TESE_67786

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Dimensionamento de um sistema solar térmico para 
aquecimento da água da piscina do IST 
 
 
Guilherme Calretas Machado 
 
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em 
Engenharia Mecânica 
 
Orientadores: Prof. Carlos Augusto Santos Silva 
Eng. Mário Miguel Franco Marques de Matos 
 
Júri 
Presidente: Prof. Edgar Caetano Fernandes 
Orientador: Prof. Carlos Augusto Santos Silva 
Vogal: Eng. Diana Pereira Neves 
 
Junho 2017 
II 
 
 
III 
 
Agradecimentos 
 
Agradeço aos Engenheiros Rui Pedro Pereira, João Patrício e Mário de Matos por toda a ajuda que me 
deram a juntar a informação necessária sobre as instalações e o sistema de aquecimento da piscina. 
Agradeço à professora Ana Flor que me disponibilizou uma estação total para registar os ângulos de 
sombreamento no telhado da piscina, provocados pelos edifícios em redor. 
Agradeço ao João Januário, que foi comigo para o telhado medir os ângulos. 
Agradeço ao professor Carlos Santos Silva por ter aceite orientar-me após o professor Paulo Ferrão se 
tornar presidente da FCT. Agradeço toda a ajuda na estruturação e organização da tese e no foco ao 
objectivo. Deixo ainda um agradecimento especial pelo o apoio extraordinário que me deu nos últimos 
dias de trabalho. 
Agradeço aos meus amigos. 
Agradeço à minha família. 
Agradeço à minha mãe. Desculpa a demora. 
 
IV 
 
 
V 
 
Abstract 
 
This study intends to dimension a solar thermal system for the pool and to verify the technical and 
financial viability of its execution. 
A model of the currently installed system was created using Polysun. The usage profile inserted in the 
model was estimated from an old usage profile of a week during normal school period. The natural gas 
consumption of the real system, measured during the year 2014, is the only energy consumption data 
available to validate de model. Comparing it with the results of the model’s simulation, there’s an error 
in the annual gas consumption of 10%. 
Based on the simulation results and on typical recommendations found in literature on this field, a solar 
heating system was designed and inserted in the model. The results show a reduction in gas 
consumption over 40% comparing to the model without solar. The system can be considered technically 
viable. 
A sensitivity analysis of the system was made, inserting isolated variations in a few chosen parameters 
of the solar system, showing how the performance of the system is affected and allowing to present 
improvements to the system. 
The annual savings each proposed system provides were calculated in a short financial analysis. A 
market study wasn’t made to estimate the initial cost of the installation, so this study can´t guarantee 
the financial viability of the system. The maximum initial investment recommended, to have a return of 
the investment in 15 years, was calculated, helping to make a better-informed decision on the 
investment. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Key words: solar thermal, swimming pool, domestic hot water, Polysun, modeling, dimensioning, 
technical viability, financial viability. 
VI 
 
 
VII 
 
Resumo 
 
Neste trabalho pretende-se dimensionar um sistema solar térmico para a piscina e estudar a viabilidade 
técnica e financeira da sua instalação. 
Foi criado, no software Polysun, um modelo do sistema real. O perfil de utilização introduzido no modelo 
foi estimado com base em registos de utilização registados durante uma semana de período normal de 
aulas. As medições do consumo de gás natural consumido em 2014 são os únicos dados energéticos 
disponíveis do sistema real para validar o modelo. Comparando o com os resultados do modelo 
verificou-se um erro no consumo de gás anual perto dos 10%. 
Com base nos resultados do modelo e em recomendações típicas encontradas em literatura sobre o 
assunto, foi dimensionado um sistema solar e introduzido no modelo. Os resultados obtidos apresentam 
uma redução no consumo de gás superior a 40% relativamente aos resultados do modelo sem solar. 
Considera-se então que o sistema é tecnicamente viável. 
Fez-se uma análise de sensibilidade ao sistema, introduzindo variações isoladas em alguns parâmetros 
do sistema solar, permitindo verificar de que modo afectam o desempenho do sistema e apresentar 
variações melhoradas do sistema. 
Calcularam-se as poupanças anuais que os sistemas proporcionam. Não foi feito um orçamento da 
instalação do sistema, assim este estudo não garante a viabilidade económica da instalação do 
sistema. No entanto calculou-se o valor de investimento inicial máximo para que exista retorno do 
investimento em 15 anos, o que permite tomar uma decisão mais informada em relação ao 
investimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Palavras chave: solar térmico, piscina, água quente sanitária, Polysun, modelação, dimensionamento, 
viabilidade técnica, viabilidade económica. 
VIII 
 
 
IX 
 
Índice 
 
1 Introdução ........................................................................................................................................ 1 
1.1 Enquadramento e Motivação ................................................................................................... 1 
1.2 Objectivos e contributos .......................................................................................................... 1 
1.3 Metodologia e estrutura ........................................................................................................... 2 
2 Estado da arte .................................................................................................................................. 3 
2.1 Colectores solares ................................................................................................................... 3 
2.1.1 Colectores solares planos ................................................................................................... 3 
2.1.2 Colectores de tubos de vácuo ............................................................................................. 8 
2.1.3 Concentradores solares ...................................................................................................... 9 
2.2 Campo de colectores solares ................................................................................................ 11 
2.2.1 Modo de ligação dos colectores solares ........................................................................... 11 
2.3 Circuito solar .......................................................................................................................... 13 
2.3.1 Fluído de transferência térmica ......................................................................................... 13 
2.3.2 Caudal no circuito primário ................................................................................................ 14 
2.3.3 Tubagens ........................................................................................................................... 14 
2.3.4 Permutador ........................................................................................................................ 15 
2.3.5 Vaso de expansão ............................................................................................................. 16 
2.3.6 Acessórios anti-retorno ...................................................................................................... 17 
2.3.7 Purgador de ar ................................................................................................................... 17 
2.3.8 Válvula de segurança ........................................................................................................ 17 
2.4 Ferramentas de dimensionamento ........................................................................................ 17 
2.4.1 Metodologia de Cálculo simplificado ................................................................................. 17 
3 Caso deestudo (piscina do IST) .................................................................................................... 20 
3.1 Descrição física ..................................................................................................................... 20 
3.2 Sistema de aquecimento actual ............................................................................................ 22 
3.3 Estimativas das necessidades térmicas ................................................................................ 26 
3.3.1 Ocupação da piscina ......................................................................................................... 26 
3.3.2 Número de banhos/consumo de AQS ............................................................................... 28 
3.4 Modelo do sistema actual ...................................................................................................... 28 
X 
 
3.4.1 Parâmetros dos componentes utilizados no Polysun........................................................ 29 
3.4.2 Controladores .................................................................................................................... 33 
3.4.3 Resultados da simulação do modelo actual ...................................................................... 34 
4 Soluções com solar térmico propostas .......................................................................................... 38 
4.1 Pré-análise de soluções ........................................................................................................ 38 
4.2 Configuração escolhida ......................................................................................................... 41 
4.3 Componentes do sistema ...................................................................................................... 41 
4.3.1 Colectores solares ............................................................................................................. 41 
4.3.2 Circuito solar ...................................................................................................................... 44 
4.4 Parâmetros dos componentes no Polysun ............................................................................ 48 
4.4.1 Campo de colectores ......................................................................................................... 48 
4.4.2 Fluído de transferência térmica ......................................................................................... 49 
4.4.3 Tubagens ........................................................................................................................... 49 
4.4.4 Bombas .............................................................................................................................. 50 
4.4.5 Permutadores .................................................................................................................... 50 
4.4.6 Caldeiras ............................................................................................................................ 50 
4.4.7 Acumulador solar ............................................................................................................... 50 
4.4.8 UTA .................................................................................................................................... 51 
4.4.9 Edifício, piscina e consumo de AQS ................................................................................. 51 
4.5 Controladores ........................................................................................................................ 51 
4.6 Resultados ............................................................................................................................. 53 
5 Análise de sensibilidade ................................................................................................................. 54 
5.1 Orientação dos painéis .......................................................................................................... 54 
5.1.1 Alterações efectuadas ao sistema para utilização do campo de colectores com orientação 
de 35º 56 
5.1.2 Resultados do sistema com campo de colectores com orientação de 35º ....................... 57 
5.2 Inclinação dos painéis ........................................................................................................... 58 
5.3 Quantidade de painéis em série ............................................................................................ 59 
5.4 Volume do acumulador .......................................................................................................... 60 
5.5 Simulação de um sistema com as variações mais benéficas ............................................... 60 
6 Análise financeira ........................................................................................................................... 62 
6.1 Redução na despesa anual em gás natural .......................................................................... 62 
XI 
 
6.2 Aumento na despesa anual de energia eléctrica .................................................................. 62 
6.3 Investimento inicial máximo recomendado ........................................................................... 63 
7 Conclusões e trabalhos futuros ...................................................................................................... 65 
8 Referências bibliográficas .............................................................................................................. 67 
 
 
 
