ENSAIO DE COLETORES TUBULARES EVACUADOS PARA ANÁLISE DE EFICIÊNCIA

Este trabalho faz parte do projeto de pesquisa de mestrado desenvolvido por Tiago Manea, sob orientação do Prof. Arno Krenzinger, realizado no Laboratório de Energia Solar da UFRGS (LABSOL), tendo eu auxiliado no ensaio resumido abaixo. A utilização de coletores solares é uma boa opção para o aquecimento de água, pois estes captam energia limpa e gratuita. Os dois tipos de coletores mais utilizados são os planos e os tubulares evacuados, sendo estes últimos amplamente aplicados na China. O coletor deste projeto utiliza o método de extração de calor por transferência direta, como mostra o esquema abaixo. A eficiência deste tipo de coletor é calculada através da razão entre a energia solar incidente sobre o coletor e a energia utilizada para aquecer o fluido de dentro do reservatório (neste caso, a própria água). A norma brasileira que rege os ensaios para a determinação da eficiência de coletores solares é a NBR 15747-2 (ABNT, 2009). Porém, como o tempo de ensaio depende da constante de tempo do coletor, é necessária a utilização da norma americana ASHRAE 93-2003 (ASHRAE, 2003). A constante de tempo de um coletor é o intervalo de tempo necessário para que a diferença de temperatura entre a entrada e a saída do coletor atinja 63,2 % do seu valor de regime permanente. A norma americana citada acima especifica todos os requisitos mínimos, como por exemplo, de a irradiância solar total ter de ser maior do que 700 W/m². De acordo com a norma brasileira, o tempo de ensaio deve ser de quatro vezes a constante de tempo para a obtenção dos dados acrescidos de um pré condicionamento também de quatro vezes a constante de tempo. Com o ensaio completo, observou-se que o valor desta constante era de aproximadamente 40 min, sendo um valor bastante alto se comparado ao dos coletores solares planos. De acordo com este valor, o tempo total do ensaio levaria mais de 5 horas, sendo, portanto, impraticável, pois em um período tão longo há muitas variações no ambiente, como a temperatura local, a irradiância e inclusive a velocidade do vento.