LABORATÓRIO DE SISTEMAS DE AQUECEDORES SOLARES DOUGLAS MESSINA
Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo
15, 16 e 17 de julho de 2015 – São Paulo
12 unidades de negócio
39 laboratórios e seções
IPT ‐ Laboratório de Instalações Prediais
Etiquetagem voluntária
Fornecedor / Fabricante
Laboratório
Inmetro
Portaria
nº 395/08
Etiquetagem voluntária
AcP 2011
Reservatórios
- 24 Fabricantes
- 53 produtos
Etiquetagem voluntária
Programa Brasileiro de Etiquetagem – PBE
Empresas
Modelos Etiquetados
Coletores Banho
33
299
Coletores Piscina
29
120
Si
Sistemas
Acoplados
A
l d
04
04
Reserv. Alta Pressão
12
77
Reserv. Baixa Pressão
37
219
Res. Operação em nível
02
17
Res. sem apoio elétrico
23
55
Fonte: INMETRO (02/14)
(
)
Certificação compulsória
Fornecedor
/Fabricante
OCP
Laboratório
Portaria
nº 301/12
I
Inmetro
t
• O escopo do laboratório é a execução de ensaios (parte do processo).
Certificação compulsória – Normas Técnicas
Coletores Solares:
ABNT NBR 15.747‐1:2009 Sistemas Solares Térmicos y sus Componentes –
Colectores Solares: Parte 1 – Requisitos Gerais (base normativa – EN 12975);
);
ABNT NBR 15.747‐2:2009 Sistemas Solares Térmicos e seus Componentes –
Colectores Solares: Parte 2 – Métodos de Ensaio (base normativa EN 12975);
EN 12975 Thermal solar systems and components ‐ Solar collectors;
EN 12976 Thermal solar systems
y
and components
p
‐ Factoryy made systems.
y
Reservatórios Térmicos: ISO/DIS 9459‐2E ‐ Solar Heating – domestic Water Heating Systems ‐ Part 2: Performance Test for Solar Only Systems
Certificação compulsória
• Portaria 301 – junho 2012 – Requisitos técnicos
• Portaria 352 Portaria 352 – julho 2012 –
julho 2012 Requisitos da Avaliação da Conformidade
Exigência: junho 2014
g
j
• Portaria
Portaria 358 358 – agosto 2014 agosto 2014 – Prorrogação do prazo
Prorrogação do prazo
Exigência (novo prazo): setembro 2015
• Portaria
Portaria 159 159 – março 2015 março 2015 – Acréscimo de modelo de Acréscimo de modelo de
certificação
Reservatório térmico – Ensaios
Marcações e Instruções
Pressão hidrostática
Volume armazenado
Desempenho
Tensão, Corrente, Potência
Enferrujamento
Calor e fogo
Envelhecimento acelerado
Reservatório térmico – Ensaios Desenvolvimento
Reservatório térmico – Marcações e Instruções
Marcações e Instruções
Aplicação de água e solvente nas marcações
Pressão hidrostática
Volume armazenado
Desempenho
Tensão, Corrente, Potência
Enferrujamento
Calor e fogo
Envelhecimento acelerado
Existência de
advertências e
de identificações
Conteúdo e localização
das informações
Reservatório térmico – Pressão hidrostática
Marcações e Instruções
Pressão hidrostática
Não apresentar vazamento ou deformação
permanente visível.
Volume armazenado
Desempenho
Tensão, Corrente, Potência
Enferrujamento
Calor e fogo
Envelhecimento acelerado
P teste
t t = 1,5
1 5 Po
15 minutos
NOVIDADE! (50±1) º C para poliméricos
Reservatório térmico – Volume
Marcações e Instruções
Pressão hidrostática
Volume armazenado
Desempenho
Tensão, Corrente, Potência
Enferrujamento
Calor e fogo
Envelhecimento acelerado
V útil ↔ V nominal
i l
Reservatório térmico – Desempenho
Marcações e Instruções
Pressão hidrostática
Volume armazenado
Desempenho
Tensão, Corrente, Potência
Enferrujamento
Calor e fogo
Envelhecimento acelerado
Sala climatizada, reservatório homogeneizado.
T inicial
i i i l → T final
fi l
Reservatório térmico – Tensão, corrente, potência
Marcações e Instruções
Pressão hidrostática
Tensão
avaliação da
isolação
isolação.
Volume armazenado
Desempenho
Tensão, Corrente, Potência
Enferrujamento
Calor e fogo
Envelhecimento acelerado
Corrente de fuga
≤ 5 mA.
Potência
absorvida x nominal
Reservatório térmico – Enferrujamento, calor e fogo, envelhecimento
Marcações e Instruções
Pressão hidrostática
Volume armazenado
Ensaios nos materiais: • Partes não metálicas
• Partes metálicas
• Partes p
poliméricas
Desempenho
Tensão, Corrente, Potência
Enferrujamento
Calor e fogo
Envelhecimento acelerado
NOVIDADE! 1200h em câmara de arco-xenônio
para poliméricos.
Coletores Solares – Ensaios Desenvolvimento
Coletores – Ensaios
Pressão interna
Alta temperatura
Exposição
Choque térmico interno
Choque térmico externo
Penetração de chuva
Carga Mecânica
Congelamento
I
Impacto
t
Envelhecimento acelerado
Coletores – Pressão para metálicos
Pressão interna
A placa absorvedora é capaz de suportar
Alta temperatura
Exposição
Choque térmico interno
Choque térmico externo
Penetração de chuva
Carga Mecânica
Congelamento
I
Impacto
t
Envelhecimento acelerado
as pressões que poderá atingir durante a
vida útil?
Coletores – Pressão para poliméricos
Pressão interna
Alta temperatura
Exposição
Choque térmico interno
Choque térmico externo
Penetração de chuva
Carga Mecânica
Congelamento
I
Impacto
t
Envelhecimento acelerado
A placa absorvedora é capaz de suportar
as pressões que poderá atingir durante a
vida útil?
Coletores – alta temperatura
Pressão interna
Alta temperatura
O coletor é capaz de suportar altos níveis
de irradiância sem apresentar falhas?
Exposição
Choque térmico interno
Choque térmico externo
Penetração de chuva
Carga Mecânica
Congelamento
I
Impacto
t
Envelhecimento acelerado
Temperatura de estagnação é determinada!
Coletores – exposição
Pressão interna
Simula um “envelhecimento de curta
Alta temperatura
duração”, com variação de G
duração
G, Ta,
Ta humidade,
humidade etc
etc.
Exposição
Choque térmico interno
Choque térmico externo
Penetração de chuva
Carga Mecânica
Congelamento
I
Impacto
t
Envelhecimento acelerado
H > 14 MJ/
MJ/m2
Intercalado com choques térmicos.
Coletores – choque interno
Pressão interna
O coletor é capaz de suportar uma repentina
Alta temperatura
entrada de água
g fria em um dia q
quente e
Exposição
ensolarado?
Choque térmico interno
Choque térmico externo
Penetração de chuva
5 minutos
Carga Mecânica
Congelamento
I
Impacto
t
Envelhecimento acelerado
Atenção: Comportamento dos tubos a vácuo!
Coletores – choque externo
Pressão interna
Alta temperatura
Exposição
Choque térmico interno
O coletor é capaz de suportar um repentino
temporal de água fria em um dia quente e
ensolarado?
Choque térmico externo
Penetração de chuva
Carga Mecânica
Congelamento
I
Impacto
t
Envelhecimento acelerado
15 minutos
i t
Coletores – penetração de chuva
Pressão interna
Alta temperatura
Exposição
Choque térmico interno
Choque térmico externo
Penetração de chuva
Carga Mecânica
Congelamento
I
Impacto
t
Envelhecimento acelerado
• Coletor mantido quente
• 4 horas de chuva
• Variação
ç de até 30 g / m2
Coletores – carga mecânica
Pressão interna
Alta temperatura
Exposição
Choque térmico interno
Choque térmico externo
Penetração de chuva
Carga Mecânica
Congelamento
I
Impacto
t
Envelhecimento acelerado
• 1000 Pa (tração)
• 1000 Pa (compressão)
Coletores – congelamento, impacto, envelh.
Pressão interna
Alta temperatura
Exposição
+10ºC / - 20ºC (3x)
Choque térmico interno
Choque térmico externo
Penetração de chuva
Carga Mecânica
150 g de até 2 m
Congelamento*
I
Impacto*
t *
Envelhecimento acelerado
Material polimérico
Coletores – Desempenho térmico
Mudanças normativas
Mudanças normativas
Etiquetagem Voluntária
Certificação compulsória
Mudanças normativas
Mudanças normativas
Etiquetagem Voluntária
Eficiência: curva de 1º grau
FRUL e FR(τα)
η em relação a Aext
η em função de (Te‐Ta)/Gt
Certificação compulsória
Eficiência: curva de 2º grau
η0 , a1 e a2
η em relação a Aabert
η em função de (Tm‐Ta)/G
Mudanças nos Métodos
Mudanças nos Métodos
Etiquetagem Voluntária
Dia padrão (baseado no FSEC)
Soma de η
Soma de η
Leva em conta θ horário
Usa curva para Kθ
Usa curva para K
Certificação compulsória
Integração da curva η(x)
Usa Kθ fixo para 25
Usa K
fixo para 25º
H=17,6 MJ/m2 (BH‐MG)
xx’ depende da aplicação
depende da aplicação
Mudanças nos Métodos
Mudanças nos Métodos
“Deslocamento” das classes
Aumento médio de + 6,1 kWh/m2.mês
Aumento não uniforme: • classe A: + 3,3 kWh/m2.mês
• classe E: + 11,3 kWh/m
classe E: + 11 3 kWh/m2.mês
mês
Estudo Experimental
Estudo Experimental
Ensaios de desempenho térmico
3 coletores planos fechados
1,01 m2 ‐ 1,75 m2 ‐ 2,01 m2
Simulador Solar IPT em São Paulo SP
Simulador Solar IPT em São Paulo‐SP
Resultados – estudo experimental
Resultados estudo experimental
Resultados – estudo experimental
Resultados estudo experimental
Para as três amostras (C1 C2 e C3)
Para as três amostras (C1, C2 e C3)
Aumento na eficiência média.
Aumento na PMEe.
Melhora na classificação?
Resultados – estudo experimental
Resultados estudo experimental
,
ç
C1, C2 e C3 mantiveram a classificação
C1, C2 e C3 não mantiveram sua “posição” dentro da classe
Ensaios realizados em produtos não avaliados para demais requisitos da certificação.
Artigo Técnico – Estudo Experimental
Acoplados – desempenho térmico
Ensaio outdoor: curva da ISO 9459-2 → parâmetros do Inmetro.
IPT ‐ Laboratório de Instalações Prediais
Aproximadamente: 60 reservatórios e 52 coletores solares
COPANT Comisión Panamericana de Normas Técnicas
é
CT 152 –
CT
152 EFICIENCIA ENERGÉTICA Y EFICIENCIA ENERGÉTICA Y
ENERGÍAS RENOVÁBLES
COPANT COPANT
PARTICIPAÇÃO: MEMBROS (34 ativos e 10 aderentes) ARGENTINA, BOLIVIA, BRASIL, CHILE, COLOMBIA, COSTA RICA, CUBA, ECUADOR, EL SALVADOR, HONDURAS, MEXICO, PERU, URUGUAY e outros
Inicio Trabalhos 2003
Inicio Trabalhos 2003
http://www.copant.org/index.php/es/acerca‐de‐copant/miembros
p //
p
g/
p p/ /
p /
PROYECTO COPANT 152‐010
EFICIENCIA ENERGÉTICA ‐
É
SISTEMAS Y EQUIPAMIENTOS PARA CALENTAMIENTO SOLAR DE AGUA.
ESPECIFICACIONES Y ETIQUETADO
COPANT 2010 Ciudad de Mexico
COPANT 2010 –
de Mexico / MEXICO (apresentação do PROJETO)
/ MEXICO (apresentação do PROJETO)
COPANT 2011 – Ciudad de Mexico / MEXICO (discussão do PROJETO)
W k h 2012 Ciudad
Workshop 2012 –
Ci d d de Mexico
d M i / MEXICO (diagnóstico: norma e infraestrutura)
/ MEXICO (di ó i
i f
)
COPANT 2012 – Buenos Aires / ARGENTINA (discussão do PROJETO)
Workshop 2013 – Sao Paulo / BRASIL (apresentação norma, ensaios, laboratório)
COPANT 2013 – Habana / CUBA (discussão do PROJETO)
COPANT 2014 – Asunción / PARAGUAY (PROJETO Final)
Projeto
j
em Votação
ç ((final agosto
g
2015))
Coletores solares
Coletores Solares/Sistemas Acoplados
/
p
Modelo da etiqueta etiqueta
‘Coletores
S l
Solares’
’
Reservatorios térmicos
R
Reservatorios Térmicos
t i Té i
Modelo da Modelo
da
etiqueta ‘Reservatorios ‘Reservatorios
Térmicos’
Fórum Internacional – Costa Rica junho/2015
Fórum Internacional – Costa Rica junho/2015
Necessidade de ensaios interlaboratoriais para equalizar
os métodos e resultados dos ensaios entre os laboratórios
(ITW, Fraunhofen, IPT mais 09 laboratórios regionais)
Laboratório Regional de
Referência (América do
S l / Região
Sul
R iã d
do C
Caribe)
ib )
IPT
Coordenação dos Ensaios:
Douglas Messina - IPT
OBRIGADO!
www.ipt.br
Douglas Messina
[email protected]