_Hinrichs_Kleinback

Cap. 5 Energia Solar: Características e Aquecimento 127
EXEMPLO
Calcule o tamanho do coletor necessário para aquecer, de 50°F para 130°F, 80
galões de água por dia no mês de março em Los Angeles. Pressuponha uma
insolação de 1.700 Btu/dia/pé 2 e uma insolação do coletor de 50%.
Solução
Recorde do Capítulo 4 que onde m é a massa e c o calor específico da
distância. Sendo assim, o calor Q necessário é
Q = 80 gal x 8,3 lb/gal x 1 Btu/lb-°F x (130 - 50)°F = 53.100 Btu/dia.
O calor fornecido pelo coletor será Q = insolação X área X eficiência ou
53.100 Btu/dia = 1.700 Btu/dia/pé 2 X área X 0,5
Desta forma, a área do coletor = 62 pés 2 .
Aquecedores de água por lote ou batelada ou aquecedores bread-box são sistemas
baratos e populares utilizados para pré-aquecer água usando o Sol. Eles têm sido utilizalos
nos últimos cem anos. O projeto é bastante simples: um tanque preto, dentro de uma
caixa termicamente isolada e com uma cobertura de vidro absorve a energia solar para
aquecer a água doméstica. A água fria vinda do sistema municipal de abastecimento subszrui
a que está no tanque à medida que uma torneira de água quente é aberta. O conteúdo
do tanque preto normalmente flui para dentro de um aquecedor de água convencional,
onde pode ser mais aquecido, se necessário. A Figura 5.19 mostra um sistema de dois tanques
que pode suprir as necessidades de uma família de quatro pessoas. Coberturas termicamente
isoladas são colocadas sobre o vidro durante a noite. O investimento de 500
dólares em um sistema deste tipo pode ser amortizado em cinco a dez anos.
Além deste tipo de aquecedor de água, existe um outro, que usa uma abordagem
baseada em um termossifão, através do qual a água flui do coletor para o tanque por circulação
natural. Neste método, o tanque de armazenamento é localizado acima do coletor.
A água aquecida no coletor é menos densa que a água fria que entra no sistema e irá subir
para dentro do tanque (Figura 5.20). Com o Sol a pino, a temperatura da água pode aumentar
de 15°F para 20°F em apenas uma passagem pelo coletor. Estes sistemas são muito
populares no Oriente Médio e normalmente são montados sobre o telhado. Existem
800.000 destes sistemas em Israel, abastecendo 70% da população.
Neste momento, em que discutimos a utilização doméstica de água quente, tornase
importante enfatizar a conservação de energia. Os custos de energia para AQD
podem ser reduzidos por meio tanto da minimização da utilização de água quente
quanto pela mudança para uma fonte renovável de energia, como a solar. Algumas
coisas podem ser feitas:
• Reduzir o termostato do aquecedor de água para 120°F
• Isolar termicamente o aquecedor de água com fibra de vidro R-19; isto pode
reduzir as perdas de energia em aproximadamente 15%. Estes "cobertores" de
aquecedor de água são facilmente encontrados no mercado por cerca de 10
dólares e são fáceis de instalar.
• Usar restritores de fluxo nos chuveiros ou aeradores de baixo fluxo nas pias.
Estas ações reduzem o uso de água quente em aproximadamente 50%.