A tecnologia
Como funciona
O Sistema de Aquecimento Solar (SAS) é constituído por placa coletora e reservatório térmico. O princípio de funcionamento se dá pela entrada da água fria na parte inferior do reservatório térmico, que alimenta o coletor solar onde ocorre o aquecimento da água.
Na medida em que ocorre o aquecimento da água, por diferença de densidade, a água quente (mais leve) retorna para a parte superior do reservatório térmico. Da parte superior do reservatório também sai a tubulação para abastecer o(s) ponto(s) de consumo.
Coletor solar aberto para piscinas
Coletor solar plano fechado - Aplicações sanitárias para banho, comércio e serviços
Coletor solar de tubo evacuado (aplicação industrial)
Os coletores solares são divididos basicamente em 3 tipos:
- Coletores planos fechados: indicados para aquecimento de água abaixo de 100°C.
- Coletores de termoplástico sem cobertura (abertos): indicados para piscinas.
- Coletores de tubos evacuados: indicados para processos industriais para temperaturas superiores a 100°C.
O coletor utilizado para banho recebe o nome de coletor fechado e é constituído de:
- Caixa externa: geralmente feita de alumínio.
- Isolamento térmico: que minimiza as perdas de calor para o ambiente externo. Ele reveste a caixa externa, e normalmente é feito de lã de vidro, lã de rocha ou espuma de poliuretano.
- Tubos (chamados de flauta e calhas superior e inferior): tubos interconectados através dos quais, o fluido escoa no interior do coletor. Normalmente são feitos de cobre.
- Placa absorvedora (aletas): responsável pela absorção e transferência da energia solar para o fluido de trabalho. São metálicas, feitas de alumínio ou de cobre e são pintadas de preto-fosco ou recebem tratamento especial para melhorar a absorção.
- Cobertura transparente: geralmente de vidro, policarbonato ou acrílico que permite a passagem da radiação solar e minimiza a perda de calor por convecção e radiação para o ambiente externo.
Existem também coletores de tubos evacuados, mais indicados para aplicações industriais de alta temperatura.
Já o reservatório térmico é o responsável por manter a temperatura da água que é aquecida nos coletores. Ele é constituído de:
- Corpo interno: fica em contato direto com a água, por isso deve ser feito de materiais resistentes à corrosão, como cobre e aço inoxidável.
- Isolamento térmico: minimiza a perda de calor para o meio, fica instalado entre o corpo externo e interno. Normalmente é feito de lã de vidro ou espuma de poliuretano.
- Corpo externo: protege o isolamento térmico de intempéries. Normalmente é feito de alumínio, aço galvanizado ou aço carbono pintado.
- Termostato: verifica a temperatura da água dentro do reservatório térmico, se necessário aciona a resistência elétrica.
- Resistência elétrica: responsável pelo aquecimento auxiliar nos dia de baixa insolação.
- Suportes: apoio para fixação e instalação do reservatório.
- Tampa lateral: veda o reservatório.
A circulação da água no sistema pode ser por termossifão ou forçada.
No caso do termossifão, com a variação da temperatura da água, há uma mudança de densidade da mesma. Por ter menor densidade, a água quente se torna mais “leve” em relação à água fria. Com isso a água quente “sobe” naturalmente para a parte superior do reservatório térmico. Para ter a circulação por termossifão, é necessário verificar as condições do local da instalação, para garantir que este processo possa ocorrer.
Já na circulação forçada, é necessária a instalação de uma bomba elétrica para bombear a água aquecida até o reservatório.
Os equipamentos coletor e reservatório participam do Programa Brasileiro de Etiquetagem do Inmetro, e seguem padrões de qualidade aferidos por esse Programa e publicados no website do Inmetro.
Cabe salientar que é recomendado que todo sistema de aquecimento solar possua um equipamento auxiliar de aquecimento, que é acionado em períodos de baixa intensidade solar devido às condições climáticas, que utiliza energia elétrica ou gás para complementar o aquecimento da água.