifique que este segundo misturador Figura 35 mesmo sendo singelo tem as mesmas fun es dos modelos mostrados na Figura 34 bastando apenas que se fa a um furo no teto para a passagem do tubo com gua quente j que a gua fria continuar sendo fornecida pela rede existente no local E colese 33 N Figura 34 Misturadores convencionais 1 Misturador monocomando
28. e gua a ser aquecida Figura 15 Interliga o de duas caixas utilizada em projetos maiores Nesse caso a diferen a de densidade equaliza tanto o volume quanto a temperatura da gua nas duas caixas Figura 16 Caixa d gua adicional sem sa da de gua fria 1 Entrada de gua da rede 2 Retorno do coletor solar 3 Sa da de gua para o coletor 4 Sem sa da de gua fria para consumo 5 Sa da de gua quente para consumo 6 Vertedouro ladr o 7 Uni o sem o anel que torna girat rio o captor misturador 8 Limitador do consumo d gua caso haja falta para reposi o 9 B ias entrada e captador 10 Pescador girat rio que determina a quantidade de gua a ser aquecida AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS Em projetos maiores por uma quest o de praticidade no manuseio frequen te utilizar duas caixas Mas elas dever o ser interligadas pr ximo ao fundo e a 60 da altura dela Figura 15 e utilizadas apenas para o sistema de aque cimento Portanto o fornecimento de gua fria cabe ao sistema preexistente ou a outra caixa 20 SY Celesc MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O Na Figura 17 poss vel visualizar toda instala o da caixa d gua e a fun o de cada item faltando apenas o redutor de turbul ncia F Figura 17 Componentes da caixa d gua e suas fun es 1 Torneira b ia entrada 2 Retorno do coletor sola
29. e consumo para descolar as orelhas que a mant m montada Em seguida as embalagens devem ser lavadas e posicionadas para que escorra toda a gua pois caso n o sejam muito bem higienizadas haver forte mau cheiro em virtude da prolifera o de microorganismos Na sequ ncia devemos guard las planificadas para reduzir o espa o necess rio para armazenagem deixando as prontas para os cortes as dobras e a pintura Para simplificar o corte adotamos um nico tamanho para os diversos tipos de garrafas com 22 5cm de comprimento e 1 corte de 7cm na parte de baixo da caixa que servir de encaixe para o gargalo da pr xima garrafa Devemos dobr la aproveitando os pr prios vincos laterais da embalagem e fazer mais duas dobras em diagonal na parte de cima para que se amolde curvatura superior interna da garrafa dando tamb m sustenta o caixa e mantendo a reta e encostada no tubo de PVC b Cc Co uoga 1 Com a caixa de leite montada descolar as orelhas a dos quatro cantos 2 Em seguida precione a caixa para que ela amasse e fique planificada Corte com 22 5cm c de comprimento e dobre as laterais nos vicos b existentes na caixa 3 A caixa com as laterais dobradas 4 Dobre as pontas d em diagonal para ajust las ao desenho da garrafa e tamb m as duas pontas da parte inferior e no corte de cm para o encaixa da pr xima garrafa Obs todas as pontas devem ser dobradas para baixo Y j Celesc
30. eeeeeeees 42 DEI VIGA asas a A Ae CORRA en 42 T APRESENTA O 1 1 Hist rico Somos conscientes das facilidades e do conforto que as embalagens descart veis nos proporcionam mas vis vel o impacto ambiental que causam quando descartadas de maneira incorreta e irrespons vel N o o nosso prop sito incentivar o consumo desse material para conseguir as embalagens para o projeto mas encontrar destino til s garrafas PET caixas Tetra Pak peda os de isopor sacolas pl sticas etc A id ia b sica aplic las na confec o de um aquecedor de gua alternativo em sintonia com nossa preocupa o na ado o sempre que poss vel por siste mas ecologicamente corretos Em decorr ncia dos resultados obtidos com esse projeto extremamente simples e de baixo custo percebeu se a possibilidade de viabilizar uma solu o coletiva implantando o sistema em resid ncias de fam lias com baixa renda e em institui es com fins sociais 12 Finalidade Comprovamos que poss vel com reciclagem direta e sem qualquer proces so industrial reutilizarmos essas embalagens p s consumo em projetos socioambientais propiciando mais conforto dignidade qualidade de vida e economia de energia el trica s pessoas com menor poder aquisitivo O projeto tamb m nos leva a refletir sobre a responsabilidade individual na hora de consumir gerando a menor quantidade poss vel de lixo e descar tando o corretamente Reavaliar o nosso estilo
