Projeto
Sistema de Aquecimento Solar Bombeado
Necessidades:
Dimensionamento da tubulação.
Dimensionamento da motobomba.
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1
Projeto
Dimensionamento da tubulação.
1º Passo: Calcular a vazão de projeto.
2º Passo: Determinar a vazão de cada trecho do
circuito primário.
3º Passo: Determinar o diâmetro da tubulação cuja
vazão máxima seja compatível com a vazão de projeto
e vazão do trecho.
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Projeto
Dimensionamento da tubulação.
Calcular a vazão de projeto:
Vazão = Área Coletora Efetiva x 72l/h.m² ou
Vazão = Ac x 72/h.m²
1+ Nassoc. Série
Área Efetiva
Área Efetiva
Área Efetiva
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Projeto
Dimensionamento da tubulação.
Calcular a vazão máxima de cada diâmetro.
Vazão Máxima = Área Seção Interna Tubo x Velocidade Máxima
Observação: velocidade máxima considerada: 2,5 m/s. (NBR 5626)
Diâmetro (mm)
15
22
28
35
42
54
Vazão Máxima (m³/h)
1,4
3,1
5,1
8,0
11,5
19,3
Vazão Máxima (l/min)
23,1
51,0
84,6
133,0
192,3
321,0
Escolher o diâmetro cuja vazão máxima é imediatamente superior a vazão de
projeto.
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Projeto
Dimensionamento da motobomba
1º Passo: Calcular a vazão de projeto (já visto).
2º Passo: Determinar o diâmetro da tubulação em função da
vazão de cada trecho.
3º Passo: Calcular a altura manométrica (perdas de carga).
4º Passo: Selecionar a motobomba de acordo com o ponto de
operação do projeto (vazão x altura manométrica).
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Projeto
Dimensionamento da motobomba
Calcular a altura manométrica.
Segue uma breve revisão ....
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Projeto
Dimensionamento da motobomba.
Altura Manométrica = Hman
Hman = é a energia por unidade de peso solicitada para transportar o fluido
por um trajeto com uma determinada vazão.
Hman = Altura Total de Aspiração (Ha) + Altura Total de Recalque (Hr)
Ha ou Hr = Perda de Carga Distribuída (hd) + Perda de Carga Localizada
(hl) + Altura Estática (ha)
Perda de Carga Distribuida (hd) = perdas de carga ao longo da tubulação por
atrito com a água.
Perda de Carga Localizada (hl) = perdas de carga pontuais ocorridas nas
conexões, registros, etc.
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Projeto
Dimensionamento da motobomba.
Resumindo
Hman = Ha + Hr
Altura Manométrica
Ha = hd + hl +ha
Altura Total de Aspiração
Hr = hd +hl + ha
Altura Total de Recalque
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Projeto
Dimensionamento da motobomba.
Passo a passo para cálculo de Ha
Etapas
m
1. Levantar altura estática – ha (mca)
mca
A
2. Dimensionar vazão – Q (l/s)
3. Dimensionar tubulação – D (mm)
4. Levantar comprimento equivalente hd+hl = Lt (m)
B
Anexo I Perda de Carga Localizada
5. Levantar perda de carga unitária = Ju (m/m)
Anexo II Ábaco de Fair – Whipple – Hsiao
6. Calcular perda de carga Ja = Ju x Lt (mca)
Altura Total de Aspiração Ha
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C
A+C
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Projeto
Dimensionamento da motobomba.
Passo a passo para cálculo de Hr
Etapas
m
1. Levantar altura estática – ha (mca)
mca
A
2. Dimensionar vazão – Q (l/s)
3. Dimensionar tubulação – D (mm)
4. Levantar comprimento equivalente hd+hl = Lt (m)
B
Anexo I Perda de Carga Localizada
5. Levantar perda de carga unitária = Ju (m/m)
Anexo II Ábaco de Fair – Whipple – Hsiao
6. Calcular perda de carga Jr = Ju x Lt (mca)
Altura Total de Recalque Hr
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C
A+C
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Projeto
Dimensionamento da motobomba.
Anexo I - Perda de Carga Localizada
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Projeto
Dimensionamento da motobomba.
