_Hinrichs_Kleinback

138 Energia e Meio Ambiente
Outros meios para o armazenamento térmico são os materiais de troca de fase. Em temperaturas
relativamente baixas, estes materiais sofrem uma mudança de fase, passando do estado
sólido para o líquido, como acontece com o gelo a 0°C. A quantidade de energia
absorvida por unidade de massa sem uma mudança de temperatura é chamada de "calor de
fusão". Quando a reação se desenvolve na direção contrária, à noite, à medida que o material
esfria, ele se solidifica e o calor é liberado para o interior da construção. Um grupo comum
de substâncias utilizadas desta forma são os "sais eutéticos". Estes sais, como o sulfato de
sódio decahidratado (também conhecido como "sal de Glauber"), são combinados com a
água. A 91°F, este sal derrete com a adição de 108 Btu/lb. De modo inverso, quando a temperatura
cai abaixo de 91 °F, 108 Btu/lb são liberados quando o sal se solidifica. As propriedades
de alguns materiais de troca de fase mais comuns estão listadas na Tabela 5.6.
I. Resumo
A maior parte dos sistemas de aquecimento que utilizam energia solar possui um coletor,
armazenamento térmico e um sistema de distribuição. Sistemas ativos (incluindo
aqueles de água quente doméstica) usualmente fazem uso de um coletor de placa plana
através do qual a água ou o ar se movem para transferir a energia coletada. Uma bomba
ou um circulador/ventoinha são utilizados para mover o fluido entre o coletor e o
tanque de armazenamento. Um sistema solar passivo utiliza as janelas da casa voltadas
para o Sul como coletores e meios naturais de transferência de calor. A massa térmica
(água ou pedras) dentro da casa é utilizada para armazenar a energia e reduzir as flutuações
de temperatura durante o dia e a noite.
Para determinar o tamanho necessário do coletor solar, deve-se conhecer a radiação
solar incidente (insolação) sobre o coletor (medida em unidades de W/m 2
ou
Btu/h/pé 2 ), a quantidade de calor que deve ser liberada para obtenção de água quente
doméstica (AQD) ou aquecimento de ambientes e a eficiência do coletor. Para aplicações
de AQD, o coletor deve ser inclinado horizontalmente em um ângulo igual ao da latitude
do local.
Tabela 5.6
PROPRIEDADES DOS MATERIAIS DE TROCA DE FASE
Temperatura de
Material
Densidade
(lb/pé 3 )
Calor de Fusão
(Btu/lb)
Fusão
( e F)
Sal de Glauber
(sulfato de sódio decahidratado,
Na 2S0 410H 20)
Hypo
(tiosulfato de sódio pentahidratado,
Na 2S 20 3.5H 20)
91 108 88-90
104 90 118-120
Parafina 51 75 112
Gelo 57 144 32
Cloreto de Cálcio Hexahidratado,
CaCl 26H 20
102 75 84-102