Viabilidades térmica, econômica e de materiais de um sistema solar de aquecimento de água a baixo custo para fins residenciais

An solar alternative system for water heating is presented. Is composed for one low cost alternative collector and alternative thermal reservoir for hot water storing. The collector of the system has box confectioned in composite material and use absorption coils formed for PVC tubes. The box of hot water storage was confectioned from a plastic polyethylene drum used for storage of water and garbage, coated for a cylinder confectioned in fiber glass. The principle of functioning of the system is the same of the conventionally. Its regimen of work is the thermosiphon for a volume of 250 liters water. The main characteristic of the system in considered study is its low cost, allowing a bigger socialization of the use of solar energy. It will be demonstrated the viabilities thermal, economic and of materials of the system of considered heating, and its competitiveness in relation to the available collectors commercially. Relative aspects will be boarded also the susceptibility the thermal degradation and for UV for the PVC tubes. It will be shown that such system of alternative heating, that has as main characteristic its low cost, presents viabilities thermal, economic and of materials

Estudo térmico de um sistema solar de aquecimento de água residencial para duas configurações de superfície absorvedora

It presents a solar collector to be used in a system for heating water for bathing, whose main characteristics are its low cost and easy manufacturing and assembly. The absorbing surface of the collector is formed by an aluminum plate with eight flaps where they lodge PVC pipes. The catchment area of solar radiation corresponds to 1.3 meters. The collector box was made of wood, is covered by transparent glass and thermal insulation of tire chips and expanded polystyrene (EPS). Absorber tubes were connected in parallel through the use of PVC fittings and fixed to the plate by the use of metal poles and rivets. The entire absorber received paint flat black for better absorption of sunlight. The system worked on a thermosiphon assembly and absorber of the collector has been tested in two configurations: with the tubes facing up, directly exposed to the impact of sunlight and facing down, exchanging heat with the plate by conduction. It was determined the most efficient configuration for the correct purpose. The solar collector was connected to a thermal reservoir, also alternative, low-cost forming the system of solar water heating. We evaluated thermal parameters that proved the viability of the heating system studied

Análise do desempenho térmico de um sistema de aquecimento solar de baixo custo

It presents a solar collector to be used in a system for heating water for bathing, whose main characteristics are low cost and easy manufacturing and assembly. The system operates under natural convection or thermosiphon. The absorbing surface of the collector is formed by twelve PVC pipes of 25 mm outside diameter connected in parallel via connections in T of the same material. The tubes were covered with absorbing fins made with recycled aluminum cans. We studied eight settings between absorber plate, thermal insulating EPS boards and thermal reservoirs 150 and 200 liters. It was determined the most efficient configuration for the correct purpose. We evaluated thermal parameters that proved the viability of the heating system studied

Projeto, construção e análise de eficiência térmica de um sistema de aquecimento solar de água de baixo custo

We studied the feasibility of using a system of Solar Water Heating (SAS) with low cost, for three configurations. In configurations I and II have the collector grid absorber composed of six PVC tubes placed in parallel on the tile cement. In configuration II, the PVC tubes were transparent cover made of plastic bottles. Configuration III uses a collector composed of 12 black HDPE pipes, supported on four cement tiles 2.44 m x 0.50 m, two by two overlapping and interspersed with a filling of glass wool, comprising an area exposed to the global radiation incident of 2.44 m2, with the top two tiles painted matte black. In this configuration, the HDPE pipes replace conventional PVC pipes painted black. The total cost of SAS for configuration III, the most economical, was around $ 150.00. For the configurations tested the system of operation was thermosyphon collector. The study showed that the proposed systems have good thermal efficiency, are easy to install and handle and have low cost compared to conventional.

