Princípio de funcionamento

 

A água fria entra no reservatório térmico e alimenta o coletor solar, onde é aquecida. Após o aquecimento a água retorna para o reservatório térmico, onde sai uma tubulação para abastecer o(s) ponto(s) de consumo. O sistema de aquecimento solar é formado basicamente por coletor solar, reservatório térmico e tubulações, conforme mostra a figura abaixo:

Os coletores mais utilizados no Brasil são: aberto (piscinas) e fechado (banho).

O coletor fechado é constituído de:

·         Caixa externa: geralmente feita de alumínio que suporta todo o conjunto.

·         Isolamento térmico: minimiza as perdas de calor para o meio. Reveste a caixa externa, normalmente é feito de lã de vidro ou de rocha ou espuma de poliuretano.

·         Tubos (flauta/calhas superior e inferior): tubos interconectados através dos quais, o fluido escoa no interior do coletor. Normalmente são feitos de cobre.

·         Placa absorvedora (aletas): responsável pela absorção e transferência da energia solar para o fluido de trabalho. São metálicas, feitas de alumínio ou cobre e são pintadas de preto fosco ou recebem tratamento especial para melhorar a absorção.

·         Cobertura transparente: geralmente de vidro, policarbonato ou acrílico que permite a passagem da radiação solar e minimiza a perda de calor por convecção e radiação para o meio ambiente.

·         Vedação: importante para isolar o sistema da umidade externa.

A figura abaixo mostra os componentes do coletor solar fechado:

 

A diferença do coletor aberto para o fechado, basicamente é a inexistência da caixa, cobertura e isolamento.

O reservatório térmico é responsável por manter a água quente. Ele é constituído de:

·         Corpo interno: fica em contato direto com a água, por isso deve ser feito de materiais resistentes à corrosão, como cobre e aço inoxidável.

·         Isolamento térmico: minimiza a perda de calor para o meio, fica instalado entre o corpo externo e interno. Normalmente é feito de lã de vidro ou espuma de poliuretano.

·         Corpo externo: protege o isolamento térmico de intempéries. Normalmente é feito de alumínio, aço galvanizado ou aço carbono pintado.

·         Termostato: verifica a temperatura da água dentro do reservatório térmico, se necessário aciona a resistência elétrica.

·         Resistência elétrica: responsável pelo aquecimento auxiliar nos dia de baixa insolação.

·         Suportes: apoio para fixação e instalação do reservatório.

·         Tampa lateral: veda o reservatório.

 

A circulação da água no sistema pode ser: por termossifão ou forçada. No caso do termossifão, com a variação da temperatura da água, há uma mudança de densidade da mesma. Por ter menor densidade, a água quente se torna mais “leve” em relação à água fria. Com isso a água quente “sobe” naturalmente para o reservatório térmico. Para ter a circulação por termossifão, é necessário verificar as condições do local da instalação, para garantir que este processo possa ocorrer. Já na circulação forçada, a água é bombeada pelo sistema. Abaixo segue uma figura de um exemplo de termossifão: