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  1. INTRODUÇÃO

O sistema de automação vem aumentando nos dias de hoje, tanto para simples projetos como para complexos sistemas de processos e com o avanço da tecnologia é desenvolvido uma grande variedades de dispositivos para a automação auxiliando na criação de novos projetos.

Por meio de alguns dispositivos existentes no mercado e com conhecimentos adquiridos durante o longo dos anos, citamos alguns exemplos de automação, no caso especifico da automação residencial, usufruindo de fontes de energias renováveis como a chuva e o sol para o funcionamento do sistema.

O primeiro projeto já existente no mercado mais com algumas alterações, que é o aquecedor solar, onde podemos aquecer a água da residência usando o sol como gerador de calor, captando seus raios solares por meio de placas coletoras aquecendo água que circula entre placas coletoras e acumuladas em reservatórios térmicos.

O sistema de cisterna também é muito viável, captando a água das chuvas dos telhados de uma residência por meio de calhas passando por um filtro onde será acumulada em um reservatório instalado sobre ou sob o solo, a água acumulada é usada para as bacias sanitárias, lavar calcadas, carros, regar o jardim, etc.

A segurança de uma residência nos dias de hoje também é primordial, com base neste fato, foi criado um sistema de segurança instalando sensores nas portas e janelas e câmeras de vídeos em vários locais da residência.

E a ultima automação temos o sistema de aspiração central retirará 100% do pó aspirado, sem recircular o ar no ambiente interno da casa, eliminando ácaros, fungos e bactérias nocivos à saúde.  Ao longo da casa serão encontradas tomadas para conexão do sistema, que permitem a ligação da mangueira e seus acessórios, o que proporciona uma aspiração fácil, rápida e silenciosa.

Todos os sistemas são controlados por meio do CLP (controlador lógico programável) e monitoradas no supervisório da Indusoft (software) que esta instalado em um computador da residência.

Onde o usuário pode controlar em forma manual ou automático todos os processos da automação, verificando varias informações ao longo do tempo, como relatórios, alarmes e etc. todo tipo de automação é instalada para a melhoria e qualidade dos processos, com base em normas técnicas e de segurança.

Fig. 1 sistemas de automação residencial

2.0 SISTEMA DE AQUECIMENTO SOLAR

A preocupação com o meio ambiente em função de intensa utilização de derivados do petróleo e energias não renováveis provocou a busca de fontes alternativas e renováveis que reduzam os impactos ambientais, dentre elas a energia solar térmica.

O aproveitamento da energia solar nos dias de hoje é cada vez maior, principalmente no que diz respeito a aquecimento solar de água para uso domiciliar.

No Brasil cujo clima predominante é o tropical, a incidência solar anual gira em torno de 2.000 a 2.500 horas (aprox. 6 a 7 horas diárias de insolação) variáveis de acordo com a região.

O aproveitamento desta energia é extremamente viável mesmo com a necessidade de utilização de um sistema auxiliar elétrico ou gás para suprir as necessidades provocadas pelo excesso de nebulosidade em algumas épocas do ano.

2.1 Funcionamento básico do sistema solar

Um sistema básico de Aquecimento de água por energia solar é composto de coletores solares (placas) e reservatório térmico (Boiler).

As placas coletoras são responsáveis pela absorção da radiação solar. O calor do sol, captado pelas placas do aquecedor solar, é transferido para a água que circula no interior de suas tubulações de cobre.

O reservatório térmico, também conhecido por Boiler, é um recipiente para armazenamento da água aquecida. São cilindros de cobre, inox ou polipropileno, isolados termicamente com poliuretano expandido sem CFC, que não agride a camada de ozônio. Desta forma, a água é conservada aquecida para consumo posterior. A caixa de água fria alimenta o reservatório térmico do aquecedor solar, mantendo-o sempre cheio.

Em sistemas convencionais, a água circula entre os coletores e o reservatório térmico através de um sistema natural chamado termossifão. Nesse sistema, a água dos coletores fica mais quente e, portanto, menos densa que a água no reservatório. Assim a água fria “empurra” a água quente gerando a circulação. Esses sistemas são chamados da circulação natural ou termossifão.

