Absorvedor solar de permuta com fluido térmico

Absorvedor solar de permuta com fluido térmico

O absorvedor recebe a radiação solar para depois transforá-la em calor e transmiti-la ao fluido térmico.
Existem alguns tipos de absorvedores, dos quais podemos salientar os seguintes:

    1) Duas placas metálicas separadas, onde circula o fluido térmico.
    2) Uma placa metálica (absorvedor) sobre a qual se soldam os tubos, pelos quais circula o fluido térmico. Também podemos acoplar aos tubos aletas  (em cobre), em vez da placa.
    3) Tipo Roll-Bond, habitualmente em cobre ou alumínio. Este sistema constrói-se juntando sob grande pressão duas laminas de metal, em cujas faces internas aparece desenhado o circuito do fluido térmico. Posteriormente, introduz-se ar à pressão, o que provoca o intumescimento do circuito desenhado. Já não é muito utilizado por causa dos problemas de corrosão.
    4) Absorvedores de plástico, os quais são utilizados de forma quase exclusiva no aquecimento de piscinas.

Para a optimização da absorção a face do absorvedor, que estiver exposta ao sol, deverá estar coberta por um
revestimento, que absorva os raios solares. Existem dois procedimentos:

  1. Tintas
  2. Superfícies selectivas

As tintas escuras ou de cor preta absorvem muito bem a radiação solar (coeficiente de absorção na ordem de 0,9), mas têm um coeficiente de emissão semelhante ao coeficiente de absorção. Isto é, as perdas por emissão da radiação são bastante elevadas e aumentam a temperatura, pelo que não são aconselháveis estes revestimentos no caso de altas temperaturas.
Os revestimentos com um coeficiente de absorção entre 0,8 – 0,9 e um coeficiente de emissão entre 0,06 – 0,15 recebem o nome de superfície selectiva, por causa da diferença entre os dois tipos de valor.

Támbém é necessário considerar as perdas. Se a instalação tiver de funcionar por termosifão, será preciso que a perda de carga do colector não ultrapasse os 3mm de coluna de água por cada m2 de colector. Desta forma conseguir que a circulação entre a entrada e a saída seja boa. Se assim não for o movimento será lento e provocará uma grande diferença de temperatura.
Se estivermos perante uma circulação forçada, podemos afirmar que a perda de carga do circuito do absorvedor não costuma ser um factor decisivo. A inércia térmica do absorvedor mostra-nos a quantidade de calor que irá ser necessária para elevar a sua temperatura e a do fluido térmico que contém. Se a inércia térmica for baixa, atingir-se-á rapidamente a temperatura adequada. O equipamento entrará em funcionamento e a regulação encarregar-se-á de que ele próprio pare logo que deixe de haver radiação.

Nos absorvedores de dupla lâmina existe um bom contacto entre as laminas e o fluido térmico.
A transmissão correcta do calor ao liquido depende muito da:
    - condutividade e da espessura do metal de que for feito a placa absorvedora
    - separação entre os tubos e dos seus diâmetros
    - propriedades térmicas do fluido
    - escoamento do fluido nos tubos bem como das soldas e acoplamentos por pressão.

Por isso é conveniente verificar, que todos os acoplamentos permaneçam intactos, já que a separação provoca grandes perdas de rendimento.
Outro aspeto e a ter em conta é o aparecimento de incrustações no circuito, que embora não impeçam a circulação, diminuem o rendimento do colector.

Nas instalações de água quente sanitária (AQS), o cobre coloca-se sempre depois do tubo de aço, ou seja, o sentido da circulação do fluido obriga a que atravesse primeiro os elementos de aço e depois os de cobre.
Um circuito de AQS não tem antes nem depois, pois trata-se de um circuito fechado, pelo que não é aconselhável misturar cobre com ferro.
Os circuitos mistos cobre-ferro são a pior opção que temos ao nosso dispor e são totalmente desaconselháveis para evitar a corrosão do ferro. O fluido térmico não é corrosivo, mas pode sofrer degradações químicas por acção da temperatura e pode tornar-se corrosivo para o circuito (uma instalação parada pode atingir os 150ºC)
.

Devemos verificar, que não existem pontes térmicas entre o absorvedor e os elementos não isolados do colector capazes de provocar, a temperaturas baixas, perdas entre os pontos de fixação da carcaça, pelo que as entradas e saídas do absorvedor deverão estar bem isoladas termicamente.

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