Construção e analise de desempenho de um sistema de aquecimento solar de água utilizando placa de policarbonato como superfície absorvedora

It was studied a system for heating water to be used to obtain water for bathing at home, the absorbing surface of the collector is formed by one plate of polycarbonate. The polycarbonate plate has 6 mm thick, 1.050 mm wide and 1.500 mm long with an area equal to 1,575 m². The plate was attached by its edges parallel to PVC tubes of 32 mm. The system worked under the thermo-siphon and was tested for two configurations: plate absorber with and without isolation of EPS of 30 mm thick on the bottom surface in order to minimize heat losses from the bottom. The tank's thermal heating system is alternative and low cost, since it was constructed from a polyethylene reservoir for water storage, with a volume of 200 liters. Will present data on the thermal efficiency, heat loss, water temperature of thermal reservoir at the end of the process simulation and baths. Will be demonstrated the feasibility of thermal, economic and material pickup proposed for the intended purpose.

Sistema de secagem solar para frutos tropicais e modelagem da secagem de banana em um secador de coluna estática

In this study were projected, built and tested an electric solar dryer consisting of a solar collector, a drying chamber, an exhaust fan and a fan to promote forced hot air convection. Banana drying experiments were also carried out in a static column dryer to model the drying and to obtain parameters that can be used as a first approximation in the modeling of an electric solar dryer, depending on the similarity of the experimental conditions between the two drying systems. From the banana drying experiments conducted in the static column dryer, we obtained food weight data as a function of aqueous concentration and temperature. Simplified mathematical models of the banana drying were made, based on Fick s and Fourier s second equations, which were tested with the experimental data. We determined and/or modeled parameters such as banana moisture content, density, thin layer drying curves, equilibrium moisture content, molecular diffusivity of the water in banana DAB, external mass transfer coefficient kM, specific heat Cp, thermal conductivity k, latent heat of water evaporation in the food Lfood, time to heat food, and minimum energy and power required to heat the food and evaporate the water. When we considered the shrinkage of radius R of a banana, the calculated values of DAB and kM generally better represent the phenomenon of water diffusion in a solid. The latent heat of water evaporation in the food Lfood calculated by modeling is higher than the latent heat of pure water evaporation Lwater. The values calculated for DAB and KM that best represent the drying were obtained with the analytical model of the present paper. These values had good agreement with those assessed with a numeric model described in the literature, in which convective boundary condition and food shrinkage are considered. Using parameters such as Cp, DAB, k, kM and Lfood, one can elaborate the preliminary dryer project and calculate the economy using only solar energy rather than using solar energy along with electrical energy

Estudo de aplicação de coletores solares na produção de eletricidade e calor para uso doméstico

O trabalho apresentado explora o aproveitamento da energia solar para suprir as necessidades energéticas, tanto elétricas como térmicas, de uma habitação tipo 3, recorrendo ao uso de coletores solares, em que o fluido de trabalho é água. As necessidades elétricas serão supridas através da produção de energia com recurso a um ciclo de Rankine, em que fluido de trabalho é um frigorigénio aquecido através de um permutador cujo fluido quente será uma mistura, de água com anticongelante, aquecida pelo coletor solar. Por outro lado, as necessidades térmicas serão satisfeitas através do calor libertado no ciclo de Rankine. Na instalação solar estará integrado um acumulador térmico com apoio energético, caldeira elétrica, que funcionará nas situações em que coletor seja insuficiente para satisfazer as necessidades térmicas. No final será feita uma avaliação económica para que possa atestar a viabilidade económica do projeto, tendo em conta os seus custos totais versus as poupanças energéticas que este sistema origina.

Solarização para controle de Phytophthora parasitica em mudas de citros

O uso de solarização tem-se mostrado eficiente para o controle de fitopatógenos habitantes do solo. No caso de Phytophthora parasitica, agente causal de podridão de raízes em viveiros de citros (Citrus spp.), utiliza-se, normalmente, desinfestação com brometo de metila, produto altamente tóxico ao homem e à comunidade microbiana do solo. Neste trabalho, verificou-se a eficiência da solarização em substrato pré-colonizado com P. parasitica por meio de dois métodos: sacos plásticos e coletor solar. Os experimentos foram realizados no inverno e no verão. No inverno, o delineamento foi em blocos ao acaso com oito tratamentos (coletor solar por 24 h e 48 h, saco plástico por 24 h e 48 h, coletor solar por 48 h + Trichoderma spp., Trichoderma spp., testemunha à sombra inoculada e não inoculada) e quatro repetições com 15 plantas. A avaliação foi feita pelo teste de isca para recuperação do patógeno e pelo desenvolvimento das plântulas de citros após três meses do transplantio para os tubetes. No verão, os tratamentos foram um, dois, sete e 14 dias de solarização em sacos plásticos, e a avaliação foi feita apenas pelo teste de isca para recuperação do patógeno. A solarização do substrato para produção de mudas em coletor solar (tubos com 10 cm de diâmetro) por 24 h (inverno e verão) e em sacos plásticos (20 x 25 x 4 cm³) por 48 h no verão eliminou P. parasitica propiciando melhor desenvolvimento das mudas.

Caracterização de fatores que afetam a germinação de teca (Tectona grandis): temperatura e escarificação

A germinação lenta e irregular das sementes é uma limitação para a produção de mudas de teca (Tectona grandis). Embora métodos práticos estejam disponíveis poucos estudos quantificaram sistematicamente o efeito do aquecimento e da escarificação para a superação da dormência. O emprego de altas temperaturas pode ser realizado através de um coletor solar, aparelho de montagem simples que permite a captação da energia solar e transformação em energia calorífera. O objetivo deste trabalho foi avaliar a interação dos fatores "aquecimento" e "escarificação" na superação da dormência dos diásporos de teca avaliando o desempenho do coletor solar. Foi avaliado experimento em delineamento de fatorial completo com quatro níveis do fator "aquecimento" (A1 - solarizador, A2 - estufa a 80ºC (12h), A3 - estufa a 80ºC (4h/3dias), A4- sem aquecimento) e três níveis do fator "escarificação" (E1 - escarificação física, E2 - escarificação química e E3 - sem escarificação), totalizando 12 tratamentos com cinco repetições de 25 diásporos por parcela. O teste F a 1% de probabilidade indicou a ocorrência de interação significativa entre os fatores "aquecimento" e "escarificação", resultado da menor germinação dos diásporos que foram escarificados após aquecimento. A utilização de altas temperaturas na ausência de escarificação caracterizou os tratamentos de melhor desempenho para a superação da dormência. O menor desempenho associado aos maiores custos e riscos para manipulação desencorajaram o uso da escarificação química na superação da dormência. A alternância de temperaturas favoreceu a germinação, sendo que o coletor solar mostrou-se uma alternativa prática, viável e de menor custo para a superação da dormência em teca.

Estudo comparativo de coletores solares sem cobertura utilizados para aquecimento de piscinas

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Análise da relação desempenho/custo de alguns coletores solares comerciais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Modelagem e avaliação de um sistema de refrigeração por absorção para residências e instalações de pequeno porte

This work presents a study of the absorption refrigeration system and the modeling and evaluation of two cycles using the binary solutions water-lithium bromide and ammonia-water for an equipment to be used in small size plants like residences. The study and evaluation aims the complete understanding of all parts of the system and the influence of each one of them as well as the spread of the knowledge to raise the use of this type of equipment in all sizes in order to decrease the energetic consumption of plants of all scales and making viable the alternative sources. The study is done in each element of the cycle separately and in some auxiliary equipments required in the operation such as the main power source, the solar collector. The software used for modeling, with emphasis on thermal part, was the EES (Engineering Equation Solver), that permitted the thermal balance calculus and acquisition of the used fluids properties. The results obtained for the equipment shows the system is more complex than the widely used in business, however, it can be viable and represents an alternative to increase the energetic efficiency

Estudo da viabilidade de implantação de plantas para conversão de energia térmica do oceano (OTEC) no Brasil

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS