_Hinrichs_Kleinback

136 Energia e Meio Ambiente
Para se calcular qual a área (em pés 2 ) A de coletor é necessária para se fornecer uma
quantidade de calor Q, é preciso conhecer a insolação média I e a eficiência do coletor (na
conversão de energia solar em energia útil que será fornecida à casa pelo fluido do coletor).
Um exemplo numérico do cálculo de dimensionamento é mostrado a seguir.
EXEMPLO
Dimensionando Coletores para o Aquecimento de Ambientes
Qual área de coletor é necessária para fornecer toda a energia térmica necessária
para aquecer por um dia uma casa quando a carga de calor é de 20.000
Btu/h? Considere a insolação média diária sobre a superfície do coletor como
igual a 1.800 Btu/pé 2 /dia e a eficiência do coletor de 50%.
Solução
Relembre que
. A energia térmica Q necessária para um dia será igual
a 20.000 Btu/h x 24 h/dia = 480.000 Btu/dia. A energia solar coletada em um dia
será igual a 1.800 Btu/pé 2
x 0,50 x a área A do coletor. Desta forma,
A = 480.000 Btu/dia/900 Btu/pé 2 /dia = 533 pés 2
Isto é aproximadamente metade da área de telhado de uma típica casa de dois
andares! Com um preço de aproximadamente 55 dólares por pé 2
de coletor,
você pode entender por que poucos sistemas solares ativos de aquecimento
estão sendo instalados.
H. Armazenamento de Energia Térmica
Uma importante exigência para um sistema de aquecimento baseado em energia solar é
que ele seja capaz de armazenar energia para utilização durante o período noturno e dias
nublados. Um importante critério na seleção do meio de armazenamento é o calor específico
da substância. Materiais diferentes absorvem diferentes quantidades de calor quando submetidos
ao mesmo aumento de temperatura. Como você deve se lembrar do Capítulo 4, a
relação entre a mudança de temperatura e a quantidade de calor adicionada (ou subtraída)
Q é dada por
onde c é o calor específico e m a massa da substância. A Tabela 5.5 lista o calor específico
(por libra e por pé 3 ) de alguns materiais diferentes.