Fig. 2 Sistema de aquecimento solar

2.2 Instalação

A instalação adequada do aparelho é condição fundamental para seu bom funcionamento. A norma brasileira NBR 7198/93, “projeto e execução deinstalações prediais de água quente”,estabelece as exigências técnicas quanto à segurança, economia e conforto que devem obedecer às instalações prediais de abastecimento de água quente;

a) O reservatório deve ser alimentado pelo reservatório superior de água fria, nunca diretamente da rede pública;

b) No caso da necessidade de pressurizar a rede hidráulica, jamais utilizar sistema de pressurização no reservatório solar. Neste caso deve-se utilizar o reservatório especifico;

c) Não instalar o reservatório solarcaso o desnível entre a linha d’água (nível máximo da caixa d’água) e a entrada de água fria do reservatório seja superior a 2,00 m. c. a;

d) O sistema de pressurização a ser utilizado no reservatório solardeve ser do tipo hidropneumático ou bombas com pulmão;

e) A tubulação de alimentação de água fria e a de distribuição de água quente do aquecedor devem ser de material resistente à temperatura máxima admissível da

água quente. Não utilizar tubulações em PVC comum;

f) Na opção por tubulações em PVC, recomenda-se a colocação da válvula de segurança de temperatura (termo válvula) na instalação hidráulica conforme orientações técnicas do fabricante do PVC. A alimentação de água fria para o reservatório e a interligação do reservatório com os coletores deve ser executada em cobre;

g) Não instalar o aquecedor à mesma coluna que alimenta as válvulas de descarga;

h) Fazer a sifonagem (cavalete) antes da entrada de água fria do aquecedor conforme esquemas de instalação;

i) É proibido o uso de válvula de retenção conforme item especifico NBR 7198no ramal de alimentação de água fria do aquecedor na ausência do respiro;

j) Nos reservatórios solar, certificar-se da colocação da válvula de segurança e do respiro, condições fundamentais para a segurança do seu aparelho. A válvula de segurança é instalada na entrada de água fria do aquecedor e o respiro no ponto mais elevado do ramal de distribuição de água quente;

l) No reservatório solarnão se esquecer de fazer a tubulação de respiro cujo ponto de conexão é no próprio reservatório. O respiro é fundamental para a segurança do aquecedor;

m) Evitar traçados hidráulicos irregulares com altos e baixos. Estes traçados

favorecem a formação de bolsas de ar e perda de pressão;

n) Se necessário, instalar válvula desaeradora em pontos de acúmulo de bolsas de ar;

o) Em locais onde possam ocorrer temperaturas baixas ou geadas, recomendá-se a instalação da válvula anticongelante. Recomendá-se uma válvula a cada dois coletores;

p) Isolar a tubulação de água quente em todo seu trajeto para evitar perda de temperatura. Se tratando de tubulação aparente exposta a raios solares, proteger o isolamento;

q) Instalar o aquecedor o mais próximo possível dos pontos de consumo para reduzir o tempo de chegada da água quente e perdas de calor;

r) Não submeter o reservatório a pressões superiores àquela especificada na placa de identificação do aparelho;

s) Para obtenção de pressão mínima nos pontos de consumo, o fundo da caixa d’água fria deverá estar a pelo menos 60 cmda laje/forro no caso de interligação dos coletores por circulação forçada. Para funcionamento por termossifão, deverão ser obedecidas as alturas mínimas descritas nos esquemas de instalação para termossifão. É recomendável consultar um especialista em hidráulica para dimensionamento correto da instalação como forma de garantir a pressão mínima nos pontos de consumo e funcionamento correto do sistema;

t) Na interligação entre reservatório e as placas coletoras, evitar sifonagem para não prejudicar a circulação de água entre os elementos devido à formação de bolsas de ar;

u) Observar os desníveis mínimos e distâncias horizontais máximas entre os elementos no caso de instalação por termossifão (circulação natural) para que a circulação natural não fique prejudicada;

v) As placas coletoras devem estar voltadas para o Norte e respeitar o ângulo de inclinação recomendável para cada região;

x) Antes de utilizar seu aparelho pela primeira vez, verifique se a ligação elétrica e hidráulica está de acordo com as especificações;

z) Antes de encher o aquecedor, abram primeiro todas as torneiras de água quente, inclusive a do chuveiro. Em seguida, abra o registro de entrada de água fria do aquecedor. À medida que começar a sair água pelas torneiras, fechá-las lentamente. Esta operação visa eliminar o ar da tubulação.

2.3 Características técnicas

Fig. 3 Reservatório 400 Litros e Placas Coletoras

2.3.0 Reservatório solar de 400 litros (Boiler)

Fig. 4 Reservatório 400 litros

2.3.1 Tabela Técnica

Fig. 5 Tabela de dimensionamento do Boiler

2.3.2 Coletores (Placas) Solares

Fig. 6 Coletor Solar 1.070 x 1.737 mm.

Fig. 7 Tabela de dimensionamento do Coletor

2.4 Princípios de funcionamento técnico

2.4.0 Termossifão (Circulação Natural)

A circulação da água pelos coletores se dá pela variação de densidade entre a água fria contida no reservatório e na tubulação que alimenta os coletores e a quente produzida por estes, fazendo com que a água fria mais pesada e a quente mais leve, circule naturalmente. Este processo chama-se convecção.

Algumas regras básicas devem ser seguidas na instalação operando por termossifão:

2.4.1 Localização dos equipamentos:

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