Sistemas de Aquecimento Solar

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Sistemas de 
Aquecimento 
Solar 
Decisões de projeto atendendo ao desejo do 
cliente 
 
1. Escolha do tipo de instalação a ser adotada para 
o aquecimento solar 
Sistema individual 
Sistema central com armazenamento e apoio 
coletivos 
Sistema central com armazenamento central e 
apoios individuais 
Sistema central com armazenamento e apoio 
individuais 
É importante levar em conta: 
• Comportamento do usuário: forma de 
uso [simultaneidade e continuidade], 
quantidade de pessoas [permanente e 
flutuante],temperatura de uso. 
 
• Disposição do arranjo físico do sistema 
aquecimento solar na edificação: espaço para 
as áreas técnicas [instalação de equipamentos 
e a distribuição das tubulações; perda de 
carga térmica - distância entre as áreas de 
aquecimento, armazenamento e distribuição. 
 
• Eficiência e longevidade do sistema 
Parâmetro de Eficiência dos diversos tipos de coletores 
Curva de eficiência 
 
Comparação entre coletores 
Comparação entre coletores 
Posicionamento do coletor termo solar em relação à 
irradiação solar 
Evitar locais sujeitos à sombra (vegetação, 
edificações vizinhas, outros coletores solares, 
reservatórios térmicos, elementos arquitetônicos, 
etc.). 
Definir qual critério a ser adotado 
– Média anual: a média aritmética calculada é a 
partir das inclinações ótimas nos respectivos 
solstícios de verão e inverno, coincide com a 
própria latitude da localidade de interesse, ou seja 
– Favorecimento do Inverno: quando se tem à 
maior demanda de água quente no período de 
inverno. Neste caso, recomenda-se: 
– Períodos de pico de demanda de água quente: o 
atendimento a essa especificidade são 
determinadas por condições especificas do cliente 
ou da localidade. 
Relativo à Segurança de uso e operação do 
sistema 
Estruturas e Suporte 
Considerar a carga adicional – coletores, água dentro 
dos tubos dos coletores, e o peso próprio dos suportes. 
Garantir a fixação do sistema sob ação de ventos e 
intempéries. 
Garantir o livre fluxo de queda das águas pluviais e 
granizo. 
Manter a estanqueidade do telhado. 
Garantir a compatibilidade entre os metais [estrutura 
e coletor] evitando a corrosão galvânica. 
Garantir a acessibilidade as áreas técnicas. 
Relativo à Segurança de uso e operação do 
sistema 
Colocação de uma válvula misturadora 
termostática, na saída do reservatório. Ela permite a 
mistura de água fria da rede com a água quente, 
para uma dada temperatura regulada, pretendida 
para o consumo. 
Benefício: possibilita a extração de maiores volumes 
de água; - promove a utilização racional de energia; 
- pode evitar queimaduras. 
Relativo à Segurança de uso e operação do 
sistema 
Uso do vaso de expansão. 
Permite compensar a dilatação 
(aumenta o volume) quando o fluido é 
aquecido, impedindo que a válvula de 
segurança descarregue. 
Alternativas de montagem. 
A válvula de segurança do circuito 
primário não deve atuar. Se isso 
acontece é sinal de que existe alguma 
anomalia. 
Relativo à Segurança de uso e operação do 
sistema 
Válvula de segurança. 
No circuito primário colocam-se junto ao 
vaso de expansão. 
Colocam-se, também, junto da entrada 
de água fria dos depósitos de 
Acumulação; desde que haja mais de 
um depósito. 
Relativo à Segurança de uso e operação do 
sistema 
Produção instantânea da energia de apoio. O 
gerador de energia [gás] de apoio deve fornecer a 
potência necessária em cada instante, variável em 
função da temperatura do pré-aquecimento solar. 
Ele deve ser localizado à saída do depósito solar. 
 
Válvulas anti- congelamento. Permite que a água 
dentro do tubo não congele. 
Relativo à Segurança de uso e operação do 
sistema 
Isolamento térmico 
 
Tubos, conexões e acessórios devem ser capazes 
de suportar os fluidos nas máximas temperaturas e 
pressão encontradas no SAS sem apresentar 
vazamentos, deformações ou degradação 
excessiva. 
Não devem apresentar excessivo ruído ou vibração. 
Relativo à Segurança de uso e operação do 
sistema 
Sistemas de controle e monitoração 
Este dispositivo analisa a diferença de temperaturas 
entre o ponto mais quente e o ponto mais frio do 
sistema solar térmico fazendo acionar ou parar a 
bomba de circulação. 
Relativo à Segurança de uso e operação do sistema 
Bombas de circulação 
Deve ser capaz de suportar os fluidos na máxima 
temperatura encontrada no SAS e ser instalada 
para trabalhar afogada e de maneira a prover o 
acesso a serviços ou substituição. 
Instala-se em linha com a tubulação 
> na horizontal ou na vertical mas ... 
... sempre com o eixo do motor na horizontal. 
... sempre com a caixa de ligações elétricas 
Acessível (para cima ou para o lado). 
Respeitar o sentido de fluxo indicado na própria 
bomba 
Instala-se na parte mais baixa do circuito 
hidráulico: 
> no tubo de ida para os coletores (circuito 
Documentação do projeto segundo a NBR 15569 
A documentação do projeto deve contemplar no mínimo os 
seguintes elementos: 
Dados de localização da edificação: 
• Localização (estado, cidade, endereço); 
• Indicação do norte geográfico; 
Dados para o dimensionamento 
• Premissas de cálculo (referencias as normas); 
• Fração solar; 
• Ângulos de orientação e de inclinação dos coletores solares 
• Estudo de sombreamento 
• Área coletora; 
• Volume de armazenamento; 
• Pressão de trabalho 
• Fontes de abastecimento de água; 
• Considerações a respeito de propriedades físico-químicas da 
água 
• Massa dos principais componentes; 
Dados descritivos 
• Memorial descritivo (especificação de 
componentes e equipamentos); 
• Sistemas de segurança em proteção no uso, 
operação e manutenção. 
Dados gráficos 
• Planta baixa 
• Corte e elevações 
• Isométrico com diagrama esquemático, 
necessários para perfeita compreensão das 
interligações hidráulicas e interfaces dos 
principais componentes; 
Exemplo de dimensionamento de aquecimento termo solar 
Necessidades do cliente 
O primeiro passo é o levantamento das necessidades diárias 
de água quente no local de instalação do sistema termo solar, 
que é a chamada demanda diária de água. 
Cálculo da demanda diária: 
A tabela 3.1, mostra a lista dos itens mais comuns utilizados em 
conjunto com o painel termo solar. 
Como exemplo será calculado o sistema para uma residência 
com as características abaixo: 
Estimar o consumo diário para uma 
residência com 4 moradores. 
Escolha do reservatório 
Os reservatórios são fabricados com volumes padronizados, 
portanto, deve ser escolhido aquele com volume mais próximo 
do volume diário calculado. Admitindo-se uma margem de 
segurança para eventuais gastos além do que foi calculado. 
No exemplo a necessidade 
foi de 400 l, acrescida a 
margem de segurança 
totaliza 500 litros. 
Reservatório horizontal, podendo ser instalado ao lado ou embaixo 
da caixa d'água. 
 
Pressão de trabalho: 2 m.c.a (metros de coluna d'água) para cobre e 
5 m.c.a para inox. 
A disposição do arranjo dos componentes será 
feita de acordo com as características do 
equipamento escolhido e da área técnica 
disponível, do tipo de cobertura e 
posicionamento das placas termo solares. 
Deve-se levar em conta a estratificação 
térmica. 
Escolha do painel coletor 
É feita com base no volume de água que se quer 
aquecer. Uma área coletora de 1 [m2] é capaz de 
aquecer 60 litros de água a uma temperatura de 
60o C. 
Painéis com 2,0 m², seriam necessários 4 painéis. 
Arranjofísico dos coletores 
O arranjo hidráulico de coletores solares deve 
considerar a perda de eficiência térmica do SAS e 
assegurar adequado equilíbrio hidráulico. 
Máximo Recomendado: 5 a 6 coletores por bateria. 
Comportamento do coletor em série – temperatura 
Fixação das placas termosolares na cobertura 
Dimensionamento da tubulação 
Vazão do fluido de trabalho 
O valor da vazão total de operação (Qo) do circuito primário 
é calculado em função da associação das baterias de 
coletores solares. Adota-se, para o cálculo, o valor da vazão 
de teste de eficiência dos coletores solares para banho (72 
litros por hora por m²)*, devendo-se ainda determinar a área 
útil (Au) da(s) bateria(s) de coletores interligados em paralelo 
que recebe o fluido de trabalho diretamente da bomba 
hidráulica.