31. entes do redutor de turbul ncia 1 Torneira boia simples ou de alta vazao 2 Tubo de prolongamento da boia 3 Tubo de 50mm com 35cm de comprimento tapado na parte inferior e com 20 furos de 10mm 4 Tubo de 100mm com o comprimento igual a distancia entre o fundo da caixa e a parte de baixo da b ia AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS cos entre as caixinhas com sacolas pl sticas ou pap is quando fixadas em recipientes redondos ou de cantos arredondados Com a caixa ao ar livre o isolamento t rmico dever ser protegido contra a umidade por uma lona o que evita a redu o da sua efici ncia ou a sua destrui o Como a reposi o de gua fria feita no fundo da caixa n o necess rio fazer o isolamento t rmico desse local Outro tipo de isolamento t rmico simples e eficaz por m mais caro colocar uma caixa d gua dentro de um compartimento feito de madeira tijolos ou mesmo dentro de outra caixa maior Um espa o de no m nimo 6 cm deve ser deixado entre a caixa e o amparo escolhido para prover o devido preenchimento com qualquer um dos isolantes citados Nesse caso procure colocar os isot rmicos dentro de sa colas de supermercado ou sacos pl sticos pois isso facilitar caso necessi te a retirada do isolamento para realizar manuten o Aplique o isolamento t rmico somente ap s ter completado toda a instala o do projeto encher de gua todo o sistema e conferir se n o h
32. eramos que as informa es contidas nos textos diagramas e fotos forne cam todo o conhecimento necess rio constru o e instala o dessa alterna tiva para aquecimento de gua com energia solar S o muito importantes a qualidade dos materiais e o capricho com que deve ser confeccionado o aquecedor tanto para implant lo como para garantir a durabilidade do sistema Contamos com a criatividade e boa vontade de todos na aplica o do aquecedor e em melhorias no projeto cabendo a cada um adapt lo as suas necessidades pois cada caso tem sua particularidade Sucesso a todos Jos Alcino Alano Criador dessa alternativa de aquecimento solar WY cees 41 i AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS Alguns exemplos de aplica o em institui es sree Es jo j PEE ta pes ae o MESTAN EAD MOTT Projeto Piloto da Celesc Distribui o Casa Familiar do Mar Laguna SC Manual do Aquecedor Solar Coordena o na Assessoria de Responsabilidade Sede da Associa o dos Empregados da Social Empresarial Celesc Tubar o SC Apoio Assessoria de Comunica o Social Respons vel T cnico Jos Alcino Alano Maio de 2009 Celesc Unidade do Ex rcito em Palmas TO 42 SY colese MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O LY colese 43 Celesc SANTA CATARINA
33. ese MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O O pescador girat rio item 10 da Figura 13 uma alternativa interessante pois ele tem como fun o variar o volume de gua a ser aquecida dando a op o de escolher a quantidade e temperatura que desejamos Ele nada mais do que uma curva de PVC com um peda o de tubo acoplado ao flange que leva a gua fria at os coletores solares Com esse recurso o volume de gua abaixo do n vel escolhido n o ser aquecido o qual poder ser utilizado no captador da Figura 18 na fun o de misturador Mas tome o cuidado para que o n mero de garrafas n o exceda o n mero de litros de gua a ser aquecida Tamb m uma tima op o para ser utilizada como laborat rio em experi ncias escolares Aten o vale lembrar que esse sistema em que a caixa d gua fornece gua quente e fria somente poder ser utilizado onde a rede de abastecimento seja confi vel Figura 14 6 o pe a E ey ree ee mae 1 ERR or Por experi ncia propria recomendamos que se instale uma outra caixa d agua somente para o sistema de aquecimento O motivo principal a seguran a dos coletores solares porque n o ser necess rio que se instale uma sa da de gua fria para consumo pr ximo ao fundo dessa nova caixa j que a gua fria conti nuar sendo fornecida pelo sistema preexistente ou seja da caixa antiga E se faltar gua de reposi o vinda da rede p blica a sa da de gua q