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Projeto
Dimensionamento da motobomba.
Curvas Características
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Projeto
Exemplo 02:
Sistema de aquecimento solar de 3.500 litros, com 24 coletores de dimensão
1,0m x 1,75m, divididos em 6 baterias de 4 coletores, sendo 2 baterias
associadas em série, 3 baterias associadas em paralelo e tubulação em cobre.
Levar em consideração:
Desnível motobomba - reservatório térmico: 0 metros (motobomba afogada)
Desnível coletores - motobomba: 0 metros (coletores afogados)
Aspiração:
Distância horizontal reservatório térmico - motobomba: 1 metro
Cotovelo 90: 2
Registro Gaveta: 1
Recalque:
Distância horizontal motobomba – cobertura: 8 metros
Cotovelo 90: 12
Registro Gaveta: 2
Válvula de Retenção Horizontal: 1
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Projeto
Exemplo 02:
Sistema de aquecimento solar de 3.500 litros, com 24 coletores de dimensão
1,0m x 1,75m, divididos em 6 baterias de 4 coletores, sendo 2 baterias
associadas em série, 3 baterias associadas em paralelo e tubulação em cobre.
Determinar:
Vazão de projeto.
Diâmetro da tubulação.
Altura manométrica.
Potência de motobomba.
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Projeto
Dimensionamento da tubulação.
Calcular a vazão de projeto:
Vazão de Projeto = 1,75m2 x 12 coletores x 72l/h.m²
Vazão de Projeto = 1.512 litros/h.
Série
Área Efetiva
Paralelo
Área Efetiva
Área Efetiva
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Projeto
Dimensionamento da tubulação.
Determinar diâmetro da tubulação.
Diâmetro cuja vazão máxima é imediatamente superior a vazão de
projeto.
Tubulação Cobre
Observação: velocidade máxima considerada 2,5 m/s.
Diâmetro (mm)
15
22
28
35
42
54
Vazão Máxima (m³/h)
1,4
3,1
5,1
8,0
11,5
19,3
Vazão Máxima (l/min)
23,1
51,0
84,6
133,0
192,3
321,0
Diâmetro tubulação igual a ø22mm
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Projeto
Aspiração
Etapas
m
1. Levantar altura estática – ha (mca): 0 (motobomba afogada)
mca
0
2. Dimensionar vazão – Q (l/s) : 25,2 litros/min. = 1,51m³/h = 0,42 l/s
3. Dimensionar tubulação – D (mm): 22 mm
4. Levantar comprimento equivalente hd+hl - Lt (m)
Anexo I Perda de Carga Localizada
hd: Distância horizontal reservatório -motobomba: 1 metro
hl:
Cotovelo 90: 1,2 metros x 2: 2,4 metros
Registro Gaveta: 0,2 metro x 1: 0,2 metro
Lt:
hd + hl: 1+2,4+0,2 : 3,6 metros
1
2,4
0,2
3,6
5. Levantar perda de carga unitária - Ju (m/m)
Anexo II Ábaco de Fair – Whipple – Hsiao
Ju: 0,12m/m
6. Calcular perda de carga Ja = Ju x Lt (mca)
Ja: 0,12m/m x 3,6m: 0,43 mca
Altura Total de Aspiração Ha
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0,43
0,4318
Projeto
Etapas
m
1. Levantar altura estática – ha (mca): 0 (cobertura afogada)
mca
0
2. Dimensionar vazão – Q (l/s) : 25,2 litros/min. = 1,51m³/h = 0,42 l/s
3. Dimensionar tubulação – D (mm): 22 mm
4. Levantar comprimento equivalente hd+hl - Lt (m)
Anexo I Perda de Carga Localizada
hd:
Distância horizontal bomba – cobertura: 8 metros x 2 (ida e volta): 16 metros
Interligação entre baterias – 9 metros
hl:
Cotovelo 90: 1,2 metros x 12: 14,4 metros
Registro Gaveta: 0,2 metro x 2: 0,4 metro
Válvula de Retenção Horizontal: 2,7 metros x 1: 2,7 metros
Coletores Solares : 0,05 mca/m² x 24 coletores x 1,75 m²: 2,1 mca
Lt:
hd + hl: 16+9+14,4+0,4+0,8+2,7: 43,3
16
9
14,4
0,4
0,8
2,7
2,1
43,3
5. Levantar perda de carga unitária - Ju (m/m)
Anexo II Ábaco de Fair – Whipple – Hsiao
Ju: 0,12m/m
6. Calcular perda de carga Ja = Ju x Lt (mca)
Ja: 0,12 m/m x 43,3 m: 5,2 mca
5,2
Altura Total de Recalque Hr
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7,3
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Projeto
Exemplo:
Sistema de aquecimento solar de 3.500 litros, com 24 coletores de dimensão
1,0m x 1,75m, divididos em 6 baterias de 4 coletores, sendo 2 baterias
associadas em série, 3 baterias associadas em paralelo e tubulação em cobre.
Determinar:
Altura manométrica.
Hman: Ha + Hr
Hman: 0,43mca + 7,3 mca
Hman: 7,73mca ~ 8 mca
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Projeto
Exemplo:
Sistema de aquecimento solar de 3.500 litros, com 24 coletores de dimensão
1,0m x 1,75m, divididos em 6 baterias de 4 coletores, sendo 2 baterias
associadas em série, 3 baterias associadas em paralelo e tubulação em cobre.
Determinar:
Potência da
motobomba
Q: 1,51 m³/h
Hman: 8 mca
Motobomba selecionada
Modelo : 12/1 S
Potência: (1/6 CV)
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Projeto
Automação
Automatizar o sistema de aquecimento solar
Automatizar o sistema de aquecimento auxiliar
Automatizar o sistema de recirculação de prumadas
Automatizar válvulas eletromecânicas
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Projeto
Automação – Quadro de Comando
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Projeto
Aplicando todos os conceitos ....
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Projeto
1. Solar + Gás
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Projeto
2. Solar + Bomba de Calor
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SAS
Manutenção Preventiva
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SAS – Manutenção Preventiva: O que fazer?
Inspeção e lavagem de vidros dos coletores solares;
Inspeção e teste na alimentação elétrica;
Teste de funcionamento das resistências elétricas;
Teste de funcionamento dos termostatos de acionamento dos aquecimentos
auxiliares;
Inspeção de toda tubulação hidráulica;
Inspeção e teste de todos os registros, válvulas, respiro e acessórios de
segurança;
Drenagem de todo sistema de aquecimento solar.
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SAS – Manutenção Preventiva: O que fazer?
Inspeção, teste de funcionamento e verificação da corrente elétrica das
motobombas;
Inspeção e teste de funcionamento do quadro de comando;
Inspeção, limpeza e teste de funcionamento do(s) aquecedor(es) de
passagem a gás;
Inspeção do(s) anodo(s) de sacrifício (se existente);
Inspeção do suporte metálico dos coletores solares (fixação e corrosão);
Inspeção da base de sustentação do(s) reservatório(s) térmico(s);
Inspeção visual do(s) reservatório(s) térmico(s) quanto a deformação ou
deterioração.
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SAS – Manutenção Preventiva: Quando Fazer ?
Periodicidade: 12 meses
Baixa Pressão, termossifão, apoio elétrico
Periodicidade: 6 meses
Alta Pressão, bombeado, apoio a gás
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SAS – Manutenção Preventiva: Porque Fazer ?
Garantir o perfeito funcionamento do sistema de aquecimento solar
gerando conforto e satisfação ao cliente final.
Vantagens
Para o cliente final, que tem a segurança de ter o aquecedor solar
trabalhando em alto rendimento, gerando o máximo de conforto e
economia;
•
Para o projetista/instalador, que tem a tranqüilidade de ter suas
instalações em perfeito funcionamento, evitando chamados de urgência,
além de gerar receita extra;
•
Para o fabricante, que tem a satisfação de ver o seu cliente final
contente, indicando a sua marca e ver o seu parceiro prosperando nos
projetos e instalações.
•
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Circuito Secundário
Alternativas
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Projeto
Circuito Secundário
Circuito direto e indireto
Aquecimento auxiliar central e individual (Abrasip)
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Fim
Obrigado !
[email protected]
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