 
XII 
 
Lista de Figuras 
 
Figura 1 - Vista explodida de um colector solar de placa plana.............................................................. 4 
Figura 2- Comparação da eficiência de um painel de baixa temperatura com a de um painel de alta 
temperatura ............................................................................................................................................. 7 
Figura 3- Comparação da eficiência de um painel solar plano com e sem cobertura. ........................... 8 
Figura 4- Principio de funcionamento do tubo de calor ........................................................................... 9 
Figura 5- Corte transversal de um CPC da Ao Sol ............................................................................... 10 
Figura 6 - Painéis solares ligados em série .......................................................................................... 11 
Figura 7 - Painéis solares ligados em paralelo ..................................................................................... 12 
Figura 8 - Painéis solares montados em paralelo de canais ................................................................ 13 
Figura 9 - Montagem do vaso de expansão na aspiração da bomba ................................................... 16 
Figura 10 - Distancia de sombreamento entre fileiras de colectores solares ....................................... 19 
Figura 11 - Localização do pavilhão da piscina .................................................................................... 20 
Figura 12 - Dimensões do telhado ........................................................................................................ 21 
Figura 13 - Representação das obstruções solares no telhado............................................................ 22 
Figura 14 - Esquema do sistema de aquecimento actualmente instalado ........................................... 23 
Figura 15 - depósito de AQS 216P 2000 .............................................................................................. 25 
Figura 16 - Configuração do modelo do sistema actual criado e identificação dos tubos do sistema . 29 
Figura 17- Parâmetros do edifício da piscina ........................................................................................ 31 
Figura 18- Parâmetros da piscina......................................................................................................... 32 
Figura 19- Parâmetros do consumo de AQS ........................................................................................ 32 
Figura 20- Identificação dos controladores e dos componentes que accionam ................................... 33 
Figura 21 – Parâmetros do consumo de AQS ajustados ...................................................................... 36 
Figura 22 – Sistema solar 1................................................................................................................... 38 
Figura 23 – Sistema solar 2................................................................................................................... 39 
Figura 24 - Sistema solar 3 ................................................................................................................... 39 
Figura 25 - Sistema solar 4 ................................................................................................................... 40 
Figura 26 - Sistema solar 5 ................................................................................................................... 40 
Figura 27 - Configuração do sistema solar térmico desenvolvido no Polysun ..................................... 41 
Figura 28 - Área útil do telhado ............................................................................................................. 42 
Figura 29 - Sombreamento total nos painéis e percurso do sol (31 de Dezembro) ............................. 44 
Figura 30 - Configuração dos painéis no telhado ................................................................................. 44 
Figura 31 - Perda de carga no painel EM2V/2,0 ................................................................................... 45 
Figura 32 - Ligação dos painéis em paralelo e comprimento dos segmentos de tubagem até ao painel 
mais distante ......................................................................................................................................... 46 
Figura 33 - Cálculo do vaso de expansão ............................................................................................. 48 
Figura 34 - Parâmetros do campo de colectores .................................................................................. 49 
Figura 35 - Parâmetros do fluído de transferência térmica ................................................................... 49 
XIII 
 
Figura 36 - Identificação dos tubos do sistema ..................................................................................... 49 
Figura 37 - Parâmetros da piscina com capa........................................................................................ 51 
Figura 38 - Identificação dos controladores do sistema solar e dos componentes que accionam....... 52 
Figura 39 - Sombreamentos no campo de colectores orientado a 35º ................................................. 55 
Figura 40 - Sombreamentos no campo de colectores orientado a -55º................................................ 55 
Figura 41 - Consumo de combustível anual do sistema para diferentes ângulos de inclinação .......... 58 
Figura 42 - Variação do consumo de combustível com o aumento do volume do acumulador ........... 60 
 
XIV 
 
Lista de Tabelas 
 
Tabela 1 - Vantagens e desvantagens de diferentes modelos de absorsor ........................................... 4 
Tabela 2 - Tipos de caixas ...................................................................................................................... 5 
Tabela 3 - Características dos painéis de alta e baixa temperatura utilizados ....................................... 6 
Tabela 4 - Características dos painéis com e sem cobertura utilizados ................................................. 7 
Tabela 5 - Vantagens e desvantagens da ligação em série ................................................................. 12 
Tabela 6 - Vantagens e desvantagens da ligação em paralelo ............................................................ 12 
Tabela 7 - Vantagens e desvantagens da ligação em paralelo de canais ............................................ 13 
Tabela 8 - Temperatura de fusão da mistura para diferentes concentrações (mássicas) de propanediol 
na água .................................................................................................................................................. 14 
Tabela 9 - Principais vantagens e desvantagens dos permutadores externos em relação aos internos
 ............................................................................................................................................................... 15 
Tabela 10 - Inclinação de referência para painéis ................................................................................ 18 
Tabela 11 - Coordenadas geográficas do pavilhão da piscina ............................................................. 20 
Tabela 12 - Principais dimensões do pavilhão da piscina, da piscina e número de duches nos balneários
 ............................................................................................................................................................... 20 
Tabela 13 - Características técnicas das caldeiras 1, 2 e 3 .................................................................. 22 
Tabela 14 - Características técnicas das bombas hidráulicas de circulação ........................................ 23 
Tabela 15 - Características técnicas do permutador de placas AQS ................................................... 24 
Tabela 16 - Características técnicas do depósito de AQS .................................................................... 25 
Tabela 17 - Características técnicas da UTA ........................................................................................ 25 
Tabela 18 - Características das tubagens ............................................................................................. 25 
Tabela 19 - Utilização da piscina medida em período de aulas............................................................ 26 
Tabela 20 - Perfil de utilização da piscina utilizado e generalização para dia útil ................................ 27 
Tabela 21 - Perfil de consumo de AQS diário (hora a hora) ................................................................. 28 
Tabela 22 - Principais parâmetros das tubagens .................................................................................. 29 
Tabela 23 - Principais parâmetros das bombas de circulação ............................................................. 30 
Tabela 24 - Permutadores de calor utilizados ....................................................................................... 30 
Tabela 25 - Parâmetros da caldeira "a gás 200kW" alterados ............................................................. 30 
Tabela 26 - Parâmetros do acumulador do programa que foram alterados ......................................... 30 
Tabela 27 - Parâmetros da "ventoinha com quatro tubos 7" alterados................................................. 31 
Tabela 28 - Descrição das funções dos controladores ......................................................................... 33 
Tabela 29 - Comparação do consumo de combustível real (2014) com o do modelo ......................... 34 
Tabela 30 - Ajustes mensais ao consumo de AQS ............................................................................... 35 
Tabela 31 - Consumo de combustível do modelo e comparação com o real ....................................... 36 
Tabela 32 - Consumo de energia auxiliar (gás natural e electricidade) anual dos sistemas ................ 40 
Tabela 33 – Características técnicas do painel EM2V/2.0 Al-Cu da Ensol .......................................... 43 
Tabela 34 - Distancia mínima entre fileiras ...........................................................................................43 
XV 
 
Tabela 35 - Cálculo de propriedades do fluído ..................................................................................... 46 
Tabela 36 - Cálculo das perdas por fricção nos segmentos até ao painel mais afastado .................... 46 
Tabela 37 - Cálculo do comprimento de tubagem equivalente das perdas localizadas (Zeta) ............ 47 
Tabela 38 - Perdas de carga no circuito ............................................................................................... 47 
Tabela 39 - Parâmetros dos tubos do sistema...................................................................................... 50 
Tabela 40 - Parâmetros do acumulador do programa que foram alterados ......................................... 51 
Tabela 41 - Descrição das funções dos controladores do sistema solar .............................................. 52 
Tabela 42 - Comparação dos consumos de combustível obtidos na simulação do sistema solar com os 
do modelo do sistema actual e o real, medido em 2014 ....................................................................... 53 
Tabela 43 - Numero máximo de painéis para as orientações de 35º e -55º ......................................... 54 
Tabela 44 - Comparação de alguns resultados da simulação do sistema com campo de colectores 
orientado a 0º, 35º e -55º ...................................................................................................................... 55 
Tabela 45 - Resultados do sistema 2 .................................................................................................... 57 
Tabela 46 - Consumo de combustível anual para vários ângulos de inclinação .................................. 58 
Tabela 47 - Caudal mínimo, máximo e recomendado para o colector EM2V/2.0 Al-Cu ...................... 59 
Tabela 48 - Verificação e escolha de caudais....................................................................................... 59 
Tabela 49 - Resultados das simulações efectuadas para montagens de 2 e de 4 painéis em série ... 59 
Tabela 50 - Combinação de variações escolhida ................................................................................. 61 
Tabela 51 - Resultados do sistema 3 .................................................................................................... 61 
Tabela 52 - Redução dos custos em gás natural prevista cada sistema .............................................. 62 
Tabela 53 - Aumento da despesa de energia eléctrica prevista para cada sistema ............................ 62 
Tabela 54 - Tabela de cálculo de cash flow .......................................................................................... 63 
Tabela 55 - Valor máximo de investimento recomendado e poupanças por ano para cada sistema .. 64 
 
XVI 
 
Lista de Abreviaturas 
 
AEIST – Associação de Estudantes do Instituto Superior Técnico 
AQS – Água(s) quente(s) sanitária(s) 
CPC – Colector Parabólico Composto 
ERSE – Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos 
FPC – Flat Plate Colector (colector solar plano) 
GEE – Gases de efeito de estufa 
IST – Instituto Superior Técnico 
PTC – Parabolic-Trough Colector (Colector cilindro-parabólico) 
UTA – Unidade de Tratamento de Ar 
 
 
 
 
 
 
1 
 
1 Introdução 
 
1.1 Enquadramento e Motivação 
 
O aumento da população e o desenvolvimento exponencial de novas tecnologias traduziram-se em 
necessidades energéticas cada vez mais elevadas e, por consequência, emissões de GEE também 
muito elevadas. Torna-se então essencial reduzir o consumo de energias provenientes de combustíveis 
fósseis. As principais formas de atingir este objectivo passam por aumentar a eficiência energética dos 
sistemas e a utilização de fontes de energia alternativas, em particular energias renováveis. Para além 
da redução das emissões, o investimento nas energias renováveis permite actualmente, em muitos 
casos, uma vantagem financeira muito interessante. 
Sendo um país com uma exposição solar privilegiada, Portugal possui condições muito favoráveis à 
utilização da energia solar, pelo que esta é uma fonte de energia que deve ser aproveitada, tanto para 
produção de electricidade como para a produção de calor. A elevada incidência de radiação solar, 
permite a instalação de sistemas de aproveitamento térmico que reduzam substancialmente, ou até 
que substituam, o consumo de combustíveis fósseis para aquecimento de AQS. 
No campus Alameda do IST o aquecimento da piscina, AQS e tratamento do ar do pavilhão da AEIST 
é responsável por um consumo considerável de gás natural. Em 2014 foi medido um consumo total de 
48362,04 m3 de gás natural. Actualmente, a piscina encontra-se encerrada, pois tem sido difícil 
encontrar uma solução de exploração eu seja economicamente viável. Assim, a instalação de um 
sistema solar térmico poderá ser uma forma de reduzir este consumo, reduzindo simultaneamente as 
emissões e os custos monetários associados. Assim a instalação de um sistema solar poderá, também, 
facilitar a reabertura da piscina, um serviço que melhora a qualidade de vida da comunidade do IST e 
a envolvente. 
Um sistema solar no IST é uma estratégia ambiental que seria certamente reconhecida publicamente 
o que também pode ser um factor positivo a considerar. Seria também um bom exemplo a seguir para 
outras instituições. 
 
1.2 Objectivos e contributos 
 
Este trabalho tem como objectivo o dimensionamento e o estudo da a viabilidade técnica e financeira 
de um sistema solar térmico no pavilhão da AEIST de forma a reduzir a quantidade de combustível que 
é consumido no aquecimento da água da piscina, das AQS e no tratamento do ar do pavilhão. 
2 
 
Pretende-se encontrar soluções que sejam técnica e financeiramente mais viáveis, comparar os seus 
resultados e realizar uma análise de sensibilidade aos factores variáveis, contribuindo para que uma 
decisão informada possa ser tomada. 
 
1.3 Metodologia e estrutura 
De forma a cumprir os objectivos será utilizado o seguinte método: 
-Recolha dos dados disponíveis acerca do caso em estudo; 
-Criação de um modelo do sistema de aquecimento actual numa ferramenta de 
dimensionamento de sistemas solares térmicos; 
-Validação do modelo; 
-Teste de soluções com solar térmico no modelo criado. 
Esta tese encontra-se estruturada da seguinte forma: neste primeiro capítulo foi introduzida a motivação 
e os objectivos da dissertação. No segundo capítulo é revisto o estado da arte em termos de tecnologias 
para aquecimento de águas quentes sanitárias em piscinas e das ferramentas de análise. No Capítulo 
3 é apresentado o caso de estudo e da metodologia de análise, com validação do modelo de referência. 
No Capítulo 4 são apresentadas possíveis soluções para o aquecimento de águas na piscina e no 
Capítulo 5 é feita uma análise de sensibilidade às soluções. No capítulo 6 é feita uma avaliação 
financeira às soluções. O Capítulo 7 apresenta as principais conclusões do trabalho. 
3 
 
2 Estado da arte 
 
2.1 Colectores solares 
 
Os colectores de energia solar são os componentes principais dos sistemas solares térmicos. São 
equipamentos que absorvem energia da radiação solar incidente, convertem-na em calor e transferem 
este calor para um fluído (geralmente água, uma mistura de água e anticongelante, ar ou óleo) que 
corre no interior do absorsor. 
Existem diversos tipos de colector solar, mas em qualquer uma das variadas soluções construtivas, 
existe um absorsor e um fluido circulante. Os parâmetros mais relevantes para a análise do 
desempenho do painel são [1]: 
-Eficiência do colector (𝜂). Razão entre a energia convertida em calor e a radiação incidente 
no colector; 
-Eficiência óptica (𝜂𝑜). Percentagem de radiação incidente no colector que pode ser convertida 
em calor. É dada pelo produto da transmissividade da cobertura com o coeficiente de absorção 
do absorsor (𝜂𝑜 = 𝜏 𝛼); 
-Factor de perda de calor (𝜂𝑘).Percentagem de calor perdido devido ao desenho e isolamento 
térmico do aparelho. Depende da diferença de temperatura entre o absorsor e o meio ambiente; 
-Temperatura de estagnação. Temperatura máxima que o absorsor pode atingir. Acontece 
quando as temperaturas das perdas térmicas são iguais ao calor absorvido. 
 
2.1.1 Colectores solares planos 
 
São os colectores mais utilizados graças à sua versatilidade. Na Figura 1 está representada a vista 
explodida de um colector solar plano típico [2]. 
4 
 
 
Figura 1 - Vista explodida de um colector solar de placa plana 
 
Neste tipo de colector a placa absorsora encontra-se dentro de uma caixa com cobertura transparente 
e isolamento térmico. A maior ou menor eficiência de um painel solar plano deve-se essencialmente às 
propriedades radiactivas da superfície absorsora, do tipo de cobertura transparente, do isolamento 
térmico e do percurso do fluido dentro do painel. 
Os isolamentos mais utilizados são a lã de rocha e a lã de vidro cujas propriedades mecânicas não 
sofrem alterações quando sujeitos a temperaturas da ordem de 150 °C, valor próximo da temperatura 
de estagnação deste tipo de painéis. 
Existem vários modelos de placas absorsoras. Na Tabela 1 encontram-se alguns modelos de 
absorsores e as suas principais vantagens e desvantagens [3]. A tubagem existente em alguns modelos 
de absorsor é normalmente de cobre visto que é um material muito bom condutor de calor. 
 
Tabela 1 - Vantagens e desvantagens de diferentes modelos de absorsor 
Modelo de absorsor Ilustração Vantagens Desvantagens 
Absorsor Roll-bond 
 
Boas propriedades 
térmicas, separação 
de materiais – 
reciclagem 
simplificada 
Sujeito a corrosão do 
alumínio em contacto 
com o tubo de cobre 
Faixa absorsora com 
tubo de cobre 
soldado 
 
Tamanho flexível e 
barato 
Muitos pontos de 
soldadura 
Absorsor com 
sistema de tubo 
prensado entre duas 
folhas de metal 
 
Separação de 
materiais – 
reciclagem 
simplificada 
Custo elevado de 
produção por causa das 
ligações 
Absorsor com 
sistema de tubos 
“clipados” 
Tamanho flexível – 
taxa de escoamento 
flexível 
Baixa optimização de 
transferência de calor 
5 
 
Absorsor de 
escoamento total em 
aço inoxidável 
 
Optimização do calor 
para o liquido 
Peso elevado e elevada 
inércia térmica 
Absorsor em 
serpentina 
 
Dois pontos soldados 
no sistema de tubos 
Elevadas perdas de 
pressão em relação 
ao absorsor de 
superfície total 
Absorsor de 
superfície total 
 
Baixas perdas de 
pressão em relação 
ao absorsor em 
serpentina 
Muitos pontos de 
soldadura no sistema 
de tubos, preço elevado 
 
A caixa do colector pode ser de plástico, alumínio, aço ou madeira envernizada. Na Tabela 2 [3] 
comparam-se algumas características das caixas de diferentes materiais. 
Tabela 2 - Tipos de caixas 
Caixa Alumínio Aço Plástico Madeira envernizada 
Peso Baixo Elevado Médio Elevado 
Construção Fácil Fácil Médio Difícil 
Consumo 
energético 
Elevado Baixo Médio Baixo 
Custo Elevado Baixo Baixo Médio 
Outros 
Aumento do tempo de 
recuperação energética 
e reciclável 
Raramente 
utilizado 
Pouco 
utilizado 
Material ecológico, apenas 
instalações integradas no 
telhado 
 
O material mais utilizado para a cobertura é o vidro com baixo teor de ferro, visto que transmite até 90% 
da irradiação solar de curto comprimento de onda incidente enquanto que é praticamente opaca à 
radiação de longo comprimento de onda que é emitida pela placa absorsora. O vidro pode ainda receber 
tratamentos superficiais de textura e revestimentos anti-reflexo que permitem melhorar a 
transmissividade de forma significativa. Coberturas de plástico, mais leves e baratas que o vidro, 
também podem ser utilizadas em algumas aplicações. Possuem transmissividades elevadas para 
comprimentos de onda curtos, mas normalmente possuem também transmissividades relativamente 
elevadas para longos comprimentos de onda (transmissividade pode atingir 0.40 para comprimentos 
de onda longos). Os plásticos estão também muito mais limitados do que o vidro nas temperaturas que 
podem suportar sem se deteriorar ou alterar as suas dimensões. 
A placa colectora deverá absorver o máximo de irradiação que for possível, e transferir o calor retido 
para o fluído de transporte, com o mínimo de perdas possível. Os materiais mais utilizados são o cobre, 
o alumínio e o aço inoxidável. Para aplicações de baixas temperaturas também são utilizados plásticos 
resistentes a radiação ultravioleta. A absortância da placa colectora para radiação solar depende da 
qualidade da superfície e da sua cor, sendo normalmente utilizada a cor preta. 
6 
 