34. imeiro diferindo somente na quanti dade de garrafas por coluna que passou de 4 para 5 Mesmo no inverno em dias ensolarados os dois coletores suprem a demanda de gua quente para o banho das 4 pessoas da fam lia Para simplificar o dimensionamento de um projeto sugerimos a instala o de uma garrafa para cada litro de gua a ser aquecida Como exemplo para aquecer gua suficiente para uma fam lia de 4 pessoas em banhos de at 8 minutos dever o ser aquecidos no m nimo 200 litros d gua Portanto o projeto deve considerar 200 garrafas PET e 200 caixas Tetra Pak Vale res saltar que nos sistemas com mais de 1 000 garrafas instaladas a efici ncia aumentou Exemplo 1 000 garrafas aquecem em m dia 1 300 litros de gua Assim sugerimos que cada um encontre o dimensionamento adequado a sua necessidade considerando o clima da Regi o e o consumo das pessoas que vivem no im vel Observa o importante verifique se no local onde ser instalado o coletor n o h rvores ou constru es que causem sombreamento sobre os coletores entre as 9e 16 horas O hor rio de 16 horas importante porque h im veis ou situa es em que os coletores s poder o ser instalados se ficarem voltados para o Oeste onde o sol se p e E colese 25 gt Figura 22 Fun es do tubo de PVC branco com 40mm 1 Amarrado aos barramento superior e inferior do coletor al m de refor los garante o alinhamento dos mesmo
35. inho em que bata a luz do sol na sua casa pode utilizar esse processo Foram dois meses de estudos coroados com o pr mio de tecnologia socioambiental da Funda o Banco do Brasil Alunos e professores do Departamento de Bioqu mica e Microbiologia fizeram testes com a gua contaminada com a mais resistente das bact rias a Escherichia Coli geralmente utilizada como indicadora biol gica de po tabilidade E o resultado n o poderia ter sido melhor id ia agora tornar a t cnica da solariza o da gua acess vel aos pa ses da sia e da frica de vastados pelo maremoto j que nessa regi o foram interrompidos os servi os de saneamento b sico e o abastecimento de gua pot vel A universidade j enviou um comunicado UNESCO destacando a im port ncia da aplica o da t cnica nesses locais AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS ANEXOS Solariza o da gua Patr cia Bonin Prof Dra Dejanira de Franceschi de Angelis coordenadora do projeto A professora Dejanira de Angelis do departamento de Bioqu mica e Microbiologia do Instituto de Bioci ncias coordenou a elabora o do Projeto Solari za o da gua Desinfec o de gua Contaminada Mediante o Aproveitamento da Energia Solar Segundo o projeto a simples exposi o ao sol de guas contaminadas acondicionadas em garrafas pl sticas PET incolor durante 2 dias sobre o fundo escuro ou metal brilhante folha de alum nio
36. ionados a cada 60cm O objetivo desses suportes evitar que os tubos se curvem com o peso da gua AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS 4 3 4 Desn vel obrigat rio dos coletores A gua em processo de aquecimento ao atingir 40 C come a a liberar bolhas de ar Em recipientes abertos isso n o problema mas em circuitos fechados como o caso dos aquecedores solares por termossif o se os coletores sola res n o forem instalados com pelo menos 2cm de desn vel por metro corrido Figura 30 o ac mulo dessas bolhas no barramento superior ser inevit vel Esse ar paralisa a circula o do sistema superaquece os coletores e claro n o aquece a gua do reservat rio Na maioria dos coletores industrializados as tubula es por serem met licas n o ser o afetadas bastando apenas que uma corre o no desn vel das pla cas coletoras seja efetuada para que o sistema passe a operar normalmente Mas no nosso sistema por ser uma alternativa de baixo custo todos os componentes do conjunto s o feitos de PVC estando sujeitos aos limites de temperatura 200cm Portanto ao implantar o projeto preste aten o n o apenas com os cuidados citados anteriormente mas tamb m com o seu dimensionamento e com dois de talhes important ssimos que s o o desn vel dos coletores e a ascend ncia das tubula es que os interligam caixa d gua ou seja sempre a subir Figura 31 30 SY Celesc MANUAL DE C
