especial solar térmico
solar térmico: sistemas e sua constituição Qual o sistema solar térmico a escolher, o de circulação natural (termossifão) ou o de circulação forçada? Embora pareça fácil, a escolha pode não ser tão evidente quando queremos escolher um sistema solar térmico para reduzir os custos com os combustíveis fósseis. Ambos captam a energia gratuita do Sol, mas existem vários fatores que podem fazer pender a escolha por um tipo de sistema em detrimento de outro. Luís Carvalho Departamento de Formação e Suporte Técnico da Vulcano
Sistemas diretos e indiretos A permuta de calor pode realizar-se por transferência direta ou indireta. No primeiro caso não existe separação hidráulica entre o circuito primário e o circuito secundário, isto é, a água é aquecida nos coletores e enviada diretamente para consumo. No segundo caso, existe uma separação entre os dois circuitos, realizada por um permutador de calor. No sistema direto, o circuito é mais simples e tem um bom rendimento térmico, mas apresenta diversos inconvenientes que, na maior parte dos casos, o tornam desaconselhável: Maior restrição a nível da variedade de materiais a utilizar, dado que a água que irá percorrer todo o circuito hidráulico será a água de consumo; Risco de congelamento e consequente dano do equipamento no caso de regiões em que as temperaturas mínimas sejam muito baixas; Risco elevado de corrosão, devido a uma constante oxigenação no interior da instalação; Risco elevado de incrustação de calcário.
Figura 1 Exemplo de sistema direto.
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Figura 2 Exemplo de sistema indireto.
Todos estes inconvenientes fazem com que, atualmente, os sistemas mais utilizados sejam indiretos. Tanto os sistemas diretos como indiretos podem ter a configuração hidráulica em circulação natural como circulação forçada.
Tipos de sistemas diretos e indiretos Para o aquecimento de água, no que diz respeito à captação de energia proveniente da radiação solar, existem dois sistemas possíveis: Circulação Natural (termossifão); Circulação Forçada. A opção de escolha entre estes dois tipos de sistemas solares térmicos dependerá da carga energética que se pretenda cobrir, do tipo de hidráulica e das condicionantes do local destinado à instalação. Sistema termossifão (circulação natural) O sistema de circulação natural, denominado de termossifão, é aplicado a instalações de dimensões mais reduzidas e na produção de águas quentes sanitárias, pois é um sistema limitado em termos de produtividade solar, de capacidade de armazenamento de energia e de área de captação. De qualquer forma, é um sistema com uma maior facilidade de instalação e não depende de meios mecânicos (para a circulação de fluido) ou controlos eletrónicos para o seu funcionamento. Quando a radiação solar incide no coletor existe um aumento da temperatura do fluido solar que percorre a tubagem do circuito primário. Este, com o aumento da temperatura, diminui a densidade, favorecendo o seu movimento, ou seja, a circulação faz-se por convecção natural. Quando a densidade do fluido diminui devido ao seu aquecimento, este ascenderá do coletor para o depósito e o fluido mais frio descenderá para o coletor. Este processo é contínuo, desde que exista uma diferença de temperatura entre o acumulador e o coletor suficiente para criar movimento no fluido térmico. Quando o fluido solar sobe e atinge o permutador do acumulador, transmite energia na forma de calor, aquecendo a água que se encontra no interior do mesmo. Quanto maior for a radiação solar disponível, maior será o caudal de fluido térmico e, se não houver radiação ou a temperatura no coletor não for superior à do depósito, não haverá circulação e,