Categoria: Energias Alternativas

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Sistema Solar Térmico e Aquecimento Ambiente

Em Portugal as necessidades de aquecimento ambiente ocorrem em cerca de 3 a 4 meses por ano numa altura em que a disponibilidade de Sol é menor.

É necessário aumentar a área de colectores, o que se traduz num maior custo, para cobrir parte das necessidades de aquecimento ambiente o que irá originar problemas de excesso de energia no Verão, no entanto este excesso poderá servir para o aquecimento da água da piscina no Verão.

Este sistema funciona de modo semelhante aos outros sistemas solares térmicos. A água quente gerada pelo sistema pode ser utilizada directamente no sistema de aquecimento ou servir de apoio ao pré-aquecer a água diminuindo o consumo do sistema.

Sistema Solar Térmico - Aquecimento Ambiente
Sistema Solar Térmico – Aquecimento Ambiente

1 – Colector solar

2 – Depósito de Acumulação (armazenamento de água)

3 – Bomba circuladora (assegura o transporte do fluido térmico no circuito primário)

4 – Apoio energético

5 – Permutador (permite a transferência de calor para a água que circula no circuito secundário)

6 – Válvula de três vias

7 – Radiadores ou piso radiante

CD – Controlo diferencial (sistema de controlo das diferenças de temperatura com interface com o utilizador programável)

O sistema para aquecimento ambiente pode ser feito através de caldeiras eléctricas, a gás (natural, butano ou propano), a carvão, lenha e gasóleo ou através de bomba de calor.

Entre estas soluções a caldeira a gás natural é a mais económica e bastante eficiente, pois permite um aquecimento instantâneo da água.

A bomba de calor para aquecimento de água sanitária é excluída no RCCTE das alternativas à utilização de colectores solares de fontes renováveis.

O sistema de distribuição para aquecimento do ambiente pode ser feito através de piso ou parede radiante, radiadores ou ventilo-convectores.

O piso radiante é a solução com maiores vantagens na construção nova de uma habitação, entre outras, tem uma maior eficiência com menor consumo energético, é compatível com a maioria dos revestimentos (cerâmica, pedra, madeira ou alcatifa) e tem a possibilidade de utilização de água a uma temperatura baixa (entre 30ºC a 45ºC). Enquanto os radiadores utilizam água a uma maior temperatura (entre 70ºC e 90ºC).

Os ventilo-convectores são aparelhos de climatização localizados em cada divisão da habitação que recebem água refrigerada ou aquecida. Estes aparelhos são utilizados geralmente por bombas de calor.

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Sistema Solar Térmico de Circulação Forçada – Energias Alternativas

  • Circulação Forçada Directa, de uma só passagem ou de passagem múltipla.
Sistema Solar Térmico - Circulação Forçada Directa
Sistema Solar Térmico – Circulação Forçada Directa
  • Circulação Forçada Indirecta, (permutador externo ou interno), de uma só passagem ou de passagem múltipla.
Sistema Solar Térmico - Circulação Forçada - Permutador Externo/Interno
Sistema Solar Térmico – Circulação Forçada – Permutador Externo/Interno

1 – Colector solar

2 – Depósito de Acumulação (armazenamento de água)

3 – Bomba circuladora (assegura o transporte do fluido térmico no circuito primário)

4 – Apoio energético

5 – Permutador (permite a transferência de calor para a água que circula no circuito secundário)

6 – Válvula de três vias

CD – Controlo diferencial (sistema de controlo das diferenças de temperatura com interface com o utilizador programável)

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Energia de apoio – Emergias Alternativas

No Inverno, em dias de céu enublado, é necessário recorrer a uma energia de apoio, em média nestes meses o sistema solar fornece cerca de 50% da energia necessária, estas podem ser as seguintes:

  • Resistência eléctrica no depósito de acumulação, activada por um termóstato sempre que a água do depósito ficar demasiado fria.
  • Caldeira activada por um termóstato sempre que a água do depósito ficar demasiado fria.
  • Esquentador, conforme modelo, montado em paralelo ou em série com o depósito de acumulação.
  • Na resistência eléctrica deve existir um relógio programável para manter a resistência desligada durante o dia ou quando não é utilizada a água quente.
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Colectores Solares – Energias Alternativas

Os Colectores Solares existentes no mercado são os seguintes:

Colectores Solares Planos:

  • sem cobertura (de borracha)
  • com cobertura e absorsor preto baço
  • com cobertura selectivo (à  base de crómio negro por exemplo)

Colector Solar do Tipo CPC (Concentrador Parabólico)

Colector de tubos de vácuo

Geralmente para aplicações domésticas de produção de água quente sanitária (armazenamento de água até 60º C) os colectores utilizados são os Planos com cobertura, pois estes são bastante simples e de relativo baixo custo.

O colector sem cobertura (de borracha) é utilizado para o aquecimento de água de piscinas ao ar livre apenas no Verão, pois estes colectores só conseguem fornecer energia quando as temperaturas são superiores a 15º C. Estes colectores são de baixo custo, no entanto têm bastantes perdas térmicas para o exterior.

Os colectores Planos com cobertura são a opção mais vantajosa em termos económicos para a utilização doméstica.

A cobertura em vidro de segurança (geralmente vidro temperado) confere uma maior durabilidade e resistência ao colector, protegendo de eventuais condições climatéricas, como por exemplo a queda de granizo. O isolamento térmico minimiza as perdas térmicas para o exterior

Os colectores com cobertura de revestimento selectivo (geralmente em crómio negro) são utilizados para além de aquecimento de águas sanitárias também para as seguintes utilizações:

  • aquecimento de água de piscinas (com uma temperatura até 60º C)
  • pré aquecimento de água de processos industriais é que pode ser utilizado para pré aquecer a água de caldeiras, termoacumuladores e certos modelos de máquinas de lavar roupa e louça
  • pode reduzir o consumo de electricidade ou gás no aquecimento de água quente sanitária e ambiente ao pré aquecer a água
  • este colector tem um preço idêntico aos outros colectores planos

Os colectores do tipo CPC (concentrador parabólico) são os mais indicados para aquecimento de águas sanitárias e aquecimento ambiente:

  • O desenho destes colectores contribui para aquecer mais o fluido térmico de transporte do calor para a água de consumo, com temperaturas entre os 80 a 90º C
  • O custo destes colectores é um pouco mais do que os colectores planos mas é mais eficiente no aproveitamento da radiação solar

Os colectores de tubos de vácuo têm a mesma utilização que os outros colectores no aquecimento e pré aquecimento (com temperaturas entre os 80 a 90º C).

A diferença destes colectores encontra-se nos tubos de vácuo que reduzem as perdas térmicas para o exterior.

A tí­tulo de exemplo os custos* de um kit solar de Termosifão podem ser:

  • um colector plano selectivo ou tipo CPC, com uma área de cerca de 2m2 e depósito de acumulação de cerca de 180 litros pode custar entre 2.000 a 2.500 euros
  • dois colectores planos selectivos ou tipo CPC, com uma área de cerca de 4m2 e um depósito de acumulação de cerca de 300 litros pode custar cerca de 3.000 euros

Valores retirados de vários exemplos em troquedeenergia.com