37. isso o coletor funcionar como um dissipador de calor que esfriar toda gua quente armazenada ou sendo aquecida por aquecimento el trico complementar quando dispon vel no sistema Em virtude de uma poss vel falta de energia el trica ou pane em um dos com ponentes do sistema de bombeamento por medida de seguran a criamos um sistema misto que garante a circula o nos coletores por termossif o Quando a gua da caixa atinge a temperatura superior pr determinada pelo comando cabe ao sensor instalado na caixa acionar a motobomba e enviar a gua para ser aquecida ao fundo da mesma drenando com isso todo o volume de gua quente atrav s de um vertedouro ladr o at que o sensor detecte a gua com a temperatura inferior pr estabelecida e desative a motobomba 10 LY cetese MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O 3 PRODUZINDO OS COMPONENTES 3 1 Passo a passo sobre a constru o do coletor solar O coletor solar respons vel diretamente pelo bom desempenho de um sis tema de aquecimento por isso mesmo requer aten o muito especial Nosso coletor solar diferencia se dos demais pelos materiais usados na sua constru o e pelo rendimento t rmico obtido Para baixar os custos usamos tubos e conex es de PVC nas colunas de absor o t rmica que s o menos eficientes do que os tubos de cobre ou alum nio aplicados nos coletores convencionais As garrafas PET e as caixas Tetra Pak substituem a caixa met lica
38. n o da mat ria prima e na produ o dos aquecedores Desenvolvido desde 2005 o Energia do Futuro vai aos poucos conquistando cada vez mais apoio de diversas institui es e com isso renovando continu amente nosso compromisso com as gera es futuras com a constru o de uma sociedade justa feliz e com acesso a todos os seus recursos ambientais e culturais preservados Participe conosco dessa constru o CD TAPRESENTA O assa si aii 7 16 ISLORICO Reema apie ee a 1 C f Finalidade sorei 7 L 2 FUNCIONAMENTO DO AQUECEDOR SOLAR ccccsssccsccosssossscccccccessssssee 9 2 Circula o por termossif o eres 9 LA CINCUIA O TONG A usas acess dorso cassa base E e R 9 co 3 PRODUZINDO OS COMPONENTES esseeresteesteesteeeee 11 3 1 Passo a passo sobre a constru o do coletor solar 11 de WESCOMMa CaS CatialaS PE ssa gd pennants 11 Dae Canas VOR GU EA TETE AE E NE 13 3 1 3 Corte pintura dos tubos e montagem do coletor 15 3 2 Caixa d gua ou FESEFVATOFIO cccceccesessesseessesseeeseseateseteetessneseeees 18 3 3 Isolamento t rmico da caixa ou reservat rio 23 4 T PICOS REFERENTES INSTALA O DO CONJUNTO 25 4 1 Dimensionar o projeto conforme o consumo e a regi o do Pa s 25 42 Dist ncias da caixa at os coletores e pontos de consumo 26 4 3 Como preparar e fixar
39. o e facilitam a regulagem da temperatura de banho sem a necessidade de variar o fluxo de gua no registro Um detalhe muito importan te a energia el trica gasta somente com a gua consumida Sendo a respons vel por acumular a gua quente a caixa d gua deve ficar bem protegida debaixo do telhado caso contr rio fundamental fazer um bom isolamento t rmico Cabe por m um alerta num local onde n o haver uso di rio de gua quente como creches e col gios aconselh vel n o isolar a Caixa para que a temperatura da gua quente acumulada abaixe natural mente durante a noite e no dia seguinte a gua n o entre muito quente nos coletores atingindo temperaturas acima da permitida pelas propriedades f sicas do PVC O aproveitamento de materiais dispon veis em todas as regi es de extrema import ncia Para quem reside no meio urbano dentre tantas destacamos o isopor das embalagens de supermercados usadas para embalar frios queijo presunto etc eletro eletr nicos sacolas pl sticas pap is etc No meio rural tamb m temos op es de isot rmicos serragem cascas de trigo cascas de arroz grama seca etc Podemos fazer blocos isotermicos com qualquer um desses materiais isolantes bastando encher caixas Tetra Pak 1L e fech las novamente Para fixar esses blocos na caixa use cola ou amarre as com tiras feitas de garrafas PET tomando o cuidado de preencher os espa SY colese 23 NW Figura 21 Compon
40. o painel de absor o t rmica e o vidro utilizado nos coletores convencionais caixa met lica com vidro ou as garrafas PET t m como fun o proteger o interior do coletor das interfer ncias externas principalmente ventos e oscila es da temperatura criando um ambiente pr prio O calor absorvido pelas caixas Te tra Pak pintadas de preto fosco fica retido no interior das garrafas e transfe rido para a gua pelas colunas de PVC tamb m pintadas de preto Apesar de simples um sistema de aquecimento solar possui detalhes fundamentais na sua confec o e instala o para um bom funcionamento O dimensionamento do coletor solar em rela o caixa d gua ou acumulador important ssimo para limitar a temperatura aos n veis que mantenham a ri gidez do PVC temperatura m xima de 55 C quando aplicado em sistemas com baixa press o sem causar o amolecimento do material e por consequ ncia comprometer a estrutura do coletor solar ou de todo o conjunto vindo a provo car vazamentos ou mesmo a destrui o do coletor solar O dimensionamento correto permite que a gua que circula no coletor seja aquecida e tamb m limita a temperatura aos n veis seguros ao PVC No cap tulo 4 item 4 1 Dimensionar o projeto conforme o consumo e regi o do Pa s h o detalhamento sobre o dimensionamento do projeto 3 1 1 Escolha das garrafas PET Dois s o os tipos de garrafas PET de dois litros usados na constru o do aque cedor
41. ogia para o Desenvolvimento a pedido da COHAPAR Companhia de Habita o do Paran Giseli Ribeiro Verg s Departamento de Tecnologia em Materiais Marilda Munaro Departamento de Tecnologia em Materiais Denis A L Kulevicz Engenheiro Mec nico Departamento de Eletromec nica Robson Cardoso T cnico Mec nico Departamento de Eletromec nica Dr Gilson Paulillo Departamento de Eletromec nica Dr Eduardo Marques Trindade Departamento de Tecnologia em Materiais UFSC Universidade de Santa Catarina Anelise Destefani1 Eng Sanitarista e Ambiental Mestre Professora do CASCGO Orientadora Marlos Jos de Fran a Co orientador Ge grafo Mestrando em Educa o Agricola e Professor do Curso T cnico em Agropecu ria do CASCGO Alunos participantes Jailson Mira Fernandes Raimundo Martignago Robson Belli Martignago Gerson Nascimento Jailson Nascimento 36 WY cees MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O Os resultados de um teste comparativo de efici ncia entre o nosso coletor e o coletor ASBC feito com forro alveolar de PVC em julho de 2006 podem ser obtidos diretamente em www sociedadedosol org br novidades novida des 2006 05 htm Com base nos testes efetuados com um coletor com 100 garrafas 2m numa vaz o constante de 0 02L s o rendimento m dio instant neo alcan cado foi de 36 originando a Tabela 1 com os tr s ciclos de aquecimento di rio nas duas esta es bem definidas do Sul do Bra
42. r 3 Sa da para o coletor com pescador 4 Direcionador ou redutor de turbul ncia 5 Conjunto de capta o para consumo 6 Vertedouro ladr o 7 Capta o de gua quente 8 Limitador do consumo com op o para capta o de gua fria e para agir como misturador Na Figura 18 mostrada a rela o dos componentes utilizados na confec o do captador misturador e limitador de consumo observando que n o s o ci tadas as medidas dos tubos e conex es porque isso depende do tamanho do projeto podendo variar entre 25mm e 32 mm Figura 18 Componentes do captador misturador e do limitador de consumo 1 Flange com rosca interna 2 Conex o adaptador 3 Uni o sem anel de borracha 4 Conex o Joelho 5 Conex o T 6 Flange retorno do coletor N D o 7 Boia do captador A Figura 19 descreve as fun es da uni o e como aplic la e na Figura 20 misturador mostra se a op o de que se feche o limitador com um tamp o fazendo com que o captador colete somente gua quente 8 Tubo que limita o consumo NeW eee 21 AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS Figura 19 Parte m vel do captador item 3 da figura anterior Desmonte a pe a e retire o anel de borracha 3 Monte a novamente at que fique firme e em seguida retorne 1 4 de volta o que suficiente para que uma parte da uni o 2 gire livremente Fure as partes rosc veis
43. resentam os resultados dos ensaios de tra o e alonga mento ruptura dos corpos de prova retirados de uma garrafa PET nova e de material reciclado LY coeso 3 Tabela 1 Resultados obtidos a partir de testes realizados com um coletor com 100 garrafas 2m com uma vaz o constante de 0 02L s Tabela 2 Resultados do ensaio de tra o ruptura e do ensaio de alongamento ruptura AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS Limite de Resist ncia MPa Alongamento PET nova PET reciclada PET nova PET reciclada 1 1504 1 1546 1 124 1 50 2 1323 156 1 2199 2 47 3 1518 161 6 3 100 3 45 4 1687 4 1540 4 120 4 58 M dia 150 8 14 9 M dia 156 6 3 5 Media 11 1 1 3 M dia 6 6 3 6 Varia o 4 Varia o 40 Observando os valores da Tabela 2 nota se uma redu o na porcentagem de alongamento ruptura indicando que o material reciclado apresenta in cio de degrada o quando comparado ao PET de garrafa nova por m as varia es s o aceit veis para o tipo de aplica o desejada 5 4 Ensaio de intemperismo artificial em QUV Os registros fotogr ficos das amostras de garrafa PET ap s 240 horas de ensaio em c mara QUV demonstraram um leve amarelamento em rela o a amostra de PET nova por m sem fissura ou quebras do material 0 0 Ensaio de intemperismo artificial em Weather O meter Ap s ensaio realizado por 1 000 horas em
44. s 2 Como distanciador permite que o coletor solar fique encostado no telhado sem que as garrafas sejam amassadas 3 Sendo tamb m o tubo superior serve de amparo para o tubo de 25mm pelo qual passa a gua que vem da caixa para ser aquecida AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS 4 Dist ncias da caixa at os coletores e pontos de consumo Se poss vel instale a caixa o mais pr ximo poss vel dos coletores solares e dos pontos de consumo A proximidade com os coletores importante porque haver mais efici ncia na circula o e no aquecimento e dos pontos de con sumo porque diminuir o desperd cio ate que a gua quente chegue a eles em virtude da curta dist ncia da tubula o 4 3 Como preparar e fixar os coletores 4 3 1 Refor ando e instalando as tubula es nos coletores Antes de lev los ao telhado ou aos suportes os coletores devem ser pre parados Depois de montados Figura 12 dois tubos de esgoto de 40mm devem ser amarrados aos barramentos com arame n 16 utilizado para fixar alambrados a cada 50cm e sobre as conex es T por serem mais refor a das Tamb m devem ser feitas amarra es a cada metro entre os dois tubos brancos Figuras 22 a 26 Com os coletores amarrados e ainda no ch o proceda instala o do dreno das tubula es das uni es e dos 2 tamp es deixando os prontos para se rem i ados e fixados sobre o telhado ou nos suportes Mas cuidado jamais u
45. sil ou seja inverno e ver o Observa o a efici ncia desse tipo de coletor solar depende exclusivamente do di mensionamento do sistema Considera se assim 1 garrafa para cada litro d gua a ser aquecida INVERNO 1 Ciclo Temp inicial na caixa d gua 15 C 5 4 C 0 02 83 min 20 4 C 2 Ciclo Temp inicial na caixa d gua 20 4 C LoL 0 02 83 min 21 1 C 3 Ciclo Temp inicial na caixa d gua Vaz o L s 27 1 C 9 9 C 0 02 83 min 37 6 C VERAO 1 Cici Temp inicial na caixa d gua Vaz o L s Tempo Temp dos 100L iclo 7 9 C 22 C 0 02 83 min 29 9 C 2 Cicl Temp inicial na caixa d gua 36 Vaz o L s Tempo Temp dos 100L iclo 29 9 C 10 7 C 0 02 83 min 40 6 C 3 Ciel Temp inicial na caixa d gua 36 Vaz o L s Tempo Temp dos 100L iclo 40 6 C 14 6 C 0 02 83 min 55 2 C 0 2 An lise de resist ncia t rmica das garrafas PET Pela curva de DSC foi obtida a temperatura de transi o v trea 74 C Essa temperatura corresponde transi o v trea borrachosa da amostra ou seja acima dessa temperatura o material apresenta caracter sticas borrachosas Foi obtida ainda a temperatura de fus o do material 248 C A an lise ter mogravim trica mostrou que o material apresenta in cio de degrada o t rmica acima de 400 C em atmosfera inerte e praticamente n o possui carga inorg nica 0 3 Ensaios de tra o e alongamento As tabelas a seguir ap
46. stala o do sistema 1 Em paralelo e com suportes 2 Liga o em paralelo 3 Quando o telhado muito baixo 4 Caixa sob telhado alto Os coletores s o fixados sobre o telhado 5 Projeto compacto com apenas um tubo de gua quente para a casa 6 Coletores fixados em suporte mais baixo do que o telhado AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS Co 4 4 Isolamento t rmico dos barramentos e tubula es No inicio envolviamos os barramentos de cada coletor principalmente os su periores e os tubos que os interligam caixa com isopor fixando os com tiras cortadas de garrafas PET verde Atualmente n o isolamos mais os barramen tos e as tubula es que ficam expostas ao sol apenas pintamos com a mesma tinta preto fosco utilizada no restante do sistema Tendo sol o calor absorvido pela tinta compensa a maior parte do calor dissipado O resultado o mesmo e simplifica bastante pois quando n o tem sol n o h circula o de gua e se n o circula tamb m n o dissipa 4h Misturadores v rias alternativas Em qualquer sistema de aquecimento o meio tradicional de encontrar a tem peratura ideal da gua por meio de misturadores conectados a tubula es de gua quente e fria E quando o sistema conta com apoio el trico ou a g s no re servat rio instala se apenas a ducha no lugar do chuveiro el trico Figura 34 Sabemos da qualidade e efici ncia dos misturadores mostra
47. strial INPI eliminando o risco de solicita o de patente por terceiros o que impe diria de levar em frente o projeto O prop sito n o obter lucro na comerciali za o do aquecedor ou de qualquer produto e equipamento que fa a parte da sua produ o e instala o Todavia para preservar a credibilidade do projeto duas restri es foram necess rias a o aquecedor solar produzido com descart veis n o pode ser fabricado em escala industrial por empresas somente por associa es ou cooperativas de catadores e Institui es sociais como um gerador de renda complementar para as fam lias envolvidas em sua produ o b o sistema n o pode ser usado para fins eleitorais ou em barganha pol tico partid ria sendo liberado somente para pol ticas sociais Cuidados especiais Observa o que se faz necess ria ter muito cuidado no manuseio das garrafas PET e das caixas Tetra Pak enfim com todo tipo de lixo As precau es dizem respeito proced ncia das embalagens pois se elas estiverem contaminadas h o risco de cont gio por doen as extremamente graves como por exemplo a leptospirose causada pelo contato com a urina de ratos Em caso de d vida sobre o melhor procedimento informe se no Departamento de Vigil ncia Sanit ria mais pr ximo na Secretaria de Sa de de seu munic pio ou com pessoas qualificadas NM 8 Y Celesc MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O 2 FUNCIONAMENTO DO AQUECEDOR SOLAR
48. te no cap tulo 4 T picos referentes a instala o do conjunto 3 2 Caixa d gua ou reservat rio Aplicamos no projeto em nossa resid ncia uma caixa pl stica de 250 litros somente como reservat rio de gua quente mas isso n o indica que caixas de outros materiais sejam dispensadas Entretanto tenha muito cuidado e n o use recipientes vazios de produtos qu micos pesticidas inseticidas etc Mesmo bem lavados continuar o contaminados e oferecendo riscos sa de Portanto evite transtornos e tenha certeza da origem do material usado A Figura 13 detalha o percentual em rela o a altura da caixa d gua que devem ser feitas as fura es para os flanges onde ser o instaladas a entrada da torneira b ia e o retorno de gua quente dos coletores solares e as sa das de gua quente para o consumo de gua fria a ser aquecida pelos coletores solares e para o vertedouro ladr o o fa e de E e e o i r 80 da altura einyje ep 09 eimje ep 98 __99 da altura __ I l 10 da altura pr pria caixa d gua existente poder ser aproveitada desde que a quanti dade de gua fria n o ultrapasse 1 3 do volume total da gua a ser aquecida Por exemplo se a caixa d gua instalada for de 500 litros para obter bom rendimento t rmico os coletores solares dever o totalizar 350 garrafas e no m ximo 400 garrafas sempre utilizando o pescador girat rio 18 LY cet
49. tes de cort las para em seguida encaix las em fileiras de 5 garrafas Escolha entre as fileiras uma fileira com o tipo de garrafa que ficou mais alta e use a para determinar o tamanho dos tubos a serem cortados Para as fileiras mais baixas corte uma 6 garrafa no tamanho que compense a diferen a j que os tubos devem ter um tamanho nico O motivo de aplicarmos no m ximo cinco garrafas por coluna facilitar a ins tala o do coletor solar em rela o altura da caixa d gua conforme aborda do no item 2 1 pois aqui no Sul do Pa s existe maior inclina o em raz o da latitude local Citamos como exemplo Tubar o em Santa Catarina cidade onde moramos com latitude 28 28 S Em Fortaleza CE a latitude de 3 43 S Vol taremos ao assunto no item 4 T picos referentes instala o do conjunto Antes de pintar os tubos das colunas com a mesma tinta aplicada nas caixas devemos isolar as duas extremidades de cada tubo com fita crepe de 19mm A raz o preservar o espa o que ser inserido nas conex es tipo T sem tinta servindo tamb m na hora da montagem como refer ncia de encaixe perfeito Os tubos de 20mm 1 2 de distanciamento entre colunas devem ser cortados com 8cm e mantidos sem pintura Essa medida padr o para todos coletores que utilizem garrafas de tamanho 2 litros A montagem do coletor muito simples requer apenas aten o na sequ ncia de coloca o dos componentes tomando se sempre o
50. tilize tubos e conex es com menos de 25mm na instala o dos coletores at a caixa nos projetos com mais de 400 garrafas devemos aumentar esse diametro para 32mm Aten o com os coletores ainda no ch o encha os com gua verifique se n o ha vazamentos e drene toda a gua ap s a inspe o Ao instalar cubra os com uma lona at que eles estejam ligados caixa d gua e prontos para aquecer pois se ficarem expostos ao sol sem gua ou com gua parada em seu interior os danos aos coleto res solares ser o graves Mais informa es veja nas Figuras de 22 a 26 26 SY colese MANUAL DE CONSTRU O E INSTALA O E o ee O que ig pet Cod eto get te ee Cpo pel SY cetese 2 Figura 23 1 Tubo de 25mm que atravessa o tubo de PVC branco com 40mm trazendo a gua da caixa para ser aquecida com a liga o no barramento inferior Figura 24 1 Dreno para retrolavagem peri dica do coletor solar Figura 25 Os dois modos de instala o dos tamp es 1 Tamp o gua fria 2 Tamp o gua quente 3 Dreno para limpeza 4 Retorno gua quente 5 Entrada gua fria Figura 26 Uni es que interligam o coletor solar caixa d gua na posi o frontal como o mesmo deve ser instalado no telhado ou em suportes 4 Retorno 5 Descida Figura 2 Posi o dos coletores solares em rela o ao Norte e a diferen a entre o Norte Magn tico e o Norte
51. uecer gua para o consumo de uma fam lia com quatro pessoas Figura 13 Rela o entre a altura da caixa d gua e posi o dos furos para os flanges 1 Entrada de gua da rede 2 Retorno do coletor solar 3 Sa da de gua para o coletor 4 Sem sa da de gua fria para consumo 5 Sa da de gua quente para consumo 6 Vertedouro ladr o Uni o sem o anel que torna girat rio o captor misturador 8 Limitador do consumo d gua caso haja falta para reposi o 9 B ias entrada e captador 10 Pescador girat rio que determina a quantidade de gua a ser aquecida AQUECEDOR SOLAR FEITO DE PRODUTOS DESCART VEIS op o por m dulos com 5 colunas pela facilidade de manejo na hora de construir ou transportar o coletor Um coletor com no m ximo 5 m dulos evita que devido ao comprimento se formem curvaturas e bolhas de ar se acumulem no barramento superior Essas bolhas podem interromper a circula o e supera quecer a gua no interior do coletor solar fazendo com que a alta temperatura amole a o PVC e danifique o equipamento Essas curvaturas nos barramentos tamb m geram tens es sobre as conex es T causando trincas e vazamen tos com exce o de projetos grandes em que os desn veis s o acentuados os suportes refor ados de ferro galvanizado e o di metro das tubula es que os interligam com no m nimo 32mm Trataremos deste assunto detalhadamen
52. uente para o consumo conta com um limitador o captador misturador flutuante Figura 18 Ainda que falte gua para o consumo esse dispositivo conservar na caixa O volume de gua suficiente para manter submersas as liga es com os coletores solares Figura 16 requisito indispens vel para que a circula o aut noma do sistema por termossif o aconte a A gua circula por diferen a de densidade mas n o ao ponto de retornar acima do n vel da gua na caixa Com refer ncia sa da de gua fria da mesma caixa n o seria poss vel limitar o consumo pois se ela instalada pr ximo ao fundo da caixa numa poss vel falta d gua da rede de abastecimento o n vel baixaria a ponto de paralisar a circula o provocando o superaquecimento dos coletores solares Observa o muito importante jamais ligue a sa da de gua fria para os coletores em uma caixa e o retorno com a gua quente em outra caixa LY cetese 19 Figura 14 Caixa d gua para o fornecimento de agua quente e fria 1 Entrada de gua da rede 2 Retorno do coletor solar 3 Sa da de gua para o coletor 4 Sa da de gua fria para consumo 5 Sa da de gua quente para consumo 6 Vertedouro ladr o 7 Uni o sem o anel que torna girat rio o captor misturador 8 Limitador do consumo d gua caso haja falta para reposi o 9 B ias entrada e captador 10 Pescador girat rio que determina a quantidade d
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