 A superfície da placa colectora pode receber revestimentos que permitem elevados coeficientes de 
absorção (α) para a radiação solar (pequenos comprimentos de onda) e baixos valores de emissividade 
(ε) para a radiação própria (longos comprimentos de onda). No revestimento selectivo, que consiste em 
duas camadas de material com propriedades ópticas diferentes, podem ser utilizados diferentes 
princípios de funcionamento. Por um lado, pode ser utilizado um revestimento com elevado coeficiente 
de absorção solar e elevada transmissividade de infravermelhos sobre uma superfície muito reflectiva 
com baixa emissividade. Por outro lado, pode ser aplicado um revestimento com elevada 
transmissividade solar e com uma elevada reflectividade de infravermelhos (espelho de calor) sobre 
um material com elevado coeficiente de absorção. [2] 
Estes tratamentos especiais permitem a produção de colectores mais eficientes para altas 
temperaturas (painéis de alta temperatura) relativamente aos painéis solares planos sem tratamentos 
especiais (painéis de baixa temperatura). Na Figura 2 pode ser observada a comparação entre um 
colector solar plano de baixa temperatura e um de alta temperatura, para uma radiação incidente de 
900 W/m2. As características dos painéis encontram-se na Tabela 3. É possível observar que o painel 
de baixa temperatura apresenta uma melhor eficiência se a diferença entre a temperatura do painel e 
a do ar exterior for inferior a 22,5 °C. Se se pretender, por exemplo, uma temperatura no painel 45 °C 
superior à do ar, o painel de baixa temperatura apresenta uma eficiência de 61% enquanto que que o 
de alta temperatura apresenta 67% de eficiência. Se a temperatura do painel for de 90 °C e a do ar 
exterior for 20 °C as eficiências reduzem-se para 50% e 63% respectivamente, uma diferença bastante 
significativa. [1] 
 
Tabela 3 - Características dos painéis de alta e baixa temperatura utilizados 
Painel Eficiência óptica, 𝜼𝟎 Coeficiente de perdas, 𝒂𝟏 
Alta temperatura 0,73 1,3 𝑊/𝑚2. 𝐾 
Baixa temperatura 0,79 3,7 𝑊/𝑚2. 𝐾 
 
7 
 
 
Figura 2- Comparação da eficiência de um painel de baixa temperatura com a de um painel de alta temperatura 
 
2.1.1.1 Colector solar plano sem cobertura 
 
São os colectores mais simples e são compostos apenas pelo absorsor. Têm uma eficiência óptica 
elevada, geralmente superior a 0,9, mas um coeficiente de perdas térmicas muito elevado, próximo de 
10 𝑊/𝑚2. 𝐾 ou superior. Assim, este tipo de colector é pouco eficiente quando se pretende aquecer o 
fluido térmico a temperaturas elevadas. Tem, no entanto, a vantagem de ser de fácil aplicação e 
bastante económico, em relação aos outros colectores. Os colectores sem cobertura são, portanto, 
apropriados para aplicações de temperaturas baixas, próximas da temperatura ambiente (piscinas, por 
exemplo) em que as perdas térmicas são baixas e a eficiência do colector é próxima da eficiência óptica 
do mesmo. Tal pode ser verificado comparando o desempenho de um painel sem cobertura com um 
painel solar plano, como indicado na Figura 3, para uma radiação solar incidente de 900 𝑊/𝑚2. As 
características dos painéis encontram-se na Tabela 4. Neste caso pode observar-se que, para 
diferenças de temperatura entre o painel e o ar ambienteinferiores a cerca de 14°C, o painel simples 
é mais eficiente que o painel plano com cobertura. [1] 
Tabela 4 - Características dos painéis com e sem cobertura utilizados 
Painel Eficiência óptica, 𝜼𝟎 Coeficiente de perdas, 𝒂𝟏 
Sem cobertura 0,95 14 𝑊/𝑚2. 𝐾 
Com cobertura 0,79 3,7 𝑊/𝑚2. 𝐾 
 
0.4
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
E
fi
c
iê
n
c
ia
Diferença de temperatura (°C)
Painel de
baixa
temperatura
Painel de
alta
temperatura
8 
 
 
Figura 3- Comparação da eficiência de um painel solar plano com e sem cobertura. 
2.1.2 Colectores de tubos de vácuo 
Este tipo de colector consiste num painel formado por um conjunto de tubos de vidro que contêm no 
seu interior o tubo onde circula o fluído. O tubo interior é de cor escura para absorver a radiação solar 
e o exterior é transparente à radiação solar e opaco à radiação própria. O espaço entre os dois tubos 
é evacuado, normalmente abaixo dos 10-5 bar, reduzindo as perdas térmicas visto que não existe 
convecção entre os dois tubos, ou seja, as perdas de calor entre o fluído térmico e o ar exterior são 
apenas radiactivas. [1] 
Comparando com os colectores solares planos, os tubos de vácuo apresentam uma eficiência óptica 
um pouco mais baixa devido á forma do tubo (0,6 < 𝜂0 < 0,8). Por outro lado, possuem um valor global 
de perdas térmicas inferior aos colectores planos (𝑎1 < 1,5 𝑊/𝑚
2. 𝐾). Estes sistemas permitem atingir-
se temperaturas próximas dos 100 °C e a temperatura de estagnação é de cerca de 200 °C. [1] 
Existem dois tipos de colectores de tubos de vácuo: tubos com fluxo directo e tubos com separação de 
fluídos. No primeiro caso, o fluído térmico que circula no interior dos tubos é o mesmo que circula no 
resto sistema. O fluído pode circular através de um tubo simples em “U” ou através de tubos 
concêntricos, em que o fluído frio entra no tubo exterior e retorna quente no tubo interior. No segundo 
caso, cada tubo de vácuo tem no seu interior um tubo de calor (cujo funcionamento é descrito no ponto 
seguinte) e o fluído que circula no interior de cada tubo não entra em contacto com o fluído que circula 
no resto do sistema. [1] 
O colector de tubos de calor utiliza a fenómenos de mudança de fase liquido-vapor de materiais para 
transferir calor com elevada eficácia. Na Figura 4 [2] observa-se o esquema de funcionamento de um 
colector de tubos de calor. Neste tipo de colector, cada tubo de calor (deverá ser de um material 
condutor térmico de alta eficiência), é colocado dentro de um tubo evacuado transparente. O tubo de 
calor está normalmente ligado a uma placa absorsora que preenche o tubo evacuado. O tubo de calor 
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
E
fi
c
iê
n
c
ia
Diferença de temperatura (°C)
Coletor sem
cobertura
Colector
com
cobertura
9 
 
contem um fluído (por exemplo metanol) que irá sofrer uma evaporação-condensação cíclica. Numa 
das extremidades (zona quente) o fluído evapora ao receber o calor da radiação solar e desloca-se, 
por difusão, até á outra extremidade (zona fria). Na zona fria o fluído condensa libertando o seu calor 
latente. Após a condensação o fluído migra, por efeito da gravidade ou por capilaridade (dependendo 
da posição dos tubos), para a zona quente completando assim o ciclo. Nesta circulação do fluído a 
energia que provocou a evaporação numa das extremidades é, portanto, transportada para a outra 
extremidade, libertando-se quando ocorre a condensação. A extremidade onde ocorre a condensação 
está inserida na tubagem do painel onde circula o fluído térmico, pelo que o calor libertado na 
condensação é transferido para o fluído térmico durante a sua passagem pelo painel. [2] 
Por não existir evaporação ou condensação a temperaturas superiores à temperatura de mudança de 
fase, o tubo de calor possui uma protecção inerente contra o sobreaquecimento e o congelamento. 
Este autocontrolo de limite de temperatura é uma característica exclusiva aos colectores de tubos de 
calor [2]. Em relação aos FPCs, estes colectores podem trabalhar a temperaturas mais elevadas e com 
bom desempenho. Também absorvem tanto a radiação directa como a difusa, no entanto os tubos de 
calor possuem uma maior eficiência para pequenos ângulos de incidência do que os FPCs, o que é 
uma vantagem em termos do desempenho diário do colector. 
 
Figura 4- Principio de funcionamento do tubo de calor 
 
2.1.3 Concentradores solares 
 
10 
 
2.1.3.1 Colectores parabólicos compostos (CPCs) 
A tecnologia destes colectores foi desenvolvida com o objectivo de reduzir as perdas térmicas 
existentes nos colectores planos e baseia-se na redução da área de absorção, em comparação com a 
área de captação da radiação solar. 
Estes colectores têm um aspecto exterior e dimensões semelhantes aos colectores solares planos. No 
interior apresentam uma superfície reflectora que, num corte transversal, é constituída por duas 
parábolas como se pode observar na Figura 5. O ângulo de abertura das superfícies reflectoras permite 
captar a radiação incidente numa vasta gama de ângulos assim como grande parte da radiação difusa. 
A configuração da superfície reflectora permite, através de múltiplas reflexões internas, concentrar a 
radiação, direccionando-a para o absorsor. O absorsor pode apresentar diversas configurações: pode 
ser cilíndrico (um tubo evacuado, por exemplo) ou pode ser semelhante a uma placa absorsora de um 
colector solar plano, como o apresentado na Figura 5. [3] 
 
 
Figura 5- Corte transversal de um CPC da Ao Sol 
Comparando com o colector solar plano, o CPC apresenta uma eficiência óptica semelhante (𝜂0 na 
ordem dos 0,70) mas possui um melhor isolamento térmico (𝑎1 < 3,5 𝑊/𝑚
2. 𝐾). Tem uma elevada 
eficiência com baixa radiação, mantem uma elevada eficiência com elevadas diferenças de 
temperaturas entre o absorsor e o ar exterior. Funciona com elevadas temperaturas sendo que a 
temperatura de estagnação ultrapassa os 200 °C. A principal desvantagem em relação ao colector 
plano é o preço ser mais elevado. [3] 
 
2.1.3.2 Colectores cilindro-parabólicos (PTC) 
Este tipo de colector solar concentra a radiação solar incidente na superfície parabólica reflectora numa 
linha de foco ao longo do eixo do colector. Na linha de foco é instalado um tubo receptor no interior do 
qual circula o fluido que irá absorver a radiação concentrada através das paredes do tubo. Estes 
colectores possuem um sistema de seguimento solar de um eixo e apenas utiliza a radiação solar 
directa. [4] 
11 
 
As centrais de energia solar concentrada são a principal aplicação dos PTCs, alimentando um ciclo de 
vapor para produção de electricidade. Utilizam-se rácios de concentração geométrica entre 20 e 30, 
atingindo-se temperaturas entre 300 e 400 °C. [4] 
Os PTCs são também utilizados em aplicações que requerem temperaturas entre 100 e 250 °C. As 
aplicações deste tipo são o aquecimento de processos industriais, refrigeração e quando existem 
necessidades térmicas de baixa temperatura com uma taxa de consumo muito elevada (1900l/dia no 
mínimo), como as AQS e o condicionamento do ar ambiente de grandes infra-estruturas (hospitais, 
escolas, instalações desportivas, prisões, etc.) ou aquecimento de piscinas de grande dimensão. São 
normalmente utilizados rácios de concentração geométrica entre 15 e 20. Neste tipo de aplicações, as 
vantagens dos PTCs em relação aos colectores tradicionalmente utilizados para aquecimento de água 
são as menores perdas térmicas, e portanto a maior eficiência, a temperaturas de funcionamento mais 
elevadas, uma menor área de colectores necessária para a mesma potência e o facto de não existir o 
risco de se atingir temperaturas de estagnação perigosas, visto que o sistema de controlo pode colocar 
o colector numa posição fora de foco. As desvantagens são o maior custo de instalação emanutenção 
devido ao sistema de seguimento solar e também a necessidade de limpar os componentes. O facto 
dos PTCs apenas utilizarem radiação solar directa cria também uma limitação geográfica à sua 
instalação e em situações de elevada velocidade do vento pode ser necessário colocar os colectores 
numa posição fora de foco, interrompendo a produção. Estudos realizados utilizando dados de 
instalações deste tipo concluem que a eficiência geral média do campo solar é de cerca de 40%, com 
um pico de eficiência máxima de 60%. [4] 
2.2 Campo de colectores solares 
2.2.1 Modo de ligação dos colectores solares 
Numa instalação solar térmica que utilize mais do que um painel solar, a ligação dos painéis entre si e 
à tubagem deverá potenciar o rendimento dos painéis, e sempre que possível deverá ser concebida de 
tal modo que fique hidraulicamente equilibrada sem que para isso seja necessário o recurso a órgãos 
de equilibragem. 
Existem três modos de ligação dos painéis entre si: em série, em paralelo e em paralelo de canais. 
2.2.1.1 Ligação em série 
Na ligação em série, representada na Figura 6, o fluído térmico percorre todos os painéis, um após o 
outro. 
 
Figura 6 - Painéis solares ligados em série 
12 
 
Este tipo de montagem implica que apenas o primeiro painel da série recebe fluído à temperatura mais 
baixa do circuito primário, os painéis seguintes recebem fluído térmico pré-aquecido pelos painéis 
anteriores. Isto significa que o primeiro painel terá melhor rendimento que o segundo, o segundo melhor 
rendimento que o terceiro, etc. A perda de carga total dos painéis será igual à soma da perda de carga 
em cada um dos painéis, mais a perda de carga nas linhas de ligação. Na Tabela 5 estão resumidas 
as principais vantagens e desvantagens deste tipo de ligação. [1] 
Tabela 5 - Vantagens e desvantagens da ligação em série 
Vantagens Desvantagens 
Adapta-se a qualquer tipo de colector Baixo rendimento 
Baixo custo de instalação Elevados custos com energia de apoio 
Instalação simples 
Número de colectores montados em 
série limitado (por perda de carga 
elevada) 
 
2.2.1.2 Ligação em paralelo 
Na ligação em paralelo, representada na figura, cada painel trabalha de forma independente, sendo 
percorrido pelo seu caudal nominal. 
 
Figura 7 - Painéis solares ligados em paralelo 
Este tipo de montagem implica que, se todos os painéis forem iguais, todos os painéis recebem fluído 
térmico à temperatura mais baixa do circuito primário, o que significa que terão todos o mesmo ΔT e o 
mesmo rendimento. A perda de carga total será igual à soma da perda de carga de um dos painéis com 
a perda de carga nas linhas de ligação ao painel mais afastado da origem. Na Tabela 6 estão resumidas 
as vantagens e as desvantagens deste tipo de ligação. [1] 
Tabela 6 - Vantagens e desvantagens da ligação em paralelo 
Vantagens Desvantagens 
Adapta-se a qualquer tipo de colector 
Instalação medianamente complexa 
Perda de carga baixa 
Bom rendimento térmico 
Custos de ligação mais elevados que na 
ligação em série 
Custos com energia de apoio reduzidos 
Número ilimitado de colectores montados 
em paralelo 
 
13 
 
 
2.2.1.3 Ligação em paralelo de canais 
Na ligação em paralelo de canais o fluído térmico percorre todos os painéis da forma representada na 
Figura 8. 
 
Figura 8 - Painéis solares montados em paralelo de canais 
Este tipo de montagem é uma variação da ligação em paralelo que apenas alguns colectores permitem, 
e não permite a ligação directa de mais de quatro painéis. A perda de carga é baixa e o rendimento 
elevado. Na estão resumidas as vantagens e desvantagens deste tipo de ligação. [1] 
Tabela 7 - Vantagens e desvantagens da ligação em paralelo de canais 
Vantagens Desvantagens 
Perda de carga baixa Não se podem ligar mais de quatro 
painéis, entre si Bom rendimento térmico 
Baixo custo de montagem 
Não se adapta a todos os tipos de 
colector 
Custos com energia de apoio reduzidos 
Instalação simples de executar 
 
2.3 Circuito solar 
2.3.1 Fluído de transferência térmica 
O fluído de transferência térmica transporta o calor produzido nos colectores para o seu destino. A água 
é, normalmente, o principal constituinte do fluído de transferência térmica pois possui as propriedades 
necessárias [3]: 
• Capacidade térmica elevada; 
• Condutividade térmica elevada; 
• Baixa viscosidade; 
• Baixo preço; 
• Não entra em combustão. 
A temperatura do fluído de transferência pode atingir temperaturas negativas durante a noite o que 
prova problemas devido ao congelamento da água. Para aumentar o intervalo de temperaturas em que 
a água se encontra no estado liquido é adicionado anticongelante, normalmente glicol. Desta forma 
baixa-se o ponto de congelamento e aumenta-se a temperatura de ebulição da mistura. No entanto a 
adição de glicol tem efeitos negativos nas propriedades do fluído de transferência térmica [3]: 
14 
 
• Diminuição da capacidade térmica; 
• Redução da condutividade térmica; 
• Aumento da viscosidade; 
• Aumento da expansão térmica; 
• Aumento da fricção; 
• Aumento do efeito corrosivo. 
Devido ao aumento de efeito corrosivo da água, é ainda necessária a adição de inibidores de acordo 
com os materiais específicos da instalação. [3] 
Importa ainda referir que a mistura água/glicol com inibidores líquidos satisfaz o requisito de 
biodegradabilidade de não ser tóxico nem irritante. [3] 
As temperaturas de fusão da mistura, no caso da utilização de um propanediol, ou propileno glicol, 
encontram-se na Tabela 8. [5] 
Tabela 8 - Temperatura de fusão da mistura para diferentes concentrações (mássicas) de propanediol na água 
Concentração (%) Temperatura de fusão (°C) 
15 -5,0 
25 -10,0 
35 -16,6 
45 -26,2 
 
 
2.3.2 Caudal no circuito primário 
Segundo manual “energia solar térmica”, recomendam-se caudais elevados para que se obtenha uma 
boa eficiência dos colectores. Para um sistema solar para habitação de uma ou duas famílias é referido 
o valor de 40 l/h por metro quadrado de superfície de colector como ideal. Já para o aquecimento de 
piscinas é recomendado um caudal volumétrico entre os 80 e os 110 l/h por metro quadrado de 
superfície de absorsor. [3] 
2.3.3 Tubagens 
Em sistemas solares são frequentemente utilizadas tubagens de aço inox, aço negro, aço galvanizado, 
cobre, e de materiais plásticos. As tubagens de cobre são as mais utilizadas no transporte de calor 
entre os colectores solares e os acumuladores por sere um material economicamente competitivo e 
tecnicamente adequado. O cobre é resistente à corrosão dos líquidos de transferência térmica e 
também dos agentes exteriores. É um material que, graças a sua maleabilidade e ductilidade, permite 
ser dobrado, o que permite a execução de traçados complicados e evitar alguns elementos de ligação. 
[3] 
O diâmetro da tubagem é muito importante visto que influencia directamente a velocidade do 
escoamento e, portanto, as perdas de pressão nas linhas de ligação. Devem tentar manter-se as perdas 
15 
 
de pressão tão baixas quanto possível, especialmente em instalações solares, nas quais a eficiência 
do sistema é normalmente uma prioridade face aos custos. Para manter a perda de pressão baixa é 
necessário manter a velocidade de escoamento abaixo dos 0,7m/s. [3] 
Em sistemas solares, a tubagem deve ter um isolamento térmico que permita minimizar as perdas no 
transporte de energia. Para tubagens de cobre até 18x1 recomenda-se um mínimo de 30 mm de 
espessura de isolamento, para dimensões superiores um mínimo de 40 mm. O material utilizado deve 
ter uma condutividade térmica de 𝐾 ≤ 0,0035 𝑊/𝑚𝐾. [3] 
 
 
2.3.4 Permutador 
Num sistema solar é necessário um permutador de calor para a transferência do calor transportado no 
circuito primário para o acumulador. Os permutadores de calor podem ser diferenciados entre externos 
e internos. [3] 
Os permutadores internos podem ser tubulares lisosou tubulares com alhetas. Os permutadores 
tubulares lisos possuem uma maior capacidade de troca de calor por metro quadrado de superfície de 
transferência de calor. No entanto, os tubulares com alhetas têm uma superfície de contacto maior por 
comprimento de tubo, sendo o seu design compacto vantajoso para utilizar em tanques de 
armazenamento compacto. A instalação dos permutadores é feita na vertical, promovendo o efeito de 
estratificação térmica no acumulador. As ligações devem ser feitas de modo a que o fluido de 
transferência térmica percorra o permutador de cima para baixo, de modo a optimizar a transferência 
de calor. [3] 
Os permutadores de calor externos podem ser de placas ou tubulares. As ligações devem ser feitas de 
modo a que o fluxo entre os dois líquidos seja feito em contra corrente, normalmente com o liquido mais 
quente a percorrer o permutador de cima para baixo. Os permutadores externos devem ser bem 
isolados termicamente. Na Tabela 9 estão resumidas algumas vantagens e desvantagens dos 
permutadores de externos, em relação aos internos. [3] 
Tabela 9 - Principais vantagens e desvantagens dos permutadores externos em relação aos internos 
Vantagens Desvantagens 
Capacidade de transferência de calor mais elevada Preço mais elevado 
Raramente existe redução devido ao calcário Necessidade de uma 
bomba adicional na parte 
secundária do circuito 
Possibilidade de utilização de um permutador para 
vários acumuladores 
 
Alguns permutadores externos de placas têm ainda a particularidade de poderem ser adaptados ás 
necessidades aumentando ou diminuindo o número de placas do permutador. 
16 
 
O permutador externo de placas e o interno (serpentina) são os de utilização mais comum nas 
instalações solares, tendo valores de eficácia tipicamente de 0,75 e 0,55 respectivamente. Para 
volumes de acumulação a partir dos 3000L recomenda-se a utilização de permutadores externos. A 
potência do permutador recomendada é, tipicamente, de 750 W/m2 de superfície colectora. [6] 
2.3.5 Vaso de expansão 
Trata-se de um recipiente de metal fechado que tem no seu interior uma membrana flexível que separa 
dois meios: um gás (normalmente nitrogénio) que está a uma pressão pré-estabelecida; o fluído de 
transferência térmica que entra no vaso de expansão devido ao aumento de volume quando aquecido. 
[3] 
O vaso de expansão tem o objectivo de absorver as dilatações e contracções da água no interior do 
sistema hidráulico, de modo a que a pressão se mantenha dentro de um patamar pré-definido. O vaso 
de expansão deve ainda manter, em permanência, uma pressão constante na linha de aspiração e ao 
mesmo tempo garantir uma sobrepressão, em relação à atmosfera de 0,5 bar no topo da instalação. 
Estes princípios são a resposta mais comum entre os especialistas, mas existem aspectos adicionais 
a ter em conta. É mencionado que, na realidade, a parte da instalação onde se deve manter a pressão, 
o mais estável possível, é nos painéis. Assim o vaso de expansão deverá ser montado imediatamente 
antes destes. O facto de ser o local onde o fluído térmico está mais frio é altamente benéfico para a 
vida útil do vaso de expansão. No entanto, com esta localização perde-se, parcialmente, o controlo na 
pressão de aspiração da bomba. [1] 
Por outro lado, há quem defenda que o vaso de expansão deverá ser montado necessariamente na 
aspiração da bomba, no circuito de ida para os colectores, como indicado na parte esquerda da Figura 
9. Caso não haja espaço pode ser montado, deve ser montado em alternativa como indicado na parte 
direita da Figura 9 (neste caso é absolutamente necessário a instalação de um purgador automático 
antes do vaso de expansão, para facilitar a evacuação de gases). [6] 
 
Figura 9 - Montagem do vaso de expansão na aspiração da bomba 
A forma geral de calcular o volume de água armazenada no vaso de expansão (Vexp) deve contemplar 
três parcelas referentes a: 1) aumento do volume de água (Ve), devido ao aquecimento desde a 
temperatura de referência, geralmente 10 ºC (Tmin), até à temperatura máxima de serviço do sistema 
(Tmax); 2) volume mínimo de água a ser armazenado no vaso e que possa fazer frente a uma fuga no 
sistema (Vv); 3) volume total de água contida nos painéis solares (Vk). 
 𝑉𝑒 = 𝛽 𝑉𝐴 (𝑇𝑚𝑎𝑥 − 𝑇𝑚𝑖𝑛) (1) 
17 
 
 𝑉𝑉 ≥ 0,005 𝑉𝐴 (2) 
 𝑉𝑉 ≥ 3 (3) 
 𝑉𝑒𝑥𝑝 = 𝑉𝑒 + 𝑉𝑉 + 1,1×𝑉𝑘 (4) 
Na expressão (1) β representa o coeficiente de expansão do fluído térmico e VA o volume total de água 
contida no sistema. No caso de painéis solares em que o fluído térmico é o mesmo que percorre o resto 
do circuito solar, Vk deverá ser sempre considerado no dimensionamento do vaso de expansão, mas a 
temperatura a partir da qual se considera a formação de vapor será limitada a 110 ~ 120 ºC, pelo que 
normalmente se utiliza Tmax = 120 ºC. No caso dos colectores de tubos de calor, em que o fluído que 
percorre a instalação nunca entra dentro dos tubos de vácuo, caso se possa considerar que 𝑝0 ≤ 4 bar 
é suficiente para evitar a formação de vapor no interior dos painéis, devemos ignorar Vk. [1] 
2.3.6 Acessórios anti-retorno 
Quando a bomba de circulação não está em funcionamento (nomeadamente no período da noite) é 
essencial que esteja instalada uma válvula anti-retorno, ou um freio de gravidade, no fluxo de retorno 
entre a bomba e o colector, para evitar o arrefecimento do tanque de armazenamento. Este acessório 
deve ser dimensionado de forma a que a pressão do fluído de transferência térmica não seja suficiente 
para abrir a válvula. [3] 
2.3.7 Purgador de ar 
No ponto mais alto do sistema solar deve ser instalado um purgador de ar automático com válvula de 
fecho total ou um purgador de ar manual. Estes purgadores servem para drenar o ar do circuito solar 
depois de preenchido com o fluído de transferência térmica e quando for necessário durante o período 
de operação normal do sistema. Têm de ser resistentes ao glicol e a temperaturas de pelo menos 
150°C. Em situação de estagnação do sistema, a válvula deve estar fechada para que não exista o 
risco de perda do fluído de transferência térmica por evaporação. [3] 
2.3.8 Válvula de segurança 
Os sistemas têm que estar equipados com uma válvula de segurança com uma largura nominal mínima 
de DN 15 (na secção de entrada). Quando é excedida a pressão de regulação a válvula abre e permite 
o escoamento do fluido de transferência para um tanque colector. [3] 
 
2.4 Ferramentas de dimensionamento 
O cálculo da energia captada por um sistema solar térmico é muito complexo, pelo que é feito com 
recuso a um programa de cálculo. 
2.4.1 Metodologia de Cálculo simplificado 
 
18 
 
2.4.1.1 Área de colectores 
Existem fórmulas aproximadas que permitem fazer uma estimativa simplificada da superfície de 
colectores necessária. Para tal começa-se por estipular o calor necessário anualmente para 
aquecimento da água (Qu), a radiação solar anual no local, a eficiência média do sistema e a fracção 
solar que se deseja atingir. A área da superfície de colectores pode então ser estimada, em primeira 
aproximação, pela seguinte expressão[3]: 
 
𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑙𝑒𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠[𝑚2] =
𝑄𝑢[𝑘𝑊ℎ]×𝐹𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟
𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎çã𝑜 𝑛𝑜 𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙[𝑘𝑊ℎ 𝑚2⁄ ]×𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
 (5) 
 
2.4.1.2 Orientação e inclinação dos painéis 
Um painel sem seguimento solar deverá ser instalado com a orientação e ângulo de inclinação que 
maximize a radiação incidente e, portanto, a energia produzida. No hemisfério norte, a orientação 
óptima é geralmente de 0º, ou seja, para o Sul geográfico. Naturalmente que por vezes tal não se 
verifica, devido às sombras criadas pela envolvente do local, ou devido ao perfil das necessidades 
térmicas, por exemplo. 
O angulo de inclinação óptimo vai depender da latitude do local. São ainda recomendadas inclinações 
diferentes dependendo da altura do ano em que o sistema é utilizado. Na Tabela10 encontram-se as 
inclinações recomendadas em função a latitude do local para utilizações em diferentes períodos do 
ano. [6] 
Tabela 10 - Inclinação de referência para painéis 
Período de utilização 
Ângulo de inclinação 
recomendado 
Inverno Latitude do local + 15º 
Verão Latitude do local - 15º 
Todo o ano Latitude do local - 5º 
 
2.4.1.3 Distância mínima entre fileiras 
Devido ao efeito de sombreamento próprio num campo de painéis, as fileiras não devem estar próximas 
demasiado próximas umas das outras. Considera-se que às 12 horas solares do dia mais curto do ano 
as filas de colectores não devem sombrear a fila que se à sua retaguarda. Assim, as distâncias mínimas 
entre fileiras podem ser calculadas através das seguintes expressões, baseadas na Figura 10: 
 
𝑑1 = 𝑏
sin(α)
tan(𝛽)
 (6) 
 𝑑 = 𝑑1 + 𝑏 cos (𝛼) (7) 
 𝛽 = 90° − |𝐿 − 𝛿𝑆| (8) 
onde 𝑑 é o passo entre fileiras, 𝑑1 é a distância entre as fileiras, 𝑏 é o comprimento dos coletores solares 
α é o angulo de inclinação dos coletores solares, 𝛽 é o angulo de altitude solar ás 12 horas solares do 
solstício de inverno, 𝐿 é a latitude do local e 𝛿𝑆 é o angulo de declinação solar. 
19 
 
 
 
 
Figura 10 - Distancia de sombreamento entre fileiras de colectores solares 
 
 
20 
 
3 Caso de estudo (piscina do IST) 
 
3.1 Descrição física 
A infra-estrutura em estudo está localizada no campus da Alameda do IST, junto à Avenida Rovisco 
Pais, Lisboa e pertence ao pavilhão da AEIST. As coordenadas geográficas são as seguintes: 
Tabela 11 - Coordenadas geográficas do pavilhão da piscina 
Latitude Longitude 
38°44'09.3"N 9°08'14.5"W 
 
 
Figura 11 - Localização do pavilhão da piscina 
 
Na Tabela 12 estão apresentadas as principais dimensões do pavilhão da piscina, do tanque da piscina 
e dos balneários. 
Tabela 12 - Principais dimensões do pavilhão da piscina, da piscina e número de duches nos balneários 
Dimensões do pavilhão da piscina (interior) 
Comprimento [m] Largura [m] Altura [m] Área [m2] Volume [m3] 
33,5 13,1 9,3 438,85 4081,305 
Dimensões da piscina 
Comprimento [m] Largura [m] Área [m2] 
Profundidade 
média [m] 
Volume [m3] 
24,9 8,8 219,12 1,9 409,4 
Número de duches nos balneários da piscina 
Masculino Feminino 
7 12 
 
21 
 
A carga térmica do edifício é suportada por um sistema de aquecimento instalado na cave do edifício 
imediatamente a oeste do pavilhão da piscina. O calor produzido pelo sistema é utilizado no 
aquecimento das AQS consumidas nos balneários e no aquecimento da água da piscina. É também 
utilizado no condicionamento do ar do pavilhão. A UTA encontra-se instalada no telhado do pavilhão 
da piscina. As principais dimensões do telhado encontram-se descritas na Figura 12 e foram medidas 
com recurso ao Google Maps [7]. 
 
 
Figura 12 - Dimensões do telhado 
Os sombreamentos no telhado foram medidos utilizando uma estação total num ponto central do 
telhado. Mediu-se o ângulo zenital entre a estação total e o topo dos edifícios envolventes. Os ângulos 
de altitude dos edifícios foram medidos de 4,5 em 4,5 graus azimutais (5 grados) em torno da estação 
total, tendo sido feitas um total de 64 medições desde os -153 graus a Este do até aos 130.5 graus a 
Oeste. Na Figura 13 estão representadas as obstruções solares que envolvem o telhado do pavilhão 
da piscina. A figura foi obtida introduzindo as medições efectuadas após tratamento de dados no 
SolTerm. 
22 
 
 
Figura 13 - Representação das obstruções solares no telhado 
3.2 Sistema de aquecimento actual 
 
O sistema de aquecimento que actualmente se encontra instalado está esquematizado na Figura 14. 
Toda a carga térmica é suportada por um conjunto modular de 3 caldeiras cujas características se 
apresentam na Tabela 13. 
Tabela 13 - Características técnicas das caldeiras 1, 2 e 3 
Características técnicas Caldeiras 1, 2 e 3 
 
Fabricante Roca 
Modelo NG 400/260 
Ano de fabrico 1998 
Potência nominal (kW) 310 
Temperatura máxima (°C) 95 
Pressão máxima (bar) 4 
 
O aquecimento é feito através de um circuito de água fechado. Existem no circuito de aquecimento 
primário um total de quatro bombas hidráulicas de circulação, instaladas no circuito da UTA, no circuito 
da piscina e duas, em paralelo, no circuito do depósito de AQS, cujo funcionamento é feito apenas por 
uma das bombas sendo a segunda de reserva. Na Tabela 14 encontram-se as características técnicas 
das bombas de circulação (a bomba da piscina não dispunha de placa de características técnicas). 
 
23 
 
 
Figura 14 - Esquema do sistema de aquecimento actualmente instalado 
 
Tabela 14 - Características técnicas das bombas hidráulicas de circulação 
Características técnicas Bomba AQS 1 e 2 Bomba UTA Bomba Piscina 
Fabricante LOWARA Grundfos SIME 
Modelo AFLCG 40-120 UPS 30-80 180 - 
Potencia (W) 27-450 145-245 - 
Tensão (V) 230 230 - 
Frequência (Hz) 50 50 - 
Corrente (A) 0,22-2,70 0,65-1,05 - 
 
24 
 
Quando é necessário fornecer calor ao tanque de AQS, à UTA ou à piscina, a(s) bomba(s) respectiva(s) 
liga(m) fazendo a água circular. A água abandona o colector de retorno e atravessa o módulo de 
caldeiras para ser aquecida. O número de caldeiras que acende depende das necessidades térmicas 
do momento. Ao sair do módulo de caldeiras, a água quente entra no colector de ida e em seguida é 
encaminhada pelo funcionamento da(s) bomba(s) para onde for necessário o aquecimento. 
O aquecimento do depósito de AQS é feito através de um permutador de placas exterior, mantendo a 
água do tanque a uma temperatura de 60 °C, medida de segurança contra a legionella. Nas Tabela 15 
apresentam-se algumas características técnicas do permutador e do depósito de AQS 
respectivamente. Para informações mais detalhadas sobre o deposito de AQS consultar o anexo. 
Tabela 15 - Características técnicas do permutador de placas AQS 
Características técnicas Permutador AQS 
Fabricante ARSOPI THERMAL, S.A. 
Modelo FH00-HJ-36 
Nº fábrica 11328TH 
Ano de fabrico 2013 
 Lado A Lado B 
Temperatura cálculo (°C) 0/130 0/130 
Pressão cálculo (bar) 10 10 
Pressão ensaio (bar) 13 13 
Volume (l) 0,81 0,765 
Fluído 1/2 1/2 
Potência térmica (kW) 25/200 
Data ensaio Jun/13 
Peso (kg) 21 
Aperto máximo (mm) 91 
Aperto mínimo (mm) 91 
Código aplicável ASME VIII-1 
 
25 
 
Tabela 16 - Características técnicas do depósito de AQS 
Características técnicas Depósito AQS 
 
Figura 15 - depósito de AQS 216P 2000 
Fabricante SiCC 
Modelo 216P 2000 
Nº fabrica 0804915015 
Ano de fabrico 2008 
Tratamento VITROFLEX 
Capacidade (dm3) 2000 
Temperatura máxima (°C) 99 
Pressão máxima (bar) 8 
 
A piscina é, também, aquecida através de um permutador de placas. A água da piscina deve ser 
mantida entre os 25 e os 28 °C. A placa de características técnicas do permutador da piscina está 
danificada e ilegível. 
A UTA utiliza água quente a 80 °C, retornando a 60 °C. Depois de fornecer o calor onde era necessário, 
a água entra no colector de retorno, completando o circuito. Na Tabela 17 estão apresentadas algumas 
características técnicas da UTA. Para informações mais completas sobre as características da UTA e 
o seu funcionamento podem ser consultadas no em anexo as páginas do catálogo do fabricante 
referentes ao modelo instalado. 
Tabela 17 - Características técnicas da UTA 
Características técnicas UTA 
Fabricante C.I.C. Jan Hrebec 
Modelo H 10 RT 
Caudal de r (m3/h) 9000 
Caudal de água 80/60 °C (m3/h) 3,7 
Potência de aquecimento max. @ Tvst = 15°C (kW) 84,4 
Potência do ventilador de insuflação (kW) 4,1 
Potencia do ventilador de extracção (kW) 3,8 
 
Foram medidos, utilizando uma fita métrica, os perímetros exteriores de alguns tubos dos circuitos de 
aquecimento. As medições do perímetro, o material dos tubos e o diâmetro externo encontram-se 
resumidas na Tabela 18. 
 
Tabela 18 - Características das tubagens 
Circuito Material 
Perímetro 
Exterior(cm) 
Diâmetro 
Exterior (mm) 
26 
 
Caldeira - UTA Ferro Fundido 19 60,479 
Caldeira - AQS Ferro Fundido 13,5 42,972 
Caldeira – 
Permutador piscina 
Ferro Fundido 24 76,394 
Permutador piscina – 
Circulação piscina 
PVC 23,6 75,121 
 
 
3.3 Estimativas das necessidades térmicas 
 
Durante a realização desta tese, a piscina encontra-se encerrada, pelo que não foi possível efectuar 
medições no local, de modo a ter uma estimativa mais corretã da carga térmica da piscina e das AQS 
ou até da UTA. Assim, as necessidades térmicas foram estimadas a partir de dados antigos da 
ocupação da piscina, algumas medições previamente efectuadas pelo projecto campus sustentável e 
aproximações baseadas nas dimensões das instalações. 
 
3.3.1 Ocupação da piscina 
 
Retirou-se de um breve estudo efectuado em 2014 pelo Eng. Fernando Prata Lourenço o perfil de 
utilização semanal da piscina da AEIST apresentado na Tabela 19, medido durante o período de aulas. 
Tabela 19 - Utilização da piscina medida em período de aulas 
Horas 2º 3º 4º 5º 6º Sábado 
07:40 5 5 6 5 6 
08:20 8 3 6 3 6 
09:00 3 5 3 6 2 2 
09:40 15 7 15 6 15 2 
10:20 4 5 5 5 5 3 
11:00 4 5 5 5 5 15 
11:40 5 6 5 6 5 20 
12:20 6 22 6 22 6 3 
13:00 12 20 14 20 10 3 
 
15:50 0 0 0 0 
16:30 11 0 7 0 7 
17:20 18 20 22 23 32 
18:00 20 22 22 14 24 
18:40 18 9 17 10 12 
27 
 
19:20 1 0 1 0 1 
20:00 12 9 13 6 10 
Total 142 138 147 131 146 48 
 
Destas medições decorre que existia uma média de utilização de 141 utentes por dia (útil). 
Dados de 2011 fornecidos pela desportiva do técnico apontam para uma média que pode rondar os 
215 utentes por dia, uma utilização cerca de 1,5 vezes superior à da tabela. É ainda referido que o valor 
foi estimado com dados de Fevereiro e que a amostra não é representativa dos meses mais quentes, 
em que a procura dos serviços da piscina aumenta. 
Visto que a AEIST pretende um aumento de utilizadores quando a piscina reabrir, decidiu-se utilizar o 
perfil de utilização semanal da Tabela 19 multiplicado por 1,5 atingindo-se a utilização média diária 
estimada em 2011, chegando-se assim a o perfil de utilização de dia útil generalizado apresentado na 
Tabela 20. 
Tabela 20 - Perfil de utilização da piscina utilizado e generalização para dia útil 
Horas 2º 3º 4º 5º 6º Dia útil Sábado 
07:40 8 8 10 8 10 9 
08:20 13 5 10 5 10 9 
09:00 5 8 5 10 4 6 4 
09:40 23 11 23 10 23 18 4 
10:20 7 8 8 8 8 8 5 
11:00 7 8 8 8 8 8 23 
11:40 8 10 8 10 8 9 31 
12:20 10 34 10 34 10 20 5 
13:00 19 31 22 31 16 24 5 
 
15:50 0 0 0 0 0 0 
16:30 17 0 11 0 11 8 
17:20 28 31 34 36 49 36 
18:00 31 34 34 22 37 32 
18:40 28 14 26 16 19 21 
19:20 2 0 2 0 2 1 
20:00 19 14 20 10 16 16 
Total 225 216 231 208 231 225 77 
 
 
28 
 
3.3.2 Número de banhos/consumo de AQS 
 
O numero de banhos diários foi estimado considerando que todos os utilizadores da piscina tomam 
banho (após a utilização) consumindo cada um 40 l de água quente a 50°C, o que se traduz em 9000l 
de AQS em dia útil e 3080l ao sábado. 
O cruzamento de dados das tabelas Tabela 19 e Tabela 20 permite a determinação do perfil de 
consumo hora a hora de AQS diário, apresentado na Tabela 21. 
Tabela 21 - Perfil de consumo de AQS diário (hora a hora) 
Horário 
Dia útil Sábado 
nº banhos litros(50°C) % nº banhos litros(50°C) % 
das 8 as 9 9 360 4 
das 9 as 10 15 600 6,7 4 160 5,2 
das 10 as 11 18 720 8 4 160 5,2 
das 11 as 12 16 640 7,1 28 1120 36,4 
das 12 as 13 9 360 4 31 1240 40,2 
das 13 as 14 44 1760 19,6 10 400 13,0 
das 14 as 17 
 
das 17 as 18 8 320 3,5 
das 18 as 19 68 2720 30,2 
das 19 as 20 21 840 9,3 
das 20 as 21 17 680 7,6 
Total 225 9000 100 77 3080 100 
 
 
3.4 Modelo do sistema actual 
 
Utilizando o Polysun, foi modelado um sistema com o objectivo de simular o sistema de aquecimento 
actualmente instalado. A configuração do modelo criado pode ser observada na Figura 16 onde também 
se identificam os tubos com números. 
29 
 
 
Figura 16 - Configuração do modelo do sistema actual criado e identificação dos tubos do sistema 
Não foi possível recriar no programa o conjunto de 3 caldeiras que funcionam por escalões dependendo 
das necessidades térmicas, pelo que foram utilizadas 3 caldeiras separadas: uma para a UTA, uma 
para as AQS e outra para a piscina. 
 
3.4.1 Parâmetros dos componentes utilizados no Polysun 
A maioria dos componentes do sistema modelado foram obtidos editando alguns parâmetros de 
equipamentos já existentes no Polysun. 
3.4.1.1 Tubagens 
Foram utilizadas as tubagens já existentes no programa com os diâmetros externos mais próximos dos 
que foram medidos. A espessura de isolamento foi colocada a 0 mm em todos os tubos. Não existem 
tubagens de ferro fundido no programa pelo que foram utilizadas tubagens de aço. 
Tabela 22 - Principais parâmetros das tubagens 
Tubo 
Nome do tubo no 
Polysun 
Diâmetro 
externo (mm) 
Diâmetro 
interno (mm) 
Comprimento 
(m) 
1 e 2 Tubo em aço 2’’ 60,3 54,5 35 
3 e 4 Tubo em aço 1 ¼’’ 42,4 32,2 2 
5 e 6 Tubo em aço 1 ¼’’ 42,4 32,2 4 
7 e 8 Tubo em aço 2 ½’’ 76,1 70,3 2 
9 e 10 PVC 65 75,2 66,9 8 
11 Tubo em aço 1 ¼’’ 42,4 32,2 48 
12 e 13 Tubo em aço 1 ¼’’ 42,4 32,2 2 
 
3.4.1.2 Bombas 
Foram utilizadas bombas já existentes no programa com parâmetros próximos das bombas reais. As 
bombas escolhidas e os respectivos caudais encontram-se na Tabela 23. No caso da bomba do circuito 
30 
 
da piscina, a escolha foi feita com base em bombas tipicamente utilizadas noutras piscinas e que 
permitem caudais superiores a 9000 l/h, com potências que ultrapassam os 700W. 
Tabela 23 - Principais parâmetros das bombas de circulação 
Circuito Nome da bomba no Polysun Caudal (l/h) 
UTA Grundfos UPS 32-80 (F) 2800 
AQS Wilo-Stratos-D 40/1-12 3740 
Piscina Wilo-Stratos-D 80/1-12 8890 
 
3.4.1.3 Permutadores 
O permutador de calor do depósito de AQS utilizado já existia no programa. O permutador da piscina 
foi obtido editando a potencia de transferência de calor. Os permutadores utilizados estão 
apresentados na Tabela 24. 
Tabela 24 - Permutadores de calor utilizados 
Permutador Nome do permutador no Polysun Alterações 
AQS 150 kW/K - 
Piscina 150 kW/K Potência alterada para 300kW/k 
 
3.4.1.4 Caldeiras 
As caldeiras utilizadas foram obtidas editando a caldeira sem bomba integrada “a gás 200 kW” já 
existente no programa. As alterações efectuadas estão apresentadas na Tabela 25. 
Tabela 25 - Parâmetros da caldeira "a gás 200kW" alterados 
Caldeira 
Potência 
(kW) 
Rendimento 
(%) 
Temperatura de 
segurança (°C) 
“a gás 200 kW” 200 90 140 
Utilizada 310 83 95 
 
3.4.1.5 Deposito de AQS 
O depósito de AQS foi obtido através da edição do acumulador que o programa cria quando se utiliza 
opção “redefinir acumulador”, opção que permite definir as conexões existentes. Na Tabela 26 
encontram-se os parâmetros que foram alterados. 
Tabela 26 - Parâmetros do acumulador do programa que foram alterados 
Acumulador 
Volume 
(l) 
Altura 
(m) 
Perdas de calor em 
estado estacionário 
(W) 
Isolamento 
térmico 
Espessura do 
isolamento 
(mm) 
Original 600 1,7 0 PU rígido 80 
Utilizado 2000 2,4 183 Poliestireno 60 
 
31 
 
3.4.1.6 UTA 
Como aproximação da UTA editou-se um módulo “ventoinha” do Polysun. Os parâmetros modificados 
podem ser consultados na Tabela 27. 
Tabela 27 - Parâmetros da "ventoinha com quatro tubos 7" alterados 
UTA 
Potência de 
aquecimento 
nominal (W) 
Caudal nominal 
de água quente 
(l/h) 
Caudal 
nominal de 
ar (l/s) 
Potência da 
ventoinha 
(W) 
“Ventoinha com 
quatro tubos 7” 
(original) 
5200 222,8 101 78 
Utilizado 30000* 3700 2500 4100 
*Este valor é o máximo que o programa permite colocar. 
 
3.4.1.7 Edifício, piscina e consumo de AQS 
Os parâmetros utilizados no edifício da piscina, na piscina e no consumo de AQS que se encontram 
nas Figura 17, Figura 18 e Figura 19 respectivamente. 
 
